JP4920201B2 - Method for measuring a specific base in a nucleic acid - Google Patents

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Description

本発明は、標識ヌクレオチドモノマーを用いて核酸中の特定塩基を測定する方法、特に、特定塩基が、メチル化シトシン、シトシン、又はメチル化シトシンと非メチル化シトシンの比である新概念の測定方法である。又、メチル化核酸を測定する方法でもある。   The present invention relates to a method for measuring a specific base in a nucleic acid using a labeled nucleotide monomer, in particular, a new concept measurement method in which the specific base is methylated cytosine, cytosine, or a ratio of methylated cytosine to unmethylated cytosine. It is. It is also a method for measuring methylated nucleic acid.

現在、核酸中のメチル化シトシンを測定する方法は、遺伝子発現の研究に多用されているが、数百塩基対の核酸中の任意の特定塩基を簡便且つ短時間に測定する一般的方法は知られていない。又、核酸中のメチル化シトシンを測定する方法は、未だ、簡便化されたものではない。   Currently, methods for measuring methylated cytosine in nucleic acids are widely used in gene expression studies, but general methods for measuring any specific base in nucleic acids of several hundred base pairs in a short time are known. It is not done. Moreover, the method for measuring methylated cytosine in nucleic acids has not yet been simplified.

即ち、現在、ある長さ、例えば50〜1000塩基対程度の核酸中の領域に存在する特定塩基の数を調べるには、その領域のシークエンス(sequence)をすることが必要である。
同様に、ある領域に存在するCpGアイランドの、メチル化されたシトシンの数を調べる場合も、核酸をウラシル化処理後、配列を決定する必要がある。しかし、シークエンスには、精製及び分離等の操作が必須である。これらの操作は煩雑であり、結果を出すまでには、長時間(例えば、少なくとも3日以上の日数)を必要とする。
That is, in order to examine the number of specific bases present in a region in a nucleic acid having a certain length, for example, about 50 to 1000 base pairs, it is necessary to sequence the region.
Similarly, in order to examine the number of methylated cytosines in CpG islands existing in a certain region, it is necessary to determine the sequence after uracilizing the nucleic acid. However, operations such as purification and separation are essential for sequencing. These operations are complicated, and it takes a long time (for example, at least 3 days or more) to obtain a result.

現在、メチル化シトシンを測定する代表的方法として以下の三つを挙げることが出来る。
(1)メチル化感受性制限酵素を用いて標的核酸を切断する方法(非特許文献1)
ゲノムDNAをメチル化感受性制限酵素で消化した後、核酸増幅反応を行う。消化された核酸、すなわちメチル化されていない核酸は増幅しないが、消化されなかった核酸は増幅するため、電気泳動にてバンドの有無で判別する。しかしながら、この方法は、メチル化感受性制限酵素を用いるために解析できる塩基配列に制限がある。制限酵素処理で切断残りがあると擬陽性となる。単に、増幅の有無を検出するものである。操作は電気泳動分離が必要である。それで定量性及び操作性に問題があった。
当該方法において、測定可能な核酸は、3乃至30塩基対のものである。
Currently, there are three typical methods for measuring methylated cytosine.
(1) A method for cleaving a target nucleic acid using a methylation-sensitive restriction enzyme (Non-patent Document 1)
After digesting genomic DNA with a methylation sensitive restriction enzyme, a nucleic acid amplification reaction is performed. Digested nucleic acid, that is, non-methylated nucleic acid is not amplified, but undigested nucleic acid is amplified. Therefore, the presence or absence of a band is determined by electrophoresis. However, this method has a limitation in the base sequence that can be analyzed because a methylation sensitive restriction enzyme is used. A false positive occurs if there is a cleavage residue after restriction enzyme treatment. It simply detects the presence or absence of amplification. The operation requires electrophoretic separation. As a result, there was a problem in quantification and operability.
In the method, the measurable nucleic acid is 3 to 30 base pairs.

(2)メチル化特異的PCR(MSP:methylation specific PCR)(非特許文献2)
ゲノムDNAを重亜硫酸で処理する。当該処理で、メチル化シトシンはシトシンのまま、非メチル化シトシンはすべてウラシルに変換される。プライマー配列中に数個のメチル化部位が入るように設計したプライマーを用いてPCRを行う。PCR産物は電気泳動にかけ、バンドの有無でメチル化シトシンを検出する。当該方法は、塩基配列の制限はないが、メチル化特異的プライマーの設計が難しい。又、当該方法は電気泳動による分離を必要とする。
当該方法においても、測定可能な核酸は、3乃至30塩基対のものに限定される。
(2) Methylation specific PCR (MSP) (non-patent document 2)
Genomic DNA is treated with bisulfite. In this treatment, methylated cytosine remains cytosine and all unmethylated cytosine is converted to uracil. PCR is carried out using primers designed to have several methylation sites in the primer sequence. The PCR product is subjected to electrophoresis, and methylated cytosine is detected by the presence or absence of a band. Although this method has no restriction on the base sequence, it is difficult to design a methylation-specific primer. The method also requires separation by electrophoresis.
Also in this method, the measurable nucleic acid is limited to 3 to 30 base pairs.

(3)Bisulfite genomic sequencing方法(非特許文献3)
ゲノムDNAを重亜硫酸処理した後、シークエンスする。当該方法では、数百塩基の長さの核酸を測定できるが、操作が複雑になる。サブクローニング及び電気泳動分離等の操作が必要で、簡便でない。
(3) Bisulfite genomic sequencing method (Non-patent Document 3)
The genomic DNA is treated with bisulfite and then sequenced. In this method, a nucleic acid having a length of several hundred bases can be measured, but the operation is complicated. Operations such as subcloning and electrophoretic separation are required, which is not convenient.

Singer-Sam, J. (1990) Mol. Cell. Biol. 10, 4987-4989Singer-Sam, J. (1990) Mol. Cell. Biol. 10, 4987-4989 JAMESG. Herman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 9821-9826, 1996JAMESG. Herman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 9821-9826, 1996 Grunau, C. et al., Nucleic Acids Res., 29, 65, 2001Grunau, C. et al., Nucleic Acids Res., 29, 65, 2001

従って、本発明の目的は、前記の状況に鑑み、数百塩基対を有する核酸中の特定塩基、特に核酸中のメチル化シトシン若しくは非メチル化シトシン、又はそれらの双方を同一操作にて、短時間、簡便、且つ優れた感度で、特異的に正確に測定できる(定量性のある)新規方法を提供することである。   Therefore, in view of the above situation, the object of the present invention is to shorten a specific base in a nucleic acid having several hundred base pairs, particularly methylated cytosine or unmethylated cytosine in a nucleic acid, or both by the same operation. To provide a new method (quantitative) that can be specifically and accurately measured with time, convenience, and excellent sensitivity.

本発明者らは、前記課題を鋭意実験した結果、標的核酸を鋳型として、標識ヌクレオチドモノマーを含む核酸重合系で、核酸重合反応を行い、当該反応の前後で核酸重合系の核酸重合系の蛍光キャラクターの変化若しくは変化量を測定することにより、特定塩基を簡便且つ短時間に測定できることを知見した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。   As a result of intensive experiments on the above problems, the present inventors conducted a nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system containing a labeled nucleotide monomer using a target nucleic acid as a template, and before and after the reaction, the fluorescence of the nucleic acid polymerization system. It was found that a specific base can be measured easily and in a short time by measuring the change or amount of change of the character. The present invention has been completed based on such findings.

即ち、本発明は、主に、発明1、発明2、発明3、及び発明4を提供する。又、それらの関連発明を提供する。
発明1は、次の手順を含むことを特徴とする核酸中の特定塩基の測定方法である。
1)下記の核酸重合系Iで核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定(以下、測定系Iという。)し、得られた測定値に基づいて、核酸中の特定塩基を測定する。
核酸重合系I:以下の成分を含む:(A)鋳型としての標的核酸、(B)(a)蛍光色素、(b)クエンチャー物質、及び(c)蛍光色素若しくはクエンチャー物質を含有する免疫関連物質、からなる群から選ばれた少なくとも一種の物質で標識された、少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマー、(C)一種若しくは一対のプライマー、及び(D)少なくとも一種の核酸合成酵素。
That is, the present invention mainly provides Invention 1, Invention 2, Invention 3, and Invention 4. Moreover, the related invention is provided.
Invention 1 is a method for measuring a specific base in a nucleic acid characterized by comprising the following procedure.
1) A nucleic acid polymerization reaction is performed once or a plurality of times in the following nucleic acid polymerization system I, and the fluorescence character change or change amount before and after the nucleic acid polymerization reaction of the nucleic acid polymerization system is measured (hereinafter referred to as measurement system I). Based on the measured value, the specific base in the nucleic acid is measured.
Nucleic acid polymerization system I: comprising the following components: (A) target nucleic acid as template, (B) (a) fluorescent dye, (b) quencher substance, and (c) immunity containing fluorescent dye or quencher substance At least one labeled nucleotide monomer labeled with at least one substance selected from the group consisting of related substances, (C) one or a pair of primers, and (D) at least one nucleic acid synthase.

発明2〜4は、発明1を改良若しくは発展させたものであり、後記文中又は発明5〜10として後記した関連発明は、発明1〜4を好適に実施するためのものである。   Inventions 2 to 4 are improvements or developments of Invention 1, and related inventions described later in the text or as Inventions 5 to 10 are for suitably carrying out Inventions 1 to 4.

本発明は、電気泳動、制限酵素分解、及び塩基配列決定(sequencing)等の少なくもいずれか一つの操作(従来の技術では必要とした)を必要としない方法で、数百塩基対からなる核酸中の特定塩基、例えば、メチル化シトシン及びシトシン等を測定することが可能になった。それで、数百塩基対からなる核酸中の特定塩基、特にメチル化シトシン及びシトシン等を、短時間、簡便、且つ優れた感度で、特異的に正確に測定することが可能になり、その結果として、発ガン機作の解明、制癌剤の開発を促進するものである。   The present invention is a nucleic acid consisting of several hundred base pairs in a method that does not require at least one of the operations (required in the prior art) such as electrophoresis, restriction enzyme digestion, and sequencing. It has become possible to measure specific bases such as methylated cytosine and cytosine. As a result, specific bases in nucleic acids consisting of hundreds of base pairs, particularly methylated cytosine and cytosine, can be specifically and accurately measured in a short time, simply and with excellent sensitivity. , To elucidate the mechanism of carcinogenesis and promote the development of anticancer drugs.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明を詳細に説明する前に、特許請求の範囲を含む本明細書全体にわたって使用する用語の定義をする。本発明に用いている用語は、特別な定義がない場合、生物学、分子生物学、遺伝学若しくは遺伝子工学、微生物学若しくは微生物工学等で一般的に出願時に使用されている用語と同じ意味である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Before describing the present invention in detail, the terms used throughout this specification, including the claims, are defined. Unless otherwise defined, terms used in the present invention have the same meaning as terms generally used at the time of filing in biology, molecular biology, genetics or genetic engineering, microbiology or microbial engineering, etc. is there.

標識若しくは非標識ヌクレオチドモノマーとは、少なくとも1種の核酸合成酵素により核酸重合体に取り込まれ得るヌクレオチドのことをいう。好適にはオリゴヌクレオチドの核酸の構成成分のモノヌクレオチドであるが、本発明においては、モノヌクレオチドの他に、2〜30量体のオリゴヌクレオチドを含む。好適な例としては、ヌクレオチドモノリン酸体(NMP)、2リン酸体(NDP)及び3リン酸体(NTP)を挙げることができる。より好適な例としては、3リン酸体である。塩基として、核酸構成成分のもの、即ち、アデニン(A)、グアニン(G)、ウラシル(U)、シトシン(C)、チミン(T)、それらの誘導体、RNAに含まれる微量成分等を挙げることができる。糖はリボース、デオシキシリボース、ジデオシキシリボースなどである。前記のオリゴヌクレオチドは、鋳型核酸にハイブリダイズするものであるならば、エキソヌクレアーゼ活性を有さない核酸合成酵素(例えば、DNAポリメラーゼ)とリガーゼを用いることにより、核酸重合系で核酸重合体に取り込まれる。   A labeled or unlabeled nucleotide monomer refers to a nucleotide that can be incorporated into a nucleic acid polymer by at least one nucleic acid synthase. Preferably, it is a mononucleotide as a component of the nucleic acid of the oligonucleotide, but in the present invention, in addition to the mononucleotide, a 2-30 mer oligonucleotide is included. Preferable examples include nucleotide monophosphate (NMP), diphosphate (NDP), and triphosphate (NTP). A more preferred example is triphosphate. Examples of bases include nucleic acid constituents, that is, adenine (A), guanine (G), uracil (U), cytosine (C), thymine (T), derivatives thereof, and trace components contained in RNA. Can do. The sugar is ribose, deoxyribose, dideoxyribose or the like. If the oligonucleotide hybridizes to the template nucleic acid, it is incorporated into the nucleic acid polymer in the nucleic acid polymerization system by using a nucleic acid synthesizing enzyme (eg, DNA polymerase) and ligase that does not have exonuclease activity. It is.

標識ヌクレオチドモノマーとは、後記する蛍光色素、クエンチャー物質、免疫関連物質等のものからなる群から選ばれた少なくとも一種のもので標識されたヌクレオチドモノマーのことをいう。そして、蛍光色素、クエンチャー物質、又は免疫関連物質(以下、これらの物質を単に本発明の標識物質又は単に標識物質という場合がある。)で標識されたヌクレオチドモノマーを各々蛍光色素標識ヌクレオチド(この場合、蛍光標識ヌクレオチドという場合もある。)、クエンチャー標識ヌクレオチド、免疫関連物質標識ヌクレオチドという。更に蛍光標識ヌクレオチドのうち、ドナー蛍光色素、アクセプター蛍光色素で標識されたものを、各々、ドナー標識ヌクレオチド、アクセプター標識ヌクレオチドという。これらを総称して標識ヌクレオチドという。標識ヌクレオチドについては、更に、詳しく後記した。   The labeled nucleotide monomer refers to a nucleotide monomer labeled with at least one selected from the group consisting of fluorescent dyes, quencher substances, immune related substances and the like described later. Then, each of the nucleotide monomers labeled with a fluorescent dye, a quencher substance, or an immune-related substance (hereinafter, these substances may be simply referred to as a labeling substance or simply a labeling substance of the present invention) In some cases, it is also referred to as a fluorescence-labeled nucleotide). Further, among the fluorescently labeled nucleotides, those labeled with a donor fluorescent dye and an acceptor fluorescent dye are referred to as a donor labeled nucleotide and an acceptor labeled nucleotide, respectively. These are collectively referred to as labeled nucleotides. The labeled nucleotide will be described in detail later.

非標識ヌクレオチドとは、前記のような標識物質で標識されないヌクレオチドモノマーのことをいう。
プライマーとは、鋳型核酸に特異的に結合し、核酸重合体の前駆体になる1種のオリゴヌクレオチドのことをいう。核酸プライマーが、蛍光色素、クエンチャー物質、免疫関連物質で標識されたものを、順に、蛍光標識プライマー、クエンチャー標識プライマー、免疫関連物質標識プライマーという。又、総称して、標識プライマーという。
An unlabeled nucleotide refers to a nucleotide monomer that is not labeled with a labeling substance as described above.
A primer refers to one kind of oligonucleotide that specifically binds to a template nucleic acid and becomes a precursor of a nucleic acid polymer. A nucleic acid primer labeled with a fluorescent dye, a quencher substance, and an immune-related substance is sequentially referred to as a fluorescence-labeled primer, a quencher-labeled primer, and an immune-related substance-labeled primer. Moreover, it is collectively called a labeled primer.

鋳型核酸とは、核酸重合体の鋳型になり得るもので、特に限定されない。PCR方法等で増幅された核酸、核酸若しくは増幅核酸中のシトシン若しくはメチル化シトシン以外のシトシンを脱アミノ化してウラシルに変換して得られるウラシル化核酸、重亜硫酸で処理されたウラシル化核酸、methylaseでメチル化したメチル化核酸、又、それらをPCR方法で増幅した核酸をも意味する。メチル化核酸をPCR方法で増幅して得た核酸を、核酸特異的メチル化酵素(Sss I (CpG) Methylase, Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b)で再びメチル化したメチル化核酸も意味する。核酸はDNA又はRNAである。勿論、遺伝子等を含む。又、濃度又は大きさの大小も問わない。
尚、本発明においては、特定塩基の一つであるメチル化シトシンを含有する核酸をメチル化核酸という。
The template nucleic acid can be a template for a nucleic acid polymer and is not particularly limited. Nucleic acid amplified by PCR method, nucleic acid or uracilized nucleic acid obtained by deamination of cytosine other than cytosine or methylated cytosine in amplified nucleic acid and converting it to uracil, uracilized nucleic acid treated with bisulfite, methylase It also means a methylated nucleic acid methylated with a nucleic acid or a nucleic acid obtained by amplifying them by a PCR method. It also means a methylated nucleic acid obtained by re-methylating a nucleic acid obtained by amplifying a methylated nucleic acid by a PCR method with a nucleic acid-specific methylase (Sss I (CpG) Methylase, Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b). The nucleic acid is DNA or RNA. Of course, including genes. Moreover, the magnitude | size of a density | concentration or a magnitude | size does not ask | require.
In the present invention, a nucleic acid containing methylated cytosine which is one of the specific bases is referred to as a methylated nucleic acid.

核酸合成酵素とは、前記の鋳型核酸を鋳型として前記の非標識ヌクレオチド及び標識ヌクレオチド、又は、それらの単独を重合して、核酸重合体を合成する能力を有するものであればどのようなものでもよい。代表的な例として、DNAポリメラーゼ類、RNAポリメラーゼ類、逆転写酵素類(reverse transcriptase)、リガーゼ類、各種のキナーゼ類、ヌクレオチド3リン体生成系、及びそれらの遺伝子工学的に改変された改変蛋白質を有する酵素類を挙げることができる。DNAポリメラーゼ類、RNAポリメラーゼ類及び逆転写酵素類は、リガーゼ類、各種のキナーゼ類、ヌクレオチド3リン体生成系を含んでいる酵素類は、本発明においては、好適に利用され得る。本発明においては、これらのものが、単独若しくは併用で用いられる。   Any nucleic acid synthase may be used as long as it has an ability to synthesize a nucleic acid polymer by polymerizing the above-mentioned unlabeled nucleotide and labeled nucleotide, or a single thereof, using the template nucleic acid as a template. Good. Typical examples include DNA polymerases, RNA polymerases, reverse transcriptases, ligases, various kinases, nucleotide triphosphate production systems, and genetically engineered modified proteins. Enzymes having As the DNA polymerases, RNA polymerases and reverse transcriptases, ligases, various kinases, and enzymes containing a nucleotide triphosphate production system can be suitably used in the present invention. In the present invention, these are used alone or in combination.

勿論、当該酵素は、これら酵素の活性を十分に発揮させる各種因子を含んでいても、いなくともよい。DNAポリメラーゼの場合は、エキソヌクレアーゼ活性を有していても、有さなくてもよい。精製された酵素若しくは粗酵素の状態のどちらでもよい。又、酵素の起源(微生物、動物、植物)については特に限定されない。好適には耐熱性を有するものがよい。好適な具体例として、3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を欠損させたVent(exo-)DNA Polymerase(サーモコッカス・リトラリス由来)、9°N DNA polymerase、Therminator DNA Polymerase(New England Biolabs、USA)、Tgo(exo-)DNA Polymerase、Thermo Sequenase DNA Polymerase(Armersham社製)、T7 Sequenase DNA Polymerase、ThemoSequenase II(Armersham Biosciences、USA)、AmpliTaq DNA Polymerase,FS(Applied Biosystems、USA)、Deep Vent(exo-)DNA Polymerase(New England Bioabs、USA)、Klenow Fragment等を挙げることができる。   Of course, the enzyme may or may not contain various factors that sufficiently exert the activity of these enzymes. In the case of DNA polymerase, it may or may not have exonuclease activity. Either purified enzyme or crude enzyme may be used. In addition, the origin of the enzyme (microorganism, animal, plant) is not particularly limited. Those having heat resistance are preferred. Preferable specific examples include Vent (exo-) DNA Polymerase (derived from Thermococcus litoralis) lacking 3 ′ → 5 ′ exonuclease activity, 9 ° N DNA polymerase, Therminator DNA Polymerase (New England Biolabs, USA), Tgo (exo-) DNA Polymerase, Thermo Sequenase DNA Polymerase (Armersham), T7 Sequenase DNA Polymerase, ThermoSequenase II (Armersham Biosciences, USA), AmpliTaq DNA Polymerase, FS (Applied Biosystems, USA), Deep Vent (exo-) Examples include DNA Polymerase (New England Bioabs, USA) and Klenow Fragment.

本発明において「核酸中の特定塩基を測定する」、或いは「核酸中の特定塩基の濃度を測定する」なる用語は、核酸中の特定塩基の濃度を定量することは勿論のこと、定量的検出をすること、定性的検出をすること、核酸中の特定塩基の量比若しくは存在比を決めること、特定塩基を含有する核酸の定量(コピー数の定量等)、検出、判定(確認)若しくは存在比を決めること、本発明の核酸重合系の蛍光強度を単に測定すること等を意味するものとする。又、公知の方法(基礎生化学実験法、第4巻(核酸・遺伝子実験)、日本生化学会編、東京化学同人社)等により塩基配列を決める操作等も含めるものとする。   In the present invention, the term “measuring a specific base in a nucleic acid” or “measuring the concentration of a specific base in a nucleic acid” is not limited to quantitatively detecting the concentration of a specific base in a nucleic acid. , Qualitative detection, determining the quantity ratio or abundance ratio of specific bases in nucleic acids, quantification of nucleic acids containing specific bases (quantification of copy number, etc.), detection, judgment (confirmation) or presence It means that the ratio is determined, the fluorescence intensity of the nucleic acid polymerization system of the present invention is simply measured, and the like. In addition, an operation for determining a base sequence by a known method (basic biochemical experiment method, volume 4 (nucleic acid / gene experiment), edited by the Japanese Biochemical Society, Tokyo Chemical Dojin Co., Ltd.) or the like is also included.

又、核酸の重合反応とは、単なる重合(合成、又は伸長反応)反応だけでなく、核酸の増幅反応、例えば、PCR方法、リアルタイム定量的PCR法、ICAN方法、LAMP方法、NASBA方法、TAMA方法、LCR方法、GenomiPhi法、それらの方法に伴う、ハイブリダイゼーション反応、伸長、変性等を含める。   The nucleic acid polymerization reaction is not only a simple polymerization (synthesis or extension reaction) reaction, but also a nucleic acid amplification reaction, for example, PCR method, real-time quantitative PCR method, ICAN method, LAMP method, NASBA method, TAMA method. , LCR method, GenomiPhi method, hybridization reaction, extension, denaturation, etc. associated with these methods.

「光学的キャラクター」なる用語は、ヌクレオチドを標識する蛍光色素、クエンチャー物質、核酸特異的蛍光色素等の各種の吸収スペクトル、若しくは蛍光発光スペクトル、及びそれらの吸収強度、偏光、蛍光発光、蛍光強度、蛍光寿命、蛍光偏光、蛍光異方性等の光学的特性等のこという(「蛍光強度」で総称する。)。又、標識ヌクレオチド等に標識されている少なくとも1つの蛍光色素等について少なくとも1種以上の測定波長で測定された測定値を総合的に評価して得た性質のこともいう。   The term “optical character” refers to various absorption spectra or fluorescence emission spectra of fluorescent dyes, quencher substances, nucleic acid-specific fluorescent dyes, and the like, and their absorption intensity, polarization, fluorescence emission, and fluorescence intensity. It means optical properties such as fluorescence lifetime, fluorescence polarization, fluorescence anisotropy, etc. (collectively referred to as “fluorescence intensity”). Further, it also refers to a property obtained by comprehensively evaluating measured values measured at least at one or more measurement wavelengths for at least one fluorescent dye labeled with a labeled nucleotide or the like.

本発明において、「蛍光強度の変化若しくは変化量から」なる用語は、本発明の核酸重合体に基づく蛍光強度の変化だけでなく、新たに合成された核酸重合体同士がハイブリダイズしたときの、又は鋳型核酸と新たに合成された核酸重合体とがハイブリダイズしたときのハイブリダイゼーション前後の蛍光キャラクターの変化若しくは変化量をも意味するものとする。これらの変化量は、例えば、ドナー蛍光色素とアクセプター蛍光色素の関係、蛍光色素と核酸を構成する塩基との関係、又は蛍光色素とクエンチャー物質との関係に基づいて発生する。   In the present invention, the term “from a change or amount of fluorescence intensity” is not only a change in fluorescence intensity based on the nucleic acid polymer of the present invention, but also when newly synthesized nucleic acid polymers are hybridized. Alternatively, it also means the change or amount of change in the fluorescence character before and after hybridization when the template nucleic acid and a newly synthesized nucleic acid polymer are hybridized. These changes occur, for example, based on the relationship between the donor fluorescent dye and the acceptor fluorescent dye, the relationship between the fluorescent dye and the base constituting the nucleic acid, or the relationship between the fluorescent dye and the quencher substance.

更に、鋳型核酸若しくは新たに合成された核酸重合体に入り込んだ核酸特異的蛍光色素と標識ヌクレオチドモノマーを標識している蛍光色素若しくは免疫関連物質を介する蛍光色素等の標識物質の関係で発生する、核酸特異的蛍光色素の発光キャラクターの変化量、又は標識ヌクレオチドモノマーの蛍光色素の発光キャラクターの変化量をも含めるものとする。   Furthermore, it occurs due to the relationship between a nucleic acid-specific fluorescent dye that has entered a template nucleic acid or a newly synthesized nucleic acid polymer and a labeling substance such as a fluorescent dye that labels a labeled nucleotide monomer or a fluorescent dye via an immune-related substance, The amount of change in the luminescent character of the nucleic acid-specific fluorescent dye or the amount of change in the luminescent character of the fluorescent dye of the labeled nucleotide monomer is also included.

又、核酸重合系は、標識又は非標識ジデオキシヌクレオチドモノマーを、標識又は非標識ヌクレオチドモノマーと共に含むこともできる。この場合の核酸の重合は、当該ジデオキシヌクレオチドが反応に利用された場合は、利用された時点でストップする。1種の標的核酸が鋳型となっている場合は、それを鋳型とする鎖長の異なる核酸重合体が多数得られる。これらの核酸重合体を電気泳動方法、液体クロマト方法等で分析・解析することにより、標的核酸について重要な情報が得られる。このような分析・解析においても前記標識物質の蛍光キャラクターの変化が利用される。   The nucleic acid polymerization system can also include a labeled or unlabeled dideoxynucleotide monomer together with a labeled or unlabeled nucleotide monomer. In this case, the polymerization of the nucleic acid is stopped when the dideoxynucleotide is used in the reaction. When one type of target nucleic acid is used as a template, a large number of nucleic acid polymers having different chain lengths using the template as a template can be obtained. By analyzing and analyzing these nucleic acid polymers by an electrophoresis method, a liquid chromatography method or the like, important information about the target nucleic acid can be obtained. In such analysis / analysis, a change in the fluorescent character of the labeling substance is also used.

本発明の標識物質(蛍光色素、クエンチャー物質、免疫関連物質)、当該物質で標識された標識ヌクレオチドモノマー及び核酸特異的蛍光色素について詳しく記載する。
本発明でいう蛍光色素(「蛍光物質」という場合もある。)とは、一般に核酸プローブを標識して、核酸の測定・検出に用いられている蛍光色素の類である。例えば、フルオレセイン(fluorescein)又はその誘導体類{例えば、フルオレセインイソチオシアネート(fluorescein isothiocyanate)(FITC)若しくはその誘導体等}、Alexa 488、Alexa 532、cy3、cy5、6-joe、EDANS、ローダミン(rhodamine)6G(R6G)又はその誘導体{例えば、テトラメチルローダミン(teramethylrhodamine)(TMR)、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(tetramethylrhodamine isothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhodamine)}、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIPY)FL{ボデピー(BODIPY)は商標名、FLは商品名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国;以下同様}、ボデピー(BODIPY)FL/C3、ボデピー(BODIPY)FL/C6、ボデピー(BODIPY)5-FAM、ボデピー(BODIPY)TMR、又はその誘導体{例えば、ボデピー(BODIPY)TR}、ボデピー(BODIPY)R6G、ボデピー(BODIPY)564、ボデピー(BODIPY)581、ボデピー(BODIPY)493/503、Lissamine(商標名、Perkin Elmer社、USA)、等を挙げることができる。
The labeling substance (fluorescent dye, quencher substance, immune-related substance) of the present invention, a labeled nucleotide monomer labeled with the substance, and a nucleic acid-specific fluorescent dye will be described in detail.
The fluorescent dye (sometimes referred to as “fluorescent substance”) in the present invention is a class of fluorescent dyes that are generally used for measuring and detecting nucleic acids by labeling a nucleic acid probe. For example, fluorescein or derivatives thereof (eg, fluorescein isothiocyanate (FITC) or derivatives thereof), Alexa 488, Alexa 532, cy3, cy5, 6-joe, EDANS, rhodamine 6G (R6G) or derivatives thereof {eg, tetramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TMRITC), x-rhodamine}, Texas red, bodepy (BODIPY) FL {BODIPY is a trade name, FL is a trade name; manufactured by Molecular Probes, USA; the same applies below}, BODIPY FL / C3, BODIPY FL / C6, BODIPY 5-FAM, BODIPY TMR, or a derivative thereof {eg, BODIPY TR}, BODIPY (BO DIPY) R6G, BODIPY 564, BODIPY 581, BODIPY 493/503, Lissamine (trade name, Perkin Elmer, USA), and the like.

上記の中でも、Lissamine、FITC、EDANS、6-joe、TMR、Alexa 488、Alexa 532、BODIPY FL/C3、BODIPY R6G、BODIPY FL、Alexa 532、BODIPY FL/C6、BODIPY TMR、5-FAM、BODIPY 493/503、BODIPY 564、BODIPY 581、Cy3、Cy5、Texas red、x-Rhodamine等を好適なものとして挙げることができる。   Among the above, Lissamine, FITC, EDANS, 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3, BODIPY R6G, BODIPY FL, Alexa 532, BODIPY FL / C6, BODIPY TMR, 5-FAM, BODIPY 493 / 503, BODIPY 564, BODIPY 581, Cy3, Cy5, Texas red, x-Rhodamine and the like can be mentioned as suitable ones.

クエンチャー物質とは、前記蛍光色素に作用して、その発光を抑制若しくは消光する物質である。例えば、Dabcyl、QSY7(モルキュラー・プローブ社製)、QSY33(モルキュラー・プローブ社製)、Ferrocene又はその誘導体、methyl viologen、N,N'-dimethyl-2,9-diazopyrenium等、好適にはDabcyl等を挙げることができる。   A quencher substance is a substance that acts on the fluorescent dye to suppress or quench its emission. For example, Dabcyl, QSY7 (Molecular Probes), QSY33 (Molecular Probes), Ferrocene or derivatives thereof, methyl viologen, N, N'-dimethyl-2,9-diazopyrenium, etc., preferably Dabcyl Can be mentioned.

本発明の免疫関連物質とは、免疫関連物質、即ち、抗原、抗体及び抗抗体、ハプテン関連物質からなる群から選ばれた少なくとも1種ものであり、お互いに対応関係を有するセットからなるものである。そして当該セットのどちらか一方がヌクレオチドモノマーを標識するのに用いられる。他の一方は蛍光色素又はクエンチャー物質で標識される。このようなセットのことを本発明の免疫関連物質という。   The immune-related substance of the present invention is an immune-related substance, that is, at least one selected from the group consisting of antigens, antibodies and anti-antibodies, and hapten-related substances, and consists of a set having a corresponding relationship with each other. is there. Either member of the set is then used to label the nucleotide monomer. The other is labeled with a fluorescent dye or quencher substance. Such a set is called an immune-related substance of the present invention.

例示して説明すると、抗体には、蛍光色素又はクエンチャー物質が標識若しくは結合している前記の抗原、抗抗体が結合する。当該抗体で標識した標識ヌクレオチドモノマーを重合核酸に取り込ませる。当該取り込まれた標識ヌクレオチドモノマーの抗体に前記の蛍光色素等で標識若しくは結合させた(前記抗体に対応する)抗原又は抗抗体を反応させる。この場合の反応は親和性結合に基づいている。その結果、(後記の記載から理解されるように、)蛍光色素間、蛍光色素とクエンチャー物質間、核酸特異的蛍光色素と蛍光色素間などに相互作用が発生する。   Illustratively, the above-described antigen or anti-antibody bound with a fluorescent dye or quencher substance is bound to the antibody. A labeled nucleotide monomer labeled with the antibody is incorporated into the polymerized nucleic acid. An antigen or anti-antibody (corresponding to the antibody) labeled or bound with the fluorescent dye or the like is reacted with the incorporated labeled nucleotide monomer antibody. The reaction in this case is based on affinity binding. As a result, interactions occur between fluorescent dyes (as will be understood from the description below), between fluorescent dyes and quencher substances, between nucleic acid-specific fluorescent dyes and fluorescent dyes, and the like.

この場合、ヌクレオチドモノマーを最初に標識するものは、抗原、抗体、抗抗体のいずれでもよい。そして、取り込まれた標識ヌクレオチドモノマーに反応する免疫関連物質を含有する物質を反応させればよい。そして当該物質に蛍光キャラクターの変化量をもたらす物質を標識しておけばよい。後記した実施例のビオチン標識ヌクレオチドモノマーと蛍光色素等で標識したストレプトアビジン等のハプテン類の関係でもよい。本発明は、免疫関連物質標識ヌクレオチドモノマーはハプテン類標識ヌクレオチドモノマーも含むものである。
免疫関連物質標識ヌクレオチドモノマーは、委託合成(パーキンエルマー社、米国(http://www.perkinelmer.com)を行って入手した方が便利である。
In this case, the first labeling of the nucleotide monomer may be any of antigen, antibody and anti-antibody. Then, a substance containing an immune-related substance that reacts with the incorporated labeled nucleotide monomer may be reacted. And the substance which brings about the variation | change_quantity of a fluorescent character to the said substance should just be labeled. The relationship between the biotin-labeled nucleotide monomer of Examples described later and haptens such as streptavidin labeled with a fluorescent dye or the like may be used. In the present invention, the immunological substance-labeled nucleotide monomer includes a hapten-labeled nucleotide monomer.
It is more convenient to obtain the immuno-related substance-labeled nucleotide monomer by commissioned synthesis (Perkin Elmer, USA (http://www.perkinelmer.com)).

本発明の標識ヌクレオチドモノマーとは、上記の物質の少なくとも1種で標識されたヌクレオチドモノマーである。その標識部位は5'側の糖部位若しくはそのリン酸部位、3'側の糖部位及び/若しくはリン酸部位、並びに/又は塩基部位である。どちらの部位でもよい。そして、蛍光色素とは前記に例示されるような色素で、ドナー色素となり得る色素、アクセプター色素となり得る色素の双方を意味するものとする。又、同様に、クエンチャー標識ヌクレオチドとは前記に例示されるようなクエンチャー物質で標識されたヌクレオチドモノマーである。尚、蛍光標識ヌクレオチドモノマーとクエンチャー標識ヌクレオチドモノマーの双方を総称して、「標識ヌクレオチド」という場合がある。蛍光標識ジデオキシヌクレオチド及びクエンチャー標識ジデオキシヌクレオチドについても前記と同様である。この場合は、糖の3'位にOH基がないので、核酸重合に当該ヌクレオチドが反応に利用された場合は、利用された時点で、核酸重合反応がストップする。   The labeled nucleotide monomer of the present invention is a nucleotide monomer labeled with at least one of the above substances. The labeling site is a 5 ′ sugar moiety or its phosphate moiety, a 3 ′ sugar moiety and / or a phosphate moiety, and / or a base moiety. Either part is acceptable. The fluorescent dye is a dye as exemplified above, and means both a dye that can be a donor dye and a dye that can be an acceptor dye. Similarly, a quencher labeled nucleotide is a nucleotide monomer labeled with a quencher substance as exemplified above. Note that both the fluorescently labeled nucleotide monomer and the quencher labeled nucleotide monomer may be collectively referred to as “labeled nucleotide”. The same applies to fluorescently labeled dideoxynucleotides and quencher labeled dideoxynucleotides. In this case, since there is no OH group at the 3′-position of the sugar, when the nucleotide is used for the reaction in the nucleic acid polymerization, the nucleic acid polymerization reaction is stopped when the nucleotide is used.

標識ヌクレオチドにおいて糖の3'OH基に標識されている場合は、当該ヌクレオチドが重合反応に利用された時点で、核酸重合反応がストップする。1種の標的核酸が鋳型となっている場合は、それを鋳型とする鎖長の異なる核酸重合体が多数得られる。これらの核酸重合体を電気泳動方法、液体クロマト方法等で分析・解析することにより標的核酸について重要な情報が得られる。このような分析・解析においても標識物質の蛍光強度の変化が利用される。   When the labeled nucleotide is labeled on the 3′OH group of the sugar, the nucleic acid polymerization reaction stops when the nucleotide is used for the polymerization reaction. When one type of target nucleic acid is used as a template, a large number of nucleic acid polymers having different chain lengths using the template as a template can be obtained. By analyzing and analyzing these nucleic acid polymers by an electrophoresis method, a liquid chromatography method or the like, important information on the target nucleic acid can be obtained. In such analysis / analysis, a change in the fluorescence intensity of the labeling substance is also used.

ヌクレオチドモノマーに蛍光色素、クエンチャー物質を標識するには、従来公知の標識法のうちの所望のものを利用することができる。標識部位は、5'リン酸部のOH基、糖部の5'、3'、若しくは2'位のOH基、塩基のOH基、アミノ基である。アミノ基に標識する場合、キット試薬、例えば、Uni-link aminomodifier(CLONTECH社製、米国)、フルオ・リポターキット(FluoReporter Kit)F-6082、F-6083、F-6084、F-10220(いずれもモルキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)を用いるのが便利である。そして、常法に従って当該ヌクレオチドモノマーに前記標識物質分子を結合させることができる。   In order to label the nucleotide monomer with a fluorescent dye or a quencher substance, a desired one of conventionally known labeling methods can be used. The labeling site is an OH group at the 5 ′ phosphate moiety, an OH group at the 5 ′, 3 ′ or 2 ′ position of the sugar moiety, an OH group at the base, or an amino group. When labeling an amino group, kit reagents such as Uni-link aminomodifier (CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kit F-6082, F-6083, F-6084, F-10220 (any Also, it is convenient to use a molecular probe (Molecular Probes, USA). Then, the labeling substance molecule can be bound to the nucleotide monomer according to a conventional method.

OH基に標識する場合、5'Amino-Modifier C6キット(Glen Research社、米国)等を用いる。例えば、OH基に前記標識物質分子を結合させる場合は、先ず、常法に従ってOH基にスペーサーとして、例えば、−(CH2n−SHを導入する。この場合、nは3〜12である。このスペーサーにSH基反応性を有する前記標識物質又はそれらの誘導体を結合させることにより標識ヌクレオチドモノマーを合成できる。アミノ基に標識する場合も同様である。合成された各種の標識ヌクレオチドモノマーは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して、本発明の標識ヌクレオチドモノマーとすればよい。
尚、現在、上記の標識ヌクレオチドモノマーはパーキンエルマー社(米国)、アマシャムバイオサイエンス社(英国)等から市販されている。又、委託合成を行って入手するのが実験時間の節約になる。
When labeling an OH group, 5′Amino-Modifier C6 kit (Glen Research, USA) or the like is used. For example, when binding the labeling substance molecule to an OH group, first, for example, — (CH 2 ) n —SH is introduced into the OH group as a spacer according to a conventional method. In this case, n is 3-12. A labeled nucleotide monomer can be synthesized by binding the labeling substance having SH group reactivity or a derivative thereof to this spacer. The same applies when labeling an amino group. The various labeled nucleotide monomers synthesized may be purified by chromatography such as reverse phase to obtain the labeled nucleotide monomers of the present invention.
Currently, the above labeled nucleotide monomers are commercially available from Perkin Elmer (USA), Amersham Biosciences (UK), and the like. In addition, it is possible to save experimental time by obtaining consigned synthesis.

本発明で用いる核酸プライマーとは、核酸重合体の前駆体、即ち、プレカーサー(precursor)と成り得るものであり、オリゴヌクレオチドからなるものである。デオキシリボース体、リボース体のどちらでもよい。そして鎖長は公知の核酸合成に利用できるものでよく、特に限定されないが、例示するならば、2〜50塩基、好適には、5〜40塩基、より好適には10〜30塩基である。鋳型核酸に特異的にハイブリダイズする塩基配列を有するものであればよい。   The nucleic acid primer used in the present invention can be a precursor of a nucleic acid polymer, that is, a precursor, and is composed of an oligonucleotide. Either deoxyribose or ribose may be used. The chain length may be used for known nucleic acid synthesis and is not particularly limited. However, for example, it is 2 to 50 bases, preferably 5 to 40 bases, and more preferably 10 to 30 bases. Any base sequence that specifically hybridizes to the template nucleic acid may be used.

本発明の前記プライマーは、前記の蛍光色素、クエンチャー物質、免疫関連物質の少なくとも一種で標識されていても、いなくとも用いることができる。好ましい標識部位は5'末端のリン酸部、そのリン酸を脱リンして得られる糖の5'位のOH基若しくは塩基部又はそれらの双方、鎖中の塩基部、又は3'末端の塩基部若しくは糖部の2'位のOH基、又はそれらの双方である。糖部の3'位のOH基が標識されていないものが好ましい。勿論、3'末端の糖の3'OH基が標識されたものも用いることができる。しかし、この場合は単に核酸プローブとして利用される。   The primer of the present invention can be used with or without being labeled with at least one of the fluorescent dye, quencher substance and immune-related substance. A preferred labeling site is a phosphate moiety at the 5 ′ end, an OH group or a base moiety at the 5 ′ position of the sugar obtained by dephosphorylating the phosphate, or both, a base moiety in the chain, or a base at the 3 ′ end. The OH group at the 2 ′ position of the moiety or sugar moiety, or both. Those in which the OH group at the 3 ′ position of the sugar moiety is not labeled are preferred. Of course, those labeled with the 3′OH group of the sugar at the 3 ′ end can also be used. However, in this case, it is simply used as a nucleic acid probe.

本発明の核酸プライマーのオリゴヌクレオチドは、通常の一般的オリゴヌクレオチドの製造方法で製造できる。例えば、化学合成法、プラスミドベクター、ファージベクター等を使用する微生物法等で製造できる。尚、現在、市販されている核酸合成機を使用するのが好適である。
オリゴヌクレオチドに蛍光色素、クエンチャー物質を標識するには、前記の標識ヌクレオチドモノマーの場合と同様にすればよい。当該オリゴヌクレオチドの合成、当該標識核酸プライマーの合成は、委託合成を行うのが最も簡便な方法である。
The oligonucleotide of the nucleic acid primer of the present invention can be produced by an ordinary method for producing an oligonucleotide. For example, it can be produced by a chemical synthesis method, a microbial method using a plasmid vector, a phage vector or the like. It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer.
In order to label the oligonucleotide with a fluorescent dye or a quencher substance, it may be performed in the same manner as in the case of the labeled nucleotide monomer. The most convenient method for synthesizing the oligonucleotide and the labeled nucleic acid primer is to perform consignment synthesis.

本発明において、核酸特異的蛍光色素とは、核酸に結合することで蛍光を発する物質のことである。結合する核酸種は、二本鎖核酸、一本鎖核酸などを挙げることができ、特に限定されない。核酸に結合することで蛍光を発する物質であればよい。例を挙げれば、Oligreen(登録商標、Molecular probes、USA)、エチジュウムブロミド、SYBR Green(登録商標、以下同じ)1(商品名)、Molecular probes、USA)、SYBR Green 1 Nucleic Acid Gel Stain(商品名、Molecular probes、USA)、SYBR Green 2(商品名、Molecular probes、USA)、YOYO-1(商品名、Molecular probes、USA)、YOYO(Molecular probes、USA)、TOTO(登録商標、以下同じ)(Molecular probes、USA)、YO-PRO-1(商品名、Molecular probes、USA)等である。これらの物質は市販のものがよい。   In the present invention, the nucleic acid-specific fluorescent dye is a substance that emits fluorescence when bound to a nucleic acid. Examples of the nucleic acid species to be bound include a double-stranded nucleic acid and a single-stranded nucleic acid, and are not particularly limited. Any substance that emits fluorescence by binding to a nucleic acid may be used. For example, Oligreen (registered trademark, Molecular probes, USA), ethidium bromide, SYBR Green (registered trademark, the same applies below) 1 (trade name), Molecular probes, USA), SYBR Green 1 Nucleic Acid Gel Stain ( Product name, Molecular probes, USA), SYBR Green 2 (Product name, Molecular probes, USA), YOYO-1 (Product name, Molecular probes, USA), YOYO (Molecular probes, USA), TOTO (registered trademark, the same applies hereinafter) ) (Molecular probes, USA), YO-PRO-1 (trade name, Molecular probes, USA) and the like. These materials are preferably commercially available.

本発明は、次の4つの主発明、及びこれに関連する発明から構成される。具体的には図面をもって後記に説明した。関連発明も図面説明に続いて記した。
<発明1>
次の手順を含むことを特徴とする標的核酸中の特定塩基の測定方法である。
1)下記の核酸重合系Iで核酸重合反応を一回若しくは複数回(例えば、2〜2000回、好ましくは2〜200回、より好ましくは2〜100回)行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し(測定系I)、得られた測定値に基づいて、核酸中の特定塩基を測定する。
核酸重合系I:以下の成分を含む:(A)鋳型としての標的核酸、(B)(a)蛍光色素、(b)クエンチャー物質、及び(c)蛍光色素若しくはクエンチャー物質を含有する免疫関連物質、からなる群から選ばれた少なくとも一種の物質で標識された、少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマー、(C)プライマー、及び(D)少なくとも一種の核酸合成酵素。
The present invention is composed of the following four main inventions and related inventions. Specifically, this will be described later with reference to the drawings. Related inventions are also described following the description of the drawings.
<Invention 1>
It is the measuring method of the specific base in the target nucleic acid characterized by including the following procedure.
1) Nucleic acid polymerization reaction is carried out once or a plurality of times (for example, 2 to 2000 times, preferably 2 to 200 times, more preferably 2 to 100 times) in the following nucleic acid polymerization system I. The change or amount of change in fluorescence character before and after is measured (measurement system I), and a specific base in the nucleic acid is measured based on the obtained measurement value.
Nucleic acid polymerization system I: comprising the following components: (A) target nucleic acid as template, (B) (a) fluorescent dye, (b) quencher substance, and (c) immunity containing fluorescent dye or quencher substance At least one labeled nucleotide monomer labeled with at least one substance selected from the group consisting of related substances, (C) a primer, and (D) at least one nucleic acid synthase.

<発明2>
核酸中の特定塩基がメチル化シトシンであり、発明1に記載の手順1)の代わりに、以下の手順1及び2に代えたものである発明1に記載の核酸中の特定塩基の測定方法である。
1)鋳型としての核酸に含まれる非メチル化シトシンをウラシル化処理する。
2)以下の核酸重合系IIで核酸重合反応を一回若しくは複数回(例えば、2〜2000回、好ましくは2〜200回、より好ましくは2〜100回)行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し(測定系II)、得られた測定値に基づいて核酸中のメチル化シトシンを測定する。
核酸重合系II:以下の成分を含む:(A)鋳型としてのウラシル化核酸、(B)少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマーとして標識グアニンヌクレオチドモノマー、(C)フォーワードプライマー(forward primer)及びリバースプライマー(reverse primer)のどちらか一方、及び(D)少なくとも一種の核酸合成酵素。
<Invention 2>
In the method for measuring a specific base in a nucleic acid according to invention 1, wherein the specific base in the nucleic acid is methylated cytosine, and instead of the procedure 1) described in the invention 1, the procedure is replaced with the following procedures 1 and 2. is there.
1) Unmethylated cytosine contained in nucleic acid as a template is uracilized.
2) Nucleic acid polymerization reaction is carried out once or a plurality of times (for example, 2 to 2000 times, preferably 2 to 200 times, more preferably 2 to 100 times) in the following nucleic acid polymerization system II. The fluorescence character change or change amount before and after is measured (measurement system II), and methylated cytosine in the nucleic acid is measured based on the obtained measurement value.
Nucleic acid polymerization system II: Contains the following components: (A) Uracylated nucleic acid as template, (B) Labeled guanine nucleotide monomer as at least one kind of labeled nucleotide monomer, (C) Forward primer (forward primer) and reverse primer ( reverse primer), and (D) at least one nucleic acid synthase.

<発明3>
発明2において、プライマーとしてフォーワード及びリバースの一対のプライマー、及び少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマーとして標識シトシン又はグアニンヌクレオチドモノマーを使用し、核酸重合反応をPCR方法で行う方法である。核酸中のメチル化シトシンを測定する方法である。本発明においては、標識シトシン又はグアニンヌクレオチドモノマーが特異的に取り込まれる。
<Invention 3>
Invention 2 is a method in which a nucleic acid polymerization reaction is carried out by a PCR method using a pair of forward and reverse primers as primers and a labeled cytosine or guanine nucleotide monomer as at least one labeled nucleotide monomer. This is a method for measuring methylated cytosine in nucleic acids. In the present invention, a labeled cytosine or guanine nucleotide monomer is specifically incorporated.

尚、発明1、2及び3において、以下の手順を含む発明が好適に実施され得る。
下記の核酸重合系IIaで核酸重合反応を一回若しくは複数回(例えば、2〜2000回、好ましくは2〜200回、より好ましくは2〜50回)行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し(測定系IIa)、測定系IIと測定系IIaの測定値の差及びその比又はそれらの単独ものに基づいて、特定塩基を測定する。特定塩基がメチル化シトシン及びシトシン又はそれらの単独のものの場合は、メチル化シトシン及び非メチル化シトシンを測定するか、若しくはメチル化シトシンと非メチル化シトシンの比を求めるか、又はそれらの双方を求める。
核酸重合系IIa:核酸重合系IIにおいて、(A)鋳型核酸としてウラシル化核酸の代わりにウラシル化処理されていない標的核酸、又は塩基配列は同じであるが、メチル化されていないシトシン若しくは全シトシンがメチル化されたものを有する標的核酸を使用する以外は核酸重合系IIと同じ成分を含む。
In inventions 1, 2, and 3, an invention including the following procedure can be suitably implemented.
The nucleic acid polymerization reaction is performed once or a plurality of times (for example, 2 to 2000 times, preferably 2 to 200 times, more preferably 2 to 50 times) in the following nucleic acid polymerization system IIa, and before and after the nucleic acid polymerization reaction of the nucleic acid polymerization system The fluorescence character change or the amount of change is measured (measurement system IIa), and the specific base is measured based on the difference between the measurement values of measurement system II and measurement system IIa and the ratio thereof, or the single one. If the specific base is methylated cytosine and cytosine or a single one thereof, measure methylated cytosine and unmethylated cytosine, determine the ratio of methylated cytosine to unmethylated cytosine, or both Ask.
Nucleic acid polymerization system IIa: In the nucleic acid polymerization system II, (A) a target nucleic acid not subjected to urasylation treatment as a template nucleic acid instead of a uracilized nucleic acid, or a cytosine or a total cytosine that has the same base sequence but is not methylated Contains the same components as nucleic acid polymerization system II except that a target nucleic acid having a methylated one is used.

<発明4>
次の手順を含むことを特徴とする核酸中の特定塩基の測定方法。
1)次の核酸重合系IIIで核酸重合反応を一回若しくは複数回(例えば、2〜2000回、好ましくは2〜200回、より好ましくは2〜100回)行う。
核酸重合系III:以下の成分を含む:(A)鋳型として標的核酸、(B)少なくとも一種の非標識ヌクレオチドモノマー、(C)フォーワードプライマー(forward primer)及びリバースプライマー(reverse primer)うちのどちらか一方、及び(D)少なくとも一種の核酸合成酵素。
2)未反応のプライマー、非標識ヌクレオチドモノマーの核酸重合系外への除去。
3)次の核酸重合系IVで核酸重合反応を一回若しくは複数(例えば、2〜2000回、好ましくは2〜200回、2〜100回)回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し(測定系IV)、得られた測定値に基づいて核酸中の特定塩基を測定する。
核酸重合系IV:前記の3)の操作を受けた核酸重合系に以下の成分を加える:(B)一種の標識ヌクレオチドモノマー、(C)フォーワードプライマー(forward primer)及びリバースプライマー(reverse primer)うちの核酸重合系IIIで使用しない方。
<Invention 4>
The measuring method of the specific base in the nucleic acid characterized by including the following procedure.
1) The nucleic acid polymerization reaction is performed once or a plurality of times (for example, 2 to 2000 times, preferably 2 to 200 times, more preferably 2 to 100 times) in the next nucleic acid polymerization system III.
Nucleic acid polymerization system III: includes the following components: (A) target nucleic acid as template, (B) at least one unlabeled nucleotide monomer, (C) either forward primer or reverse primer And (D) at least one nucleic acid synthase.
2) Removal of unreacted primer and unlabeled nucleotide monomer out of the nucleic acid polymerization system.
3) Fluorescence before and after the nucleic acid polymerization reaction of the nucleic acid polymerization system is performed once or plural times (for example, 2 to 2000 times, preferably 2 to 200 times, 2 to 100 times) in the next nucleic acid polymerization system IV. Character change or amount of change is measured (measurement system IV), and a specific base in the nucleic acid is measured based on the obtained measurement value.
Nucleic acid polymerization system IV: The following components are added to the nucleic acid polymerization system subjected to the operation of 3) above: (B) one kind of labeled nucleotide monomer, (C) forward primer (reverse primer) and reverse primer (reverse primer) Those who do not use in our nucleic acid polymerization system III.

この発明において、特定塩基がメチル化シトシン及びシトシン、又はそれらのどちらか一方である場合は、上記1)の手順の前に、前記発明2の手順1)(鋳型としての核酸に含まれる非メチル化シトシンをウラシル化処理する。)を付け加える。それで、核酸重合系IIIの鋳型としての核酸はウラシル化核酸になる。   In this invention, when the specific base is methylated cytosine and cytosine, or one of them, before the procedure of 1) above, the procedure 1) of the invention 2 (non-methyl contained in the nucleic acid as a template) Add uracilated cytosine). Therefore, the nucleic acid as a template of the nucleic acid polymerization system III becomes a uracilized nucleic acid.

発明4においては、得られる測定値について、次の操作を加えるとより正確な測定値(データ)となる。
前記の核酸重合系III及びIVを、各々下記の核酸重合系IIIa及びIVaに代えること以外は前記と同様にして、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定して得た測定値の双方若しくは各々の単独のものと前記発明4に記載の測定値の差及びそれらの比、又はそれらのどちらか一方に基づいて、特定塩基の量比を求める。特定塩基がメチル化シトシン及びシトシン又はそれらのどちらか一方である場合、メチル化シトシン、非メチル化シトシン及び
メチル化シトシンと非メチル化シトシンの比、又はそれらのどちらか一方を求めることが出来る。
In the invention 4, when the following operation is added to the obtained measurement value, the measurement value (data) becomes more accurate.
In the same manner as described above except that the nucleic acid polymerization systems III and IV are replaced with the following nucleic acid polymerization systems IIIa and IVa, respectively, and the fluorescence character change or change amount before and after the nucleic acid polymerization reaction of the nucleic acid polymerization system is measured. The amount ratio of the specific base is determined based on the difference between the measured values described in the fourth aspect of the present invention and the ratio thereof, or one of them. When the specific base is methylated cytosine and / or cytosine, methylated cytosine, unmethylated cytosine and the ratio of methylated cytosine to unmethylated cytosine, or either of them can be determined.

核酸重合系IIIa:核酸重合系IIIにおいて、(A)鋳型核酸としてウラシル化核酸に替えてウラシル化処理されていない標的核酸、又は塩基配列は同じであるが、メチル化されていないシトシン若しくは全シトシンがメチル化されているものを有する標的核酸を使用する以外は核酸重合系IIIと同じ成分を含む。
核酸重合系IVa:核酸重合系IVにおいて、(A)鋳型核酸としてウラシル化核酸に替えてウラシル化処理されていない標的核酸、又は塩基配列は同じであるが、メチル化されていないシトシン若しくは全シトシンがメチル化されているものを有する標的核酸を使用する以外は核酸重合系IVと同じ成分を含む。
Nucleic acid polymerization system IIIa: In nucleic acid polymerization system III, (A) a target nucleic acid that has not been uracilized as a template nucleic acid in place of uracilized nucleic acid, or a cytosine that has the same base sequence but is not methylated or all cytosine Contains the same components as nucleic acid polymerization system III except that a target nucleic acid having a methylated one is used.
Nucleic acid polymerization system IVa: In nucleic acid polymerization system IV, (A) a target nucleic acid not subjected to uracilization treatment as a template nucleic acid in place of uracilated nucleic acid, or a cytosine or a total cytosine that has the same base sequence but is not methylated Contains the same components as nucleic acid polymerization system IV except that a target nucleic acid having a methylated one is used.

上記発明4において、プライマー及び標識及び非標識ヌクレオチドモノマーの核酸重合系外への除去は、分子篩フィルター処理で達成される。すなわち、プライマー程度の分子量以下の分子をろ過できるフィルター(例えば、Microcon YM-10 10,000MW(ミリポア社、米国))で核酸重合系を濾過する。当該フィルターは遠心分離機に掛けることが出来るものが好適である。鋳型核酸としての標的核酸において、プライマーがハイブリダイズする部位の塩基配列にC若しくはG、又はC及びGが存在する場合に好適に利用される。存在しない場合は、後記するビオチン化プライマーを利用する方法が、又は標的核酸の5'末端に特定の塩基配列を有するオリゴヌクレオチドを結合させ、当該オリゴヌクレオチドにハイブリダイズするプライマーを用いる方法が好適に利用され得る。   In the above invention 4, removal of the primer, labeled and unlabeled nucleotide monomers out of the nucleic acid polymerization system is achieved by molecular sieve filtering. That is, the nucleic acid polymerization system is filtered with a filter (for example, Microcon YM-10 10,000 MW (Millipore, USA)) capable of filtering molecules having a molecular weight equal to or lower than that of the primer. The filter is preferably a filter that can be applied to a centrifuge. The target nucleic acid as a template nucleic acid is suitably used when C or G, or C and G are present in the base sequence of the site where the primer hybridizes. When it does not exist, a method using a biotinylated primer described later, or a method using a primer that hybridizes to the oligonucleotide by binding an oligonucleotide having a specific base sequence to the 5 ′ end of the target nucleic acid is suitable. Can be used.

上記の核酸重合系において、更に、少なくとも一種の非標識ヌクレオチドモノマーを含んでいてもよい。又、更に(E)核酸特異的蛍光色素を含んでいてもよい。プライマーは、オリゴヌクレオチドからなり、本発明の標識物質で標識されていてもよく、されていなくともよい。   The nucleic acid polymerization system may further contain at least one unlabeled nucleotide monomer. Further, (E) a nucleic acid-specific fluorescent dye may be included. The primer is composed of an oligonucleotide and may or may not be labeled with the labeling substance of the present invention.

標的核酸については前記した通りである。
本発明の"少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマー"とは、前記した本発明の標識物質の少なくとも一種で標識された一種の標識ヌクレオチドモノマーである。本発明においては、少なくとも一種を用いる。一種でも構わないが、各種の標識ヌクレオチドモノマーを組み合わせて用いることが出来る。更に、核酸特異的蛍光色素と組み合わせて用いるとより効果的である。標識ヌクレオチドモノマーの使用の仕方は、公知の方法が好適に採用できる(国際公開第03/102179号パンフレット)が、具体的には後記に例示した。尚、標識又は非標識ヌクレオチドモノマーが、標識及び非標識ジデオキシヌクレオチドモノマー、又は、どちらか一方であってもよい。標識及び非標識ヌクレオチドモノマーが、3リン酸体であるのが好適であることは前記した通りである。
核酸合成酵素については、前記した通りである。
The target nucleic acid is as described above.
The “at least one labeled nucleotide monomer” of the present invention is a kind of labeled nucleotide monomer labeled with at least one of the aforementioned labeling substances of the present invention. In the present invention, at least one kind is used. One kind may be used, but various labeled nucleotide monomers can be used in combination. Furthermore, it is more effective when used in combination with a nucleic acid-specific fluorescent dye. As a method of using the labeled nucleotide monomer, a known method can be suitably employed (International Publication No. 03/102179 pamphlet), and specific examples are given below. The labeled or unlabeled nucleotide monomer may be a labeled and unlabeled dideoxynucleotide monomer, or either one. As described above, the labeled and unlabeled nucleotide monomers are preferably triphosphates.
The nucleic acid synthase is as described above.

ウラシル化核酸の作成方法は、メチル化シトシン以外のシトシンを脱アミノ化して、ウラシルに変換できる方法であれば、どのようなものでもよい。従来公知の方法を採用することが出来る。好適には、重亜硫酸を用いる方法がよい。当該方法の具体的な条件は公知の方法(非特許文献3参照)で行えばよい。例えば、55℃で4〜18時間、又は95℃で1時間等の条件である。
メチル化核酸(全シトシンがメチル化されたものを含む。)、非メチル化核酸ともに、市販されている(CHEMICON INTERNATIONAL、USA)ので、メチル化核酸の対照としてウラシル化核酸の使用は容易である。
Any method can be used for producing a uracilized nucleic acid as long as cytosine other than methylated cytosine can be deaminated and converted to uracil. A conventionally known method can be employed. A method using bisulfite is preferable. Specific conditions of the method may be performed by a known method (see Non-Patent Document 3). For example, the conditions include 55 ° C. for 4 to 18 hours or 95 ° C. for 1 hour.
Since both methylated nucleic acids (including those in which all cytosines are methylated) and unmethylated nucleic acids are commercially available (CHEMICON INTERNATIONAL, USA), it is easy to use uracilized nucleic acids as a control for methylated nucleic acids. .

プライマーは、従来公知のもの(国際公開第03/102179号パンフレット、国際公開第02/08414号パンフレット参照)を便利に用いることができる。
5'末端部の一つの部位からメチル化シトシン部位の一塩基手前まで、鋳型核酸に相補的であってもよい。又、プライマーの3'末端、又は3'末端から2番目の塩基がメチル化部位の塩基(シトシン(C)又はウラシル(U))に相補的であってもよい。
Conventionally known primers (see International Publication No. 03/102179 pamphlet and International Publication No. 02/08414 pamphlet) can be used conveniently.
It may be complementary to the template nucleic acid from one site at the 5 ′ end to one base before the methylated cytosine site. The 3 ′ end of the primer or the second base from the 3 ′ end may be complementary to the base (cytosine (C) or uracil (U)) of the methylation site.

又、本発明においては、プライマーの5'末端にビオチンを結合させたビオチン化プライマーを好適に用いることが出来る。当該プライマーを用いて核酸重合を行って得た重合核酸は、全て5'末端にビオチンが結合している。それで、核酸重合系にアビジンコートビーズを存在させておくと、当該ビーズに重合合成された核酸は当該ビーズに結合する。このことにより、重合合成された核酸と、元の鋳型核酸としての標的核酸、未反応の標識若しくは非標識ヌクレオチドモノマー、又はそれら双方のヌクレオチドモノマーとは分離(除去)可能な状態になる。それで、適等な条件、例えば、鋳型核酸と重合合成された核酸とが解離するような条件、又は適等な方法、例えば当該ビーズを適当な緩衝液(例えば、実施例に示した)等で洗浄することにより分離することが出来る。かくして、目的の重合合成された核酸を得る。
尚、本発明においては、当該ビオチン化プライマーを用いる方法とフィルター処理方法とを適当に組み合わせる方法も好適に用いることができる。例えば、次のような組み合わせである。
(1)先ず、フィルター処理により未反応のビオチン化プライマーと未反応の標識若しくは非標識ヌクレオチドモノマーを核酸重合系外へ除く。
(2)次に、核酸重合系の上記ビーズを添加し、重合合成された核酸を当該ビーズに結合させる。そして、元の鋳型核酸としての標的核酸と重合合成された核酸とを分離する。
In the present invention, a biotinylated primer in which biotin is bound to the 5 ′ end of the primer can be preferably used. All of the polymerized nucleic acids obtained by nucleic acid polymerization using the primer have biotin bonded to the 5 ′ end. Therefore, when avidin-coated beads are present in the nucleic acid polymerization system, the nucleic acid polymerized and synthesized on the beads binds to the beads. As a result, the synthesized and synthesized nucleic acid can be separated (removed) from the target nucleic acid as the original template nucleic acid, the unreacted labeled or unlabeled nucleotide monomer, or both nucleotide monomers. Therefore, under appropriate conditions, for example, conditions under which the template nucleic acid and the nucleic acid synthesized by polymerization are dissociated, or in an appropriate method, for example, the beads are subjected to an appropriate buffer (for example, shown in the Examples). It can be separated by washing. Thus, the target polymerized nucleic acid is obtained.
In the present invention, a method of appropriately combining the method using the biotinylated primer and the filtering method can also be suitably used. For example, the following combinations are possible.
(1) First, unreacted biotinylated primer and unreacted labeled or unlabeled nucleotide monomer are removed from the nucleic acid polymerization system by filtering.
(2) Next, the above-mentioned nucleic acid polymerization bead is added, and the polymerized nucleic acid is bound to the bead. Then, the target nucleic acid as the original template nucleic acid and the polymerized and synthesized nucleic acid are separated.

発明1〜3においては、かくして得た当該核酸(標識ヌクレオチドモノマーを含む。)を含む系で、本発明の蛍光キャラクターの変化を起こさせる反応(後記した)を行うことにより、目的の核酸中の特定塩基を測定できる。この方法においては、測定系のバックグランドを小さくする効果を有する。
発明4においては、前記したように、当該核酸について、発明4の手順3)を行うことが出来る。
尚、発明4において、このような操作を行うのが好適な場合は、プライマーの塩基配列にシトシン(C)及びグアニン(G)、又はC若しくはGを含まない場合である。含む場合は、このような操作を行わなくとも、発明4を好適に実施出来る場合がある。ただ、前記したフィルターろ過処理だけで、未反応の非標識ヌクレオチドモノマー及びプライマーを除去出来る。
よって、ビオチン化プライマーとアビジンコートビーズを含有する、核酸中の特定塩基を測定するためのキットも本発明の一つである。
ビオチン化プライマーは、委託合成により入手する(例えば、つくばオリゴサース等)のが便利である。アビジンコートビーズは市販のものを入手すればよい。
In the inventions 1 to 3, by carrying out a reaction (described later) that causes a change in the fluorescent character of the present invention in a system containing the nucleic acid (including a labeled nucleotide monomer) thus obtained, A specific base can be measured. This method has the effect of reducing the background of the measurement system.
In the invention 4, as described above, the procedure 3) of the invention 4 can be performed on the nucleic acid.
In Invention 4, it is preferable that such an operation is performed when the base sequence of the primer does not contain cytosine (C) and guanine (G), or C or G. If included, Invention 4 may be suitably implemented without performing such an operation. However, unreacted unlabeled nucleotide monomers and primers can be removed only by the filter filtration described above.
Therefore, a kit for measuring a specific base in a nucleic acid containing a biotinylated primer and avidin-coated beads is also one aspect of the present invention.
The biotinylated primer is conveniently obtained by commissioned synthesis (for example, Tsukuba Oligothase). Avidin-coated beads may be obtained commercially.

又、特定の塩基配列のプライマーに設計することも出来る(以下、特定配列のプライマーという。)本発明においては、例えば、二本鎖の鋳型核酸を標的核酸とする場合、一方側に注目する。5'末端を有する鋳型核酸の5'末端側に当該特定配列のプライマーと同じ塩基配列か、又は当該同じ塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを結合させる。しかし、当該塩基配列は、3'末端を有する鋳型核酸又はウラシル化核酸の3'末端側の塩基配列にはハイブリダイズしないものとする。当該オリゴヌクレオチドを結合した鋳型核酸が本発明の核酸合成系で複製された場合、その3'末端側に当該特定配列のプライマーが結合できるようになる。本発明の場合、例えば、CやGを含まない配列(例えば、ttttt・・・・・tt、又、aaaa・・・・・a、又、これら塩基の任意の配合のなる塩基配列等)を設計するのがより好適である。結合方法は、特別に限定されないが、リガーゼを用いる公知の方法等が利用できる。このようにすることにより、元の標的核酸に関係しない(相応しない)プライマーを設計出来る。
上記オリゴヌクレオチドにおいて、塩基数が、プライマーと同じか、又はそれより1〜50塩基、好適には1〜30塩基、より好適には1〜10塩基多いものが好適に使用され得る。また、プライマーより1〜10塩基、好適には1〜5塩基少ないものも好適に使用され得る。
In addition, in the present invention, for example, when a double-stranded template nucleic acid is used as a target nucleic acid, attention is paid to one side. An oligonucleotide containing the same base sequence as the primer of the specific sequence or an oligonucleotide containing the same base sequence is bound to the 5 ′ end side of the template nucleic acid having a 5 ′ end. However, it is assumed that the base sequence does not hybridize to a template nucleic acid having a 3 ′ end or a base sequence on the 3 ′ end side of a uracilized nucleic acid. When the template nucleic acid to which the oligonucleotide is bound is replicated by the nucleic acid synthesis system of the present invention, the primer of the specific sequence can be bound to the 3 ′ end side. In the case of the present invention, for example, a sequence that does not contain C or G (for example, tttt ... tt, aaa ... a, or a base sequence comprising any combination of these bases) It is more preferable to design. The binding method is not particularly limited, and a known method using ligase can be used. By doing so, it is possible to design a primer that is not related (not appropriate) to the original target nucleic acid.
In the above oligonucleotide, those having the same number of bases as the primer or 1 to 50 bases, preferably 1 to 30 bases, more preferably 1 to 10 bases, can be preferably used. In addition, a primer having 1 to 10 bases, preferably 1 to 5 bases less than the primer can be suitably used.

発明4を以下のように実施する。
(1)標的核酸の5'末端側にプライマー同一のオリゴヌクレオチドを結合させておく。
(2)標的核酸に相応するプライマーを用いて、発明4の手順1)の核酸重合反応を行う。
(3)未反応プライマー及び非標識ヌクレオチドモノマーをフィルターろ過処理により核酸重合系外へ除去する。
Invention 4 is implemented as follows.
(1) An oligonucleotide having the same primer is bound to the 5 ′ end side of the target nucleic acid.
(2) The nucleic acid polymerization reaction of the procedure 1) of the invention 4 is performed using a primer corresponding to the target nucleic acid.
(3) Unreacted primer and unlabeled nucleotide monomer are removed from the nucleic acid polymerization system by filter filtration.

(4)上記(2)において重合合成された核酸は、3'末端側は特定配列のオリゴヌクレオチドに相応する塩基配列になっている。当該塩基配列に相応する特定配列のプライマーを用いて、手順3)の核酸重合反応を行う。
このようにすることにより、上記(2)において重合合成された核酸を、特異的に鋳型として核酸重合反応を行うことが出来る。
上記のような適用は、発明4に限定されずに、発明1〜3にも好適に適用できる。
上記の特定配列のオリゴヌクレオチド又はプライマー同一のオリゴヌクレオチドの合成、及びそれを標的核酸に結合させる合成、又、特定配列のプライマーの合成は、前記したように委託合成を行うのが便利である。
(4) The nucleic acid polymerized and synthesized in (2) above has a base sequence corresponding to an oligonucleotide having a specific sequence at the 3 ′ end. Using a primer having a specific sequence corresponding to the base sequence, the nucleic acid polymerization reaction of step 3) is performed.
In this way, the nucleic acid polymerization reaction can be carried out using the nucleic acid synthesized and synthesized in (2) above as a specific template.
The application as described above is not limited to the invention 4, and can be suitably applied to the inventions 1 to 3.
The synthesis of the oligonucleotide having the specific sequence or the same oligonucleotide as the primer and the synthesis for binding it to the target nucleic acid, and the synthesis of the primer having the specific sequence are conveniently performed by commissioned synthesis as described above.

本発明において、一対(forward primer及びreverse primer)で、核酸重合反応を行ってもよく、当該一対の片方のどちらかだけで行ってもよい。
片方だけで行った場合、一本鎖の鋳型核酸から、一サイクルの重合反応で新たな重合核酸一本鎖の一本が生じる。nサイクルの重合反応から一本鎖の新たな重合核酸n本が生じる。そして、各々の核酸鎖に目的の標識ヌクレオチドモノマーが取り込まれる。この方は好適である。
一対のプライマーを用いた場合も同様である。
In the present invention, the nucleic acid polymerization reaction may be performed with a pair (forward primer and reverse primer), or may be performed with only one of the pair.
When performed with only one, a single single-stranded template nucleic acid is generated from a single-stranded template nucleic acid in a single cycle of the polymerization reaction. n single-stranded new polymerized nucleic acids are generated from the polymerization reaction of n cycles. Then, the target labeled nucleotide monomer is incorporated into each nucleic acid chain. This is preferred.
The same applies when a pair of primers is used.

核酸重合方法は、標的核酸を鋳型として、新たな核酸を重合できるものであればよく、特に限定されない。好適には、プライマーを用いる方法である。PCR方法も好適に用いることができる。   The nucleic acid polymerization method is not particularly limited as long as it can polymerize a new nucleic acid using a target nucleic acid as a template. A method using a primer is preferred. A PCR method can also be suitably used.

核酸重合系は上記に記載した成分の他に、適当な緩衝液、微量成分を含んでいてもよい。緩衝液としては、トリス緩衝液、グット(good)などを例示できるが、これに限定されるものではない。微量成分は、Mgイオン、Kイオン等を例示出来る。その他に、DTT、竈−メルカプトエタノール、EDTA、BSA、などを含んでいてもよい。これらの成分は、従来公知の濃度で使用出来る。核酸合成酵素等の試薬キットに添付されているものをそのまま使用するのが好適である。   In addition to the components described above, the nucleic acid polymerization system may contain an appropriate buffer solution and trace components. Examples of the buffer solution include, but are not limited to, a Tris buffer solution and good. Examples of the trace component include Mg ions and K ions. In addition, DTT, 竈 -mercaptoethanol, EDTA, BSA, and the like may be included. These components can be used at conventionally known concentrations. It is preferable to use the one attached to the reagent kit such as a nucleic acid synthase as it is.

反応条件は公知の核酸重合反応条件で行ってよい。具体的には実施例に示した。
本発明における核酸重合系の主な成分の濃度については、従来公知の核酸重合反応のもの(例えば、国際公開第03/102179号パンフレット、国際公開第02/08414号パンフレット、非特許文献1〜3参照)、又は、試薬キットに添付されているものを使用すればよい。
The reaction conditions may be known nucleic acid polymerization reaction conditions. Specifically, it was shown in the Examples.
Concentrations of main components of the nucleic acid polymerization system in the present invention are those of conventionally known nucleic acid polymerization reactions (for example, WO 03/102179 pamphlet, WO 02/08414 pamphlet, Non-patent documents 1 to 3). Reference) or those attached to the reagent kit may be used.

核酸重合反応の条件を例示するならば、温度10℃〜核酸変性温度未満、具体的には、核酸合成酵素の種類に依存する。例えば、DNAポリメラーゼを使用する場合は、温度10℃〜核酸変性温度未満、好適には、30〜95℃、より好適には30〜80℃である。RNAポリメラーゼを使用する場合は、30〜60℃、逆転写酵素を使う場合は、30〜70℃である。反応時間は核酸重合系の蛍光強度を時間の関数として、モニタリングした場合、反応が定常期に達する任意の時期(定常期を含む。)までである。例えば、1秒〜10時間、好適には10秒〜2時間、より好適には10秒〜1時間である。   If the conditions for the nucleic acid polymerization reaction are exemplified, the temperature is 10 ° C. to less than the nucleic acid denaturation temperature, and specifically depends on the type of nucleic acid synthase. For example, when DNA polymerase is used, the temperature is 10 ° C. to less than the nucleic acid denaturation temperature, preferably 30 to 95 ° C., more preferably 30 to 80 ° C. When RNA polymerase is used, it is 30 to 60 ° C., and when reverse transcriptase is used, it is 30 to 70 ° C. When the fluorescence intensity of the nucleic acid polymerization system is monitored as a function of time, the reaction time is up to an arbitrary time (including the stationary phase) when the reaction reaches the stationary phase. For example, it is 1 second to 10 hours, preferably 10 seconds to 2 hours, and more preferably 10 seconds to 1 hour.

核酸重合系の主な成分の濃度を例示すると、
鋳型核酸:1〜1020コピー、好ましくは10〜1015コピー;標識ヌクレオチドモノマー:(3リン酸体として)1pM〜1mM、好適には1nM〜200μM;非標識ヌクレオチドモノマー:dNTPとして1pM〜1mM、好適には1nM〜200μM;プライマー:1nM〜100μM、好適には10nM〜1μM;核酸合成酵素:0.001〜50単位、好適には0.01〜10単位;塩濃度:0〜2モル濃度、好ましくは0.1〜1.0モル濃度;緩衝液:0.1〜200mM、好適には5〜50mM;pH:6〜10、好ましくは6.5〜9.5である。
Illustrating the concentration of the main components of the nucleic acid polymerization system,
Template nucleic acid: 1 to 10 20 copies, preferably 10 to 10 15 copies; Labeled nucleotide monomer: 1 pM to 1 mM (as triphosphate), preferably 1 nM to 200 μM; Unlabeled nucleotide monomer: 1 pM to 1 mM as dNTP, Preferably 1 nM to 200 μM; primer: 1 nM to 100 μM, preferably 10 nM to 1 μM; nucleic acid synthase: 0.001 to 50 units, preferably 0.01 to 10 units; salt concentration: 0 to 2 molar, Preferably 0.1 to 1.0 molar; buffer: 0.1 to 200 mM, suitably 5 to 50 mM; pH: 6 to 10, preferably 6.5 to 9.5.

尚、前記記載の核酸中の特定塩基の測定方法において、一種の塩基からなる標識ヌクレオチドモノマーを使用して得たデータ(蛍光キャラクターの変化量の測定値)(T1)と、別種の塩基からなる標識ヌクレオチドモノマーを使用して得たデータ(蛍光キャラクターの変化量の測定値)(T2)との比(T1/T2)(補正値)を求めることにより正確なデータが得られる。
この場合、標識ヌクレオチドモノマーの塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、チミンのどちらでもよく特に限定されないが、好適にはシトシンかチミンである。より好適にはチミンである。標識物質は、前記の方法と同じでもよく、異なってもよい。
この補正値と標的核酸中の特定塩基の数とをグラフにプロットすると、補正値と標的核酸中の特定塩基の数とはより相対的な関係を示す。
In the above-described method for measuring a specific base in a nucleic acid, data (measured value of change in fluorescence character) (T 1 ) obtained using a labeled nucleotide monomer composed of one kind of base, and another kind of base Accurate data can be obtained by obtaining the ratio (T 1 / T 2 ) (correction value) to the data (measured value of change in fluorescence character) (T 2 ) obtained using the labeled nucleotide monomer.
In this case, the base of the labeled nucleotide monomer may be any of adenine, guanine, cytosine, and thymine, and is not particularly limited, but is preferably cytosine or thymine. More preferred is thymine. The labeling substance may be the same as or different from the method described above.
When this correction value and the number of specific bases in the target nucleic acid are plotted on a graph, the correction value and the number of specific bases in the target nucleic acid have a more relative relationship.

この補正方法は、測定値を得るための重合反応と補正値を得るための重合反応とはパラレルに行ってもよく、又、測定値を得るための標識ヌクレオチドモノマーと補正値を得るための標識ヌクレオチドモノマーとを同一の重合反応系で重合反応させてもよい。ただし、後者の場合は、標識ヌクレオチドモノマーの標識物質は互いに異なるものにし、互いにドナー蛍光色素とアクセプター蛍光色素との関係、蛍光発光色素とクエンチャーとの関係にあるものでも使用出来るが、その関係にないものを使用するのが好適である。前者の場合、標識物質は同じでも異なっていてもよい。ただ、塩基が異なっておればよい。   In this correction method, the polymerization reaction for obtaining the measurement value and the polymerization reaction for obtaining the correction value may be performed in parallel, or the labeled nucleotide monomer for obtaining the measurement value and the label for obtaining the correction value. The nucleotide monomer may be subjected to a polymerization reaction in the same polymerization reaction system. However, in the latter case, the labeling substances of the labeled nucleotide monomers can be different from each other, and even those having a relationship between a donor fluorescent dye and an acceptor fluorescent dye and a relationship between a fluorescent light emitting dye and a quencher can be used. It is preferable to use those not present in the above. In the former case, the labeling substances may be the same or different. However, the bases only need to be different.

上記の核酸重合系において、更に、少なくとも一種の非標識ヌクレオチドモノマーを含んでいてもよい。又、更に(E)核酸特異的蛍光色素を含んでいてもよい。プライマーは、オリゴヌクレオチドからなり、本発明の標識物質で標識されていてもよく、されていなくともよい。   The nucleic acid polymerization system may further contain at least one unlabeled nucleotide monomer. Further, (E) a nucleic acid-specific fluorescent dye may be included. The primer is composed of an oligonucleotide and may or may not be labeled with the labeling substance of the present invention.

標的核酸については前記した通りである。
本発明の"少なくとも一種の標識ヌクレオチドモノマー"とは、前記した本発明の標識物質の少なくとも一種で標識された一種の標識ヌクレオチドモノマーである。本発明においては、少なくとも一種を用いる。一種でも構わないが、各種の標識ヌクレオチドモノマーを組み合わせて用いることが出来る。更に、核酸特異的蛍光色素と組み合わせて用いるとより効果的である。標識ヌクレオチドモノマーの使用の仕方は、公知の方法が好適に採用できる(国際公開第02/08414号パンフレット及び国際公開第03/102179号パンフレットを参照)が、具体的には後記に例示した。尚、標識又は非標識ヌクレオチドモノマーが、標識又は非標識ジデオキシヌクレオチドモノマーであってもよい。標識及び非標識ヌクレオチドモノマーが、3燐酸体であるのが好適であることは前記した通りである。
核酸合成酵素については、前記した通りである。
The target nucleic acid is as described above.
The “at least one labeled nucleotide monomer” of the present invention is a kind of labeled nucleotide monomer labeled with at least one of the aforementioned labeling substances of the present invention. In the present invention, at least one kind is used. One kind may be used, but various labeled nucleotide monomers can be used in combination. Furthermore, it is more effective when used in combination with a nucleic acid-specific fluorescent dye. As a method of using the labeled nucleotide monomer, a known method can be suitably employed (see WO 02/08414 pamphlet and WO 03/102179 pamphlet). The labeled or unlabeled nucleotide monomer may be a labeled or unlabeled dideoxynucleotide monomer. As described above, it is preferable that the labeled and unlabeled nucleotide monomers are triphosphates.
The nucleic acid synthase is as described above.

プライマーは、従来公知のもの(国際公開第02/08414号パンフレット及び国際公開第03/102179号パンフレットを参照)をも便利に用いることができる。
5'末端部の一つの部位からメチル化シトシン部位の一塩基手前まで、鋳型核酸に相補的であってもよい。又、プライマーの3'末端、又は3'末端から2番目の塩基がメチル化部位の塩基(C又はU)に相補的であってもよい。
本発明において、一対(forward primer及びreverse primer)で行ってもよく、当該一対の片方のどちらかだけで行ってもよい。
As the primer, conventionally known primers (see WO 02/08414 pamphlet and WO 03/102179 pamphlet) can also be used conveniently.
It may be complementary to the template nucleic acid from one site at the 5 ′ end to one base before the methylated cytosine site. Further, the 3 ′ end of the primer or the second base from the 3 ′ end may be complementary to the base (C or U) of the methylation site.
In the present invention, a pair (forward primer and reverse primer) may be used, or only one of the pair may be used.

本発明の核酸重合反応過程で、反応産物である核酸重合体に標識ヌクレオチドモノマーが取り込まれたり若しくは核酸特異的蛍光色素が結合したり、又はそれらが同時に起こったりするので、核酸重合系の蛍光キャラクターが変化する。本発明においてはその変化若しくは変化量を測定する。   In the nucleic acid polymerization reaction process of the present invention, a labeled nucleotide monomer is incorporated into the reaction product nucleic acid polymer, or a nucleic acid-specific fluorescent dye is bound, or they occur at the same time. Changes. In the present invention, the change or amount of change is measured.

上記の蛍光キャラクターの変化は、次の現象からなる群の少なくとも1種の現象によって引き起こされるものと推定されている。そして複雑にかみ合っているものである。
(1)核酸特異的蛍光色素と蛍光色素間の相互作用(FRET(fluorescence resonance energy transfer)現象)。
(2)蛍光色素間の相互作用(FRET現象)。
(3)クエンチャー物質と蛍光色素間の相互作用(蛍光消光現象)。
(4)グアニン塩基と蛍光色素間の相互作用(蛍光消光現象)。
尚、本発明でいう相互作用とは、一方の励起エネルギーが他方へ移動する反応である。又、"蛍光消光現象"を単に"蛍光消光"と略称する場合がある。
It is presumed that the change of the fluorescent character is caused by at least one phenomenon of the group consisting of the following phenomena. And it is intricately engaged.
(1) Interaction between a nucleic acid-specific fluorescent dye and a fluorescent dye (FRET (fluorescence resonance energy transfer) phenomenon).
(2) Interaction between fluorescent dyes (FRET phenomenon).
(3) Interaction between quencher substance and fluorescent dye (fluorescence quenching phenomenon).
(4) Interaction between guanine base and fluorescent dye (fluorescence quenching phenomenon).
In the present invention, the interaction is a reaction in which one excitation energy moves to the other. Further, the “fluorescence quenching phenomenon” is sometimes simply referred to as “fluorescence quenching”.

以下、蛍光強度の変化若しくは変化量を測定する好ましい実際的方法は、リアルタイムで核酸重合系の蛍光強度を測定し、測定値を求める方法である。この場合、少なくとも1種の入射光若しくは励起光を出し、且つ少なくとも1種のホトマル等の受光面をもつ、即ち、マルチチャンネルを有する市販装置を使用するのが望ましい。例えば、スマートサイクラー(タカラバイオ株式会社)、ABI PRISMTM 7700Sequence Detection System(SDS 7700)(PE Applied Biosystems)、LightCyclerTM System(Roche Diagnostics, Mannheim Germany)等を使用すればよい。又、反応前、反応終了後の蛍光強度を測定する場合は、マイクロプレートリーダーが好適に使用できる。例えば、Spectra Max Genimi XS(Molecular devices、米国)等である。 Hereinafter, a preferable practical method for measuring a change or amount of fluorescence intensity is a method of measuring a fluorescence intensity of a nucleic acid polymerization system in real time to obtain a measurement value. In this case, it is desirable to use a commercially available apparatus that emits at least one type of incident light or excitation light and has at least one type of light receiving surface such as a photomultiplier, that is, has a multichannel. For example, a smart cycler (Takara Bio Inc.), ABI PRISM 7700 Sequence Detection System (SDS 7700) (PE Applied Biosystems), LightCycler System (Roche Diagnostics, Mannheim Germany) or the like may be used. In addition, when measuring the fluorescence intensity before and after the reaction, a microplate reader can be preferably used. For example, Spectra Max Genimi XS (Molecular devices, USA).

実際の測定値を求める場合は、以下の少なくとも何れか1つを実施する。
(1)核酸重合反応の前後の核酸重合系の測定。
(2)核酸合成を行なわせない系(例えば、鋳型核酸又は核酸合成酵素を添加しない系)を対照としての核酸重合系の測定。
(3)核酸重合反応を中止したい時期(例えば、反応が平衡に達した時期)の核酸重合系の蛍光強度を先ず測定し、次いで、核酸重合系の核酸変性処理(例えば、90〜99℃での処理)後、測定する。
必要に応じて、前記反応物を電気泳動、HPLCで分析するのが好適である。
又、必要に応じて、ブランク反応を行うのが好適である。
When an actual measurement value is obtained, at least one of the following is performed.
(1) Measurement of the nucleic acid polymerization system before and after the nucleic acid polymerization reaction.
(2) Measurement of a nucleic acid polymerization system using a system in which nucleic acid synthesis is not performed (for example, a system in which a template nucleic acid or a nucleic acid synthase is not added) as a control.
(3) The fluorescence intensity of the nucleic acid polymerization system at the time when the nucleic acid polymerization reaction is desired to be stopped (for example, when the reaction reaches equilibrium) is first measured, and then the nucleic acid denaturation treatment of the nucleic acid polymerization system (for example, at 90 to 99 ° C.) ), And then measure.
If necessary, the reaction product is preferably analyzed by electrophoresis or HPLC.
Further, it is preferable to carry out a blank reaction as necessary.

以下、図面を以って、本発明1〜4を一つの例示に基づいて説明した。又、併せて、関連発明5〜10をも説明した。
1.発明1
本発明1は請求項1に該当する発明で、図1及び2に具体的に図示されている。
図1は、forward primer、標識dGTPを用いて、鋳型としての標的核酸中の特定塩基(シトシン)を測定した例を示している。
図2は、発明1における特定塩基(シトシン)の数と測定された蛍光キャラクター変化量(以下、蛍光変化量という。)の相関を説明する図である。
核酸重合系は、鋳型核酸A、鋳型核酸Aにハイブリダイズする一種のプライマー、標識グアニンヌクレオチドモノマー、非標識アデニン、シトシン、及びチミンヌクレオチドモノマー、核酸特異的蛍光色素、並びに核酸合成酵素を含んでいる。
Hereinafter, the present invention 1 to 4 has been described with reference to the drawings. In addition, related inventions 5 to 10 have also been described.
1. Invention 1
The present invention 1 corresponds to claim 1 and is specifically illustrated in FIGS.
FIG. 1 shows an example in which a specific base (cytosine) in a target nucleic acid as a template is measured using a forward primer and labeled dGTP.
FIG. 2 is a diagram for explaining the correlation between the number of specific bases (cytosine) and the measured fluorescence character change amount (hereinafter referred to as fluorescence change amount) in Invention 1.
The nucleic acid polymerization system includes template nucleic acid A, a kind of primer that hybridizes to template nucleic acid A, labeled guanine nucleotide monomer, unlabeled adenine, cytosine, and thymine nucleotide monomer, nucleic acid-specific fluorescent dye, and nucleic acid synthase. .

1)核酸重合系の蛍光キャラクターを先ず測定する。
2)ハイブリダゼーション温度を与えると、プライマーと鋳型核酸はハイブリダイズする。次に核酸合成温度を与えると核酸重合反応がプライマーの3'末端から鋳型核酸の5'末端側に進む。反応が当該5'末端に到達すると反応は終了する。そして標識グアニンヌクレオチドモノマーが、鋳型核酸中のシトシン塩基数に応じて取り込まれる。すなわち、取り込まれる標識グアニンヌクレオチドモノマーの数は、鋳型核酸中のシトシン塩基数に等しい。ここで、核酸重合系を核酸変性温度にすると、二重鎖を形成していた鋳型核酸と合成された一本鎖の核酸は、お互いに離れる。これが一サイクルである。
この重合反応をnサイクル繰り返すと、n本の一本鎖の核酸(同じ核酸)が合成される。
1) First, the fluorescent character of the nucleic acid polymerization system is measured.
2) When a hybridization temperature is applied, the primer and the template nucleic acid hybridize. Next, when a nucleic acid synthesis temperature is applied, the nucleic acid polymerization reaction proceeds from the 3 ′ end of the primer to the 5 ′ end of the template nucleic acid. The reaction ends when the reaction reaches the 5 'end. A labeled guanine nucleotide monomer is incorporated according to the number of cytosine bases in the template nucleic acid. That is, the number of labeled guanine nucleotide monomers incorporated is equal to the number of cytosine bases in the template nucleic acid. Here, when the nucleic acid polymerization system is set to the nucleic acid denaturation temperature, the template nucleic acid forming the double strand and the synthesized single-stranded nucleic acid are separated from each other. This is one cycle.
When this polymerization reaction is repeated n cycles, n single-stranded nucleic acids (same nucleic acids) are synthesized.

3)この時点で、再び核酸重合系の蛍光キャラクターを測定する。
4)1)と3)の測定値の差(蛍光キャラクターの変化量)は、鋳型核酸A中のシトシンの数に比例する。当該変化量は、合成された一本鎖の核酸に結合した核酸特異的蛍光色素と取り込まれた標識グアニンヌクレオチドモノマーの標識物質とのFRET作用に基づくものである。
5)そこで、核酸中に含まれるメチル化シトシンの数が異なる鋳型核酸(一例として鋳型核酸Bを示す。)について、上記1)〜4)までの操作を行い、メチル化シトシン数と測定値を、一つのグラフにプロットすると図2のようになる。
上記の知見から、上記の操作を行うことにより核酸中の特定塩基の数を測定できる。
即ち、標識グアニンヌクレオチドモノマーの代わりに、標識シトシン、アデニン、チミンヌクレオチドモノマーを使用すると、各々の標識ヌクレオチドモノマーからグアニン、チミン、及びアデニンを測定できることになる。
3) At this point, the fluorescent character of the nucleic acid polymerization system is measured again.
4) The difference between the measured values of 1) and 3) (change in fluorescence character) is proportional to the number of cytosines in the template nucleic acid A. The amount of change is based on the FRET action between the nucleic acid-specific fluorescent dye bound to the synthesized single-stranded nucleic acid and the labeling substance of the incorporated labeled guanine nucleotide monomer.
5) Therefore, for the template nucleic acid (template nucleic acid B is shown as an example) in which the number of methylated cytosines contained in the nucleic acid is different, the operations from 1) to 4) above are performed, and the number of methylated cytosines and the measured values are obtained. When plotted on one graph, it becomes as shown in FIG.
From the above knowledge, the number of specific bases in the nucleic acid can be measured by performing the above operation.
That is, when a labeled cytosine, adenine, or thymine nucleotide monomer is used instead of the labeled guanine nucleotide monomer, guanine, thymine, and adenine can be measured from each labeled nucleotide monomer.

2.発明2
図3は、発明2を具体例を以って説明する図で、二本鎖のメチル化核酸をbisulfate処理した後、標識dGTP及びforward primer又はreverse primerを用いて、当該処理核酸を鋳型として核酸重合反応を行った一つの例の手順を示している。
図4は、図3の実験の対照として、非メチル化核酸を鋳型として核酸重合反応を行った一つの例の手順を示している。
図5は、発明2におけるメチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。この場合の蛍光変化量は、メチル化核酸の測定値から非メチル化核酸の測定値を差し引いたものとして表現している。
2. Invention 2
FIG. 3 is a diagram for explaining the invention 2 with a specific example. After bisulfate treatment of a double-stranded methylated nucleic acid, a labeled dGTP and a forward primer or reverse primer are used, and the nucleic acid is treated with the treated nucleic acid as a template. 1 shows the procedure of one example of conducting a polymerization reaction.
FIG. 4 shows a procedure of one example in which a nucleic acid polymerization reaction was performed using an unmethylated nucleic acid as a template as a control of the experiment of FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the correlation between the number of methylated cytosines and the measured fluorescence change amount in Invention 2. The fluorescence change amount in this case is expressed as a value obtained by subtracting the measurement value of the unmethylated nucleic acid from the measurement value of the methylated nucleic acid.

図1の例では、鋳型核酸としてメチル化核酸又はウラシル化核酸を使用すると、各々の核酸中の全シトシン数、又はメチル化シトシンを測定できる。それで、メチル化シトシンと非メチル化シトシンの比も測定することが出来る。メチル化シトシンを含まない核酸から得られるウラシル化核酸にはシトシンを含まないので、メチル化核酸の測定(判定)も出来る。
この発明は、請求項2に記載の一形態の発明で、プライマーとして、フォーワード及びリバースのプライマーのどちらか一方を使用する発明である。
In the example of FIG. 1, when a methylated nucleic acid or a uracilized nucleic acid is used as a template nucleic acid, the total number of cytosines or methylated cytosine in each nucleic acid can be measured. Thus, the ratio of methylated cytosine to unmethylated cytosine can also be measured. Since uracilized nucleic acid obtained from nucleic acid not containing methylated cytosine does not contain cytosine, methylated nucleic acid can also be measured (determined).
This invention is an invention according to one aspect of the present invention, wherein either a forward primer or a reverse primer is used as a primer.

発明2においては、対照として、鋳型核酸としてウラシル化核酸の代わりにウラシル化処理されていない標的核酸、又は塩基配列は同じであるが、メチル化されていないシトシン若しくは全てのシトシンがメチル化されたものを有する標的核酸を使用する以外は前記の核酸重合系と同じ成分を含む、核酸重合系で核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、実験系の測定値と対照系の測定値の差及びそれらの比、又はそれらのどちらか一方に基づいて、メチル化シトシン及び非メチル化シトシンを測定するか、及びメチル化シトシンと非メチル化シトシンの比、又はそれらのどちらか一方を求めることが、正確な測定値がえられるので、好適である。   In the invention 2, as a control, the target nucleic acid not subjected to uracilation treatment as a template nucleic acid instead of the uracilized nucleic acid, or the base sequence is the same, but unmethylated cytosine or all cytosines are methylated. The nucleic acid polymerization reaction is performed once or multiple times in the nucleic acid polymerization system, including the same components as the nucleic acid polymerization system except that a target nucleic acid having a nucleic acid is used. Measuring the amount of methylated cytosine and unmethylated cytosine based on the difference between the measured value of the experimental system and the measured value of the control system and the ratio thereof, or either of them, and methylated cytosine It is preferable to obtain the ratio of unmethylated cytosine and / or one of them because an accurate measurement can be obtained.

発明1及び2においては、好適に使用され得る核酸特異的蛍光色素は一本鎖の核酸に結合して、より蛍光強度の強い発光するものがよい。例えば、実施例に記載されているものを例示できる。
発明1及び2においては、蛍光キャラクターの変化量は、核酸特異的蛍光色素と標識ヌクレオチドモノマーの標識物質との相互作用に基づいているが、本発明においては、この例示に限定さない。後記の例示を使用することが出来る。
In the inventions 1 and 2, the nucleic acid-specific fluorescent dye that can be suitably used is preferably one that binds to a single-stranded nucleic acid and emits light with a higher fluorescence intensity. For example, what is described in the Example can be illustrated.
In inventions 1 and 2, the amount of change in the fluorescent character is based on the interaction between the nucleic acid-specific fluorescent dye and the labeling substance of the labeled nucleotide monomer, but the present invention is not limited to this example. The following examples can be used.

3.発明3
図6、7及び8は発明3を説明する図である。
図6は、二本鎖のメチル化核酸をbisulfate処理した後、標識dCTP若しくは標識dGTP並びにforward primer及びreverse primerを用いて、当該処理核酸を鋳型として核酸重合反応(PCR)を行った例の手順を示している。但し、記号:(子)はウラシル化核酸を鋳型として重合合成された核酸であり、記号:(孫)は(子)を鋳型として重合合成された核酸である。
図7は、図6の実験の対照として、非メチル化核酸を鋳型核酸として核酸重合反応を行った例の手順を示している。記号:(子)及び(孫)は図6のものと同様な意味を有する。
図8は、発明3におけるメチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。
3. Invention 3
6, 7 and 8 are diagrams for explaining the third aspect of the present invention.
FIG. 6 shows a procedure of an example in which a double-stranded methylated nucleic acid is treated with bisulfate and then a nucleic acid polymerization reaction (PCR) is performed using the labeled nucleic acid as a template using labeled dCTP or labeled dGTP and forward primer and reverse primer. Is shown. However, the symbol: (child) is a nucleic acid polymerized and synthesized using uracilized nucleic acid as a template, and the symbol: (grandchild) is a nucleic acid polymerized and synthesized using (child) as a template.
FIG. 7 shows a procedure of an example in which a nucleic acid polymerization reaction was performed using an unmethylated nucleic acid as a template nucleic acid as a control for the experiment of FIG. Symbols: (child) and (grandchild) have the same meaning as in FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining the correlation between the number of methylated cytosines and the measured fluorescence change amount in Invention 3.

発明3は、請求項2に記載の一形態の発明であり、発明2において、プライマーとしてフォーワード及びリバースの一対のプライマー及び標識シトシン又はグアニンヌクレオチドモノマーを使用し、核酸重合反応をPCR方法で行い、核酸中のメチル化シトシンを測定する方法である。本発明においては、標識シトシン又はグアニンヌクレオチドモノマーが特異的に取り込まれる。
対照実験は発明2と同様である。
Invention 3 is an aspect of the invention described in claim 2, and in Invention 2, a pair of forward and reverse primers and a labeled cytosine or guanine nucleotide monomer are used as primers, and a nucleic acid polymerization reaction is performed by a PCR method. This is a method for measuring methylated cytosine in nucleic acids. In the present invention, a labeled cytosine or guanine nucleotide monomer is specifically incorporated.
The control experiment is similar to invention 2.

4.発明4
図9、10及び11は発明4を説明している。
図9は、二本鎖のメチル化核酸をbisulfate処理した後、先ず、非標識dNTPs(アデニン、グアニン、シトシン及びチミンヌクレオチドモノマーの3リン酸体の混合物を表している。)並びにreverse primerを用いて、当該処理核酸を鋳型として核酸重合反応を行い鋳型核酸を増幅し、次に核酸重合系に残存する未反応のプライマー及びdNTPs(場合により元の鋳型核酸を含む。これらの分離については前記に詳しく説明した。)を分離(除去)操作を施した後、標識dCTP並びにforward primerを用いて、増幅鋳型核酸を鋳型として更に増幅した例の手順を示している。尚、図において、記号:NNN3'はプライマー1を鋳型として重合合成された核酸を示している。
図10は、図9の実験の対照として、非メチル化核酸を用いて図9と同様な核酸重合反応を行った例の手順を示している。尚、図において、記号:NNN3'は図9のものと同様な意味を有する。
図11は、発明4におけるメチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。この場合の蛍光変化量は、メチル化核酸の測定値から非メチル化核酸の測定値を差し引いたものとして表現している。
尚、上記で説明した図9及び10中の記号:NNN3'のNは、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、及びウラシルの任意の一つであり、同じものでも互いに異なっていてもよい。
4). Invention 4
9, 10 and 11 illustrate invention 4.
In FIG. 9, after bisulfate treatment of double-stranded methylated nucleic acid, first, unlabeled dNTPs (representing a mixture of triphosphates of adenine, guanine, cytosine and thymine nucleotide monomers) and a reverse primer are used. Then, a nucleic acid polymerization reaction is performed using the treated nucleic acid as a template to amplify the template nucleic acid, and then unreacted primers and dNTPs remaining in the nucleic acid polymerization system (including the original template nucleic acid in some cases. These separations are described above. This is a procedure of an example in which the amplified template nucleic acid is further amplified using a labeled dCTP and a forward primer after performing a separation (removal) operation. In the figure, the symbol NNN3 ′ indicates a nucleic acid synthesized by polymerization using primer 1 as a template.
FIG. 10 shows a procedure of an example in which a nucleic acid polymerization reaction similar to that of FIG. 9 was performed using an unmethylated nucleic acid as a control for the experiment of FIG. In the figure, the symbol NNN3 ′ has the same meaning as in FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining the correlation between the number of methylated cytosines and the measured fluorescence change amount in Invention 4. The fluorescence change amount in this case is expressed as a value obtained by subtracting the measurement value of the unmethylated nucleic acid from the measurement value of the methylated nucleic acid.
9 and 10 described above, N in NNN3 ′ is any one of adenine, guanine, cytosine, thymine, and uracil, and may be the same or different from each other.

本発明の核酸中の特定塩基の測定方法は、上記の例示に限定されるものではなく、種々の変法が可能である。その変法が発明4であり、請求項4に対応する。一つの例示として図9、10及び11に示す。図は、特定塩基としてのメチル化シトシンの測定する方法を示しているが、本発明はメチル化シトシンに限定されるものではない。
図面では、次の手順からなっている。
1)先ず、発明1の手順操作を行う。但し、この場合、標識グアニンヌクレオチドモノマーの代わりに、非標識ヌクレオチドモノマーを用いる。又、プライマーはフォーワードプライマーを用いた図になっている(しかし、本発明はこの例に限定されない。)。重合反応はnサイクルとする。鋳型核酸の二重鎖の3'→5'鎖が鋳型となり、n本の重合核酸が生まれる。
2)重合反応液について、未反応のプライマー、非標識ヌクレオチドモノマー類の除去を行う。除去の仕方は、前記したとおりである。
The method for measuring the specific base in the nucleic acid of the present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be made. The modification is invention 4 and corresponds to claim 4. An example is shown in FIGS. Although the figure shows a method for measuring methylated cytosine as a specific base, the present invention is not limited to methylated cytosine.
The drawing consists of the following procedures.
1) First, the procedure of the invention 1 is performed. However, in this case, an unlabeled nucleotide monomer is used instead of the labeled guanine nucleotide monomer. The primer is a figure using a forward primer (however, the present invention is not limited to this example). The polymerization reaction is n cycles. The 3 ′ → 5 ′ strand of the double strand of the template nucleic acid serves as a template, and n polymerized nucleic acids are born.
2) The unreacted primer and unlabeled nucleotide monomers are removed from the polymerization reaction solution. The method of removal is as described above.

3)前記2)の処理液に、発明1の標識グアニンヌクレオチドモノマーの代わりに(図に従うと)標識シトシンヌクレオチドモノマー、リバースプライマーを添加する。
4)核酸重合反応前に核酸重合系の蛍光キャラクターを測定する。
5)前記1)と同様にして核酸重合反応をn回行う。この場合、鋳型核酸はn本の重合核酸と一本の元の二重鎖の5'→3'鎖である。それで、新しく合成され、標識シトシンヌクレオチドモノマーが取り込まれた核酸はn×n本になる。
6)核酸重合系の蛍光キャラクターを測定する。
7)4)と6)の測定値の差(蛍光キャラクターの変化量)を測定する。
8)発明1と同様にメチル化シトシン数と測定値を、一つのグラフにプロットすると図11のようになる。
3) In place of the labeled guanine nucleotide monomer of Invention 1, a labeled cytosine nucleotide monomer and a reverse primer are added to the treatment solution of 2) (according to the figure).
4) The fluorescent character of the nucleic acid polymerization system is measured before the nucleic acid polymerization reaction.
5) The nucleic acid polymerization reaction is performed n times in the same manner as in 1) above. In this case, the template nucleic acid is a 5 ′ → 3 ′ strand of n polymerized nucleic acids and one original double strand. Therefore, there are n × n nucleic acids newly synthesized and incorporated with labeled cytosine nucleotide monomers.
6) Measure fluorescent character of nucleic acid polymerization system.
7) Measure the difference between the measured values of 4) and 6) (change in fluorescent character).
8) As in Invention 1, when the number of methylated cytosines and the measured values are plotted on one graph, the result is as shown in FIG.

尚、発明4は、2)及び3)の手順を挟んで、1)の手順と4)〜6)の手順を逆にしてもよい。但し、7)及び8)は最後に行う。
発明4においては、図から分かるように、元の核酸中のシトシンの数と一本鎖の核酸に取り込まれた標識シトシンヌクレオチドモノマーの数と一致する。それで、測定感度は発明1に比較してn倍になっている。鋳型核酸の初期のコピー数が少ない場合に好適な方法である。
In the invention 4, the procedure of 1) and the procedures of 4) to 6) may be reversed with the procedures of 2) and 3) in between. However, 7) and 8) are performed last.
In invention 4, as can be seen from the figure, the number of cytosines in the original nucleic acid coincides with the number of labeled cytosine nucleotide monomers incorporated into the single-stranded nucleic acid. Therefore, the measurement sensitivity is n times that of Invention 1. This method is suitable when the initial copy number of the template nucleic acid is small.

又、1)で合成された重合核酸と5)で合成された重合核酸は二本鎖を形成することが出来る。そのことが、蛍光キャラクターの変化量を求める場合の標識物質、標識ヌクレオチドモノマー、及び核酸特異的蛍光色素についての組み合わせの範囲を広げる作用をする。後記を参照。
この方法は、メチル化シトシンの測定に限定されることなく、発明1と同様にすることにより核酸中の特定塩基を測定する一般的方法である。
この方法で、メチル化シトシン等を測定する場合は、発明2及び3と同様な対照実験を行うことが好適である。
The polymerized nucleic acid synthesized in 1) and the polymerized nucleic acid synthesized in 5) can form a double strand. This acts to widen the range of combinations of the labeling substance, the labeled nucleotide monomer, and the nucleic acid-specific fluorescent dye when determining the amount of change in the fluorescent character. See below.
This method is not limited to the measurement of methylated cytosine, and is a general method for measuring a specific base in a nucleic acid in the same manner as in Invention 1.
When measuring methylated cytosine and the like by this method, it is preferable to perform a control experiment similar to the inventions 2 and 3.

5.発明5
蛍光色素標識核酸プライマーを用いて、当該プライマーの3'末端に続いて新たに核酸を重合合成させる発明である。その際、合成された重合核酸の、当該プライマーの3'末端近傍が、次のような構造になるように、当該プライマーが設計されている方法である。
1)非標識グアニンヌクレオチドモノマー又は非標識シトシンヌクレオチドモノマーがくる。プライマーの標識物質がシトシン又はグアニンと相互作用して、標識物質の蛍光キャラクターの変化量をもたらす構造になっている。
2)標識ヌクレオチドモノマーがくる。この場合、プライマーの標識物質と標識ヌクレオチドモノマーの標識物質と組み合わせが、相互作用して蛍光キャラクターの変化をもたらす構造になっている。
本発明は、標的核酸の特定部位の塩基、特に、メチル化シトシンを、短時間且つ簡便に測定(判断、認識、検出)する方法である。
5. Invention 5
In this invention, a fluorescent dye-labeled nucleic acid primer is used to newly polymerize and synthesize a nucleic acid following the 3 ′ end of the primer. In this case, the primer is designed so that the vicinity of the 3 ′ end of the primer of the synthesized polymerized nucleic acid has the following structure.
1) An unlabeled guanine nucleotide monomer or an unlabeled cytosine nucleotide monomer comes. The primer labeling substance interacts with cytosine or guanine to cause a change in the fluorescent character of the labeling substance.
2) A labeled nucleotide monomer comes. In this case, the combination of the labeling substance of the primer and the labeling substance of the labeled nucleotide monomer has a structure that interacts to cause a change in the fluorescent character.
The present invention is a method for measuring (determining, recognizing, and detecting) a base at a specific site of a target nucleic acid, in particular, methylated cytosine in a short time and simply.

6.発明6
標識ヌクレオチドモノマーとして蛍光色素で標識した標識ジデオキシヌクレオチドモノマーを用いる前記発明1〜4の発明である。この発明は、短時間且つ簡単にメチル化核酸を測定できる。核酸重合を行っている核酸重合系の蛍光キャラクターの変化をモニタリングして、変化が飽和した時点で、核酸重合系の蛍光キャラクターの強度を測定する方法である。反応開始前若しくは開始時の蛍光キャラクターの強度の測定値、又は対応する非メチル化核酸若しくは非ウラシル化核酸のものと比較することにより、メチル化核酸を短時間に測定出来る。即ち、核酸重合反応時間が短い。
6). Invention 6
The invention according to any one of Inventions 1 to 4, wherein a labeled dideoxynucleotide monomer labeled with a fluorescent dye is used as the labeled nucleotide monomer. This invention can measure methylated nucleic acid in a short time and easily. This is a method of monitoring the change in the fluorescence character of the nucleic acid polymerization system performing nucleic acid polymerization, and measuring the intensity of the fluorescence character in the nucleic acid polymerization system when the change is saturated. The methylated nucleic acid can be measured in a short time by comparing the measured value of the intensity of the fluorescent character before or at the start of the reaction or the corresponding non-methylated or non-uracilized nucleic acid. That is, the nucleic acid polymerization reaction time is short.

7.発明7
固体表面上に固定化された1種以上の核酸プライマーから鋳型核酸の重合を行うことを特徴とする前述の本発明1〜6の何れかに記載の方法である。
7). Invention 7
7. The method according to any one of the present inventions 1 to 6, wherein the template nucleic acid is polymerized from one or more nucleic acid primers immobilized on a solid surface.

8.発明8
前記核酸重合系I、Ia、II、IIa、III、IIIa、IV、及びIVaのうちの、少なくとも一つの核酸重合系の成分を含んでなることを特徴とする核酸中の特定塩基の測定キットである。
9.発明9
前記1〜7の発明の測定方法において、calibration curveを使用する手順を含む測定方法である。
10.発明10
ビオチン化プライマーとアビジンコートビーズを含んでなることを特徴とする核酸中の特定塩基の測定キットである。
8). Invention 8
A kit for measuring a specific base in a nucleic acid, comprising a component of at least one of the nucleic acid polymerization systems I, Ia, II, IIa, III, IIIa, IV, and IVa. is there.
9. Invention 9
The measurement method according to any one of the first to seventh aspects of the invention includes a procedure using a calibration curve.
10. Invention 10
A kit for measuring a specific base in a nucleic acid comprising a biotinylated primer and avidin-coated beads.

核酸重合系の蛍光キャラクターの変化をもたらす、標識ヌクレオチドモノマーの標識物質等の組み合わせ、及びそれらの物質と核酸特異的蛍光色素の組み合わせは従来公知である(国際公開第03/102179号パンフレット)。本発明においては公知の組み合わせを好適に採用することが出来る。   Combinations of labeled nucleotide monomer labeling substances and the like, and combinations of these substances and nucleic acid-specific fluorescent dyes that cause changes in the fluorescent character of the nucleic acid polymerization system are conventionally known (WO 03/102179 pamphlet). In the present invention, known combinations can be suitably employed.

以下、簡単に記す。
1)核酸特異的蛍光色素と蛍光色素間の相互作用
核酸特異的蛍光色素は、核酸重合体、2重鎖の核酸重合体、核酸重合体・鋳型核酸複合体、核酸プライマー・鋳型核酸複合体に結合する。
核酸特異的蛍光色素の存在下で、蛍光色素標識ヌクレオチドモノマーを核酸重合体に取り込ませる反応を行う過程で、核酸特異的蛍光色素が合成された核酸重合体に結合し、取り込まれた蛍光標識ヌクレオチドの蛍光色素との距離が著しく接近する。そして核酸重合体に取り込まれた蛍光標識ヌクレオチドを標識している蛍光色素と核酸特異的蛍光色素間の相互作用が発生する。そして、蛍光キャラクター強度(以下、簡便化のために蛍光強度という。)の変化をもたらす。本発明においてはこの変化量を測定するか、又はモニタリングすることで本発明の特定塩基の測定が出来る。具体的には、核酸特異的蛍光色素の蛍光強度の減少、又は蛍光色素の蛍光強度の増加を測定する。
The following is a brief description.
1) Interaction between nucleic acid-specific fluorescent dyes and nucleic acid-specific dyes Nucleic acid-specific fluorescent dyes are used in nucleic acid polymers, double-stranded nucleic acid polymers, nucleic acid polymers / template nucleic acid complexes, nucleic acid primers / template nucleic acid complexes. Join.
In the process of incorporating a fluorescent dye-labeled nucleotide monomer into a nucleic acid polymer in the presence of a nucleic acid-specific fluorescent dye, the fluorescent-labeled nucleotide incorporated into the nucleic acid polymer synthesized by the nucleic acid-specific fluorescent dye is incorporated. The distance from the fluorescent dye is very close. Then, an interaction occurs between the fluorescent dye that labels the fluorescently labeled nucleotide incorporated into the nucleic acid polymer and the nucleic acid-specific fluorescent dye. And it brings about the change of fluorescence character intensity (henceforth fluorescence intensity for simplification). In the present invention, the specific base of the present invention can be measured by measuring or monitoring the amount of change. Specifically, a decrease in the fluorescence intensity of the nucleic acid-specific fluorescent dye or an increase in the fluorescence intensity of the fluorescent dye is measured.

この場合の前記の蛍光色素としては、前記の蛍光色素がすべて利用できるが、好ましいものはLissamine、FITC、EDANS、6-joe、TMR、Alexa 488、Alexa 532、BODIPY FL/C3、BODIPY R6G、BODIPY FL、Alexa 532、BODIPY FL/C6、BODIPY TMR、5-FAM、BODIPY 493/503、BODIPY 564、BODIPY 581、Cy3、Cy5、Texas red、x-Rhodamine等を例示できる。   In this case, as the fluorescent dye, all of the fluorescent dyes can be used, but preferred are Lissamine, FITC, EDANS, 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3, BODIPY R6G, BODIPY. Examples include FL, Alexa 532, BODIPY FL / C6, BODIPY TMR, 5-FAM, BODIPY 493/503, BODIPY 564, BODIPY 581, Cy3, Cy5, Texas red, x-Rhodamine and the like.

又、核酸特異的蛍光色素の前記したものがすべて利用できるが、好ましいものは、Sybr green 1、Sybr green 1 Nucleic Acid Gel Staining、及びYO-PRO-1である。蛍光色素との好ましい組み合わせは、Syber green I又はYO-PRO-1とTexas red、Lissamine、6-joe、TMR、Alexa 532、BODIPY R6G、Alexa 532、BODIPY TMR、BODIPY 564、BODIPY 581、Cy3、Cy5、x-Rhodamine等を例示できる。   Moreover, although all the above-mentioned nucleic acid-specific fluorescent dyes can be used, preferred are Sybr green 1, Sybr green 1 Nucleic Acid Gel Staining, and YO-PRO-1. Preferred combinations with fluorescent dyes are Syber green I or YO-PRO-1 and Texas red, Lissamine, 6-joe, TMR, Alexa 532, BODIPY R6G, Alexa 532, BODIPY TMR, BODIPY 564, BODIPY 581, Cy3, Cy5 And x-Rhodamine.

2)蛍光色素間の相互作用
少なくとも2種の蛍光標識ヌクレオチドを核酸重合体に取り込ませた場合、取り込まれた蛍光標識ヌクレオチドに標識された蛍光色素(A、B)間の距離が著しく接近し、溶液中に分散した状態では発生しなかった蛍光色素間の相互作用が発生する。そして、核酸重合系の蛍光強度の変化をもたらす。この蛍光強度の変化を測定するか、又はその変化を時間の関数としてモニタリングすることで本発明の特定塩基の測定が出来る。
2) Interaction between fluorescent dyes When at least two kinds of fluorescently labeled nucleotides are incorporated into a nucleic acid polymer, the distance between the fluorescent dyes (A, B) labeled with the incorporated fluorescently labeled nucleotides is remarkably close, Interaction between fluorescent dyes that did not occur when dispersed in a solution occurs. And it brings about the change of the fluorescence intensity of a nucleic acid polymerization system. The specific base of the present invention can be measured by measuring the change in fluorescence intensity or by monitoring the change as a function of time.

この場合、相互作用し合う蛍光色素のうち、一方は、FRET現象の励起エネルギーを与える色素でドナー色素という。そして他方はエネルギーを受けて蛍光発光する色素でアクセプター色素という。   In this case, one of the interacting fluorescent dyes is a dye that gives excitation energy of the FRET phenomenon and is called a donor dye. The other is a dye that emits fluorescence upon receiving energy and is called an acceptor dye.

例えば、好適なドナー色素として、FITC、BODIPY FL、BODIPY FL系の前記色素、BODIPY 493/503、5-FAM、BODIPY 5-FAM、Tetramethylrhodamine、6-TAMRA等を、より好適なものとして、FITC、BODIPY FL、BODIPY 493/503、BODIPY 5-FAM、Tetramethylrhodamine、6-TAMRA等を挙げることができる。   For example, as a preferable donor dye, FITC, BODIPY FL, BODIPY FL-based dye, BODIPY 493/503, 5-FAM, BODIPY 5-FAM, Tetramethylrhodamine, 6-TAMRA and the like, more preferable FITC, BODIPY FL, BODIPY 493/503, BODIPY 5-FAM, Tetramethylrhodamine, 6-TAMRA and the like can be mentioned.

好適なアクセプター色素は、対を形成するドナー色素の種類に依存する。例示するならば、Lissamine、BODIPY FL、BODIPY FL系の前記色素、BODIPY 493/503、5-FAM、BODIPY 5-FAM、Tetramethylrhodamine、6-TAMRA等をドナー色素とするならば、Texas Red、Cy5、Cy5.5、rhodamine X、BODIPY 581/591等をアクセプター色素とすることができる。本方法は、ドナー色素の蛍光強度を測定する場合は蛍光強度の減少、アクセプター色素の蛍光強度を測定する場合は蛍光強度の増加を測定することになる。   Suitable acceptor dyes depend on the type of donor dye that forms the pair. For example, if Lissamine, BODIPY FL, BODIPY FL-based dye, BODIPY 493/503, 5-FAM, BODIPY 5-FAM, Tetramethylrhodamine, 6-TAMRA, etc. are used as donor dyes, Texas Red, Cy5, Cy5.5, rhodamine X, BODIPY 581/591, etc. can be used as acceptor dyes. This method measures the decrease in the fluorescence intensity when measuring the fluorescence intensity of the donor dye, and the increase in the fluorescence intensity when measuring the fluorescence intensity of the acceptor dye.

3)蛍光色素標識ヌクレオチドモノマーの蛍光色素とグアニン塩基との相互作用
蛍光色素標識ヌクレオチドモノマーが、重合核酸に取り込まれた場合、当該標識ヌクレオチドモノマーの蛍光色素が、近傍に存在する、非標識ヌクレオチドモノマーのグアニン塩基との相互作用が発生する。この場合、標識シトシンヌクレオチドモノマーを使用するのが好適である。当該標識ヌクレオチドモノマーが取り込まれた重合体核酸自身、又は自身の鎖と二重鎖を形成する核酸(鋳型核酸若しくは新しく重合合成された核酸)の鎖中に、標識ヌクレオチドの塩基から1乃至3塩基離れて(当該対応塩基を1と数える。)、非標識グアニンヌクレオチドモノマーが存在すればよい。
この場合、蛍光色素の蛍光強度の減少量を測定することにより、本発明の特定塩基を測定することになる。
3) Interaction of fluorescent dye-labeled nucleotide monomer with fluorescent dye and guanine base When fluorescent dye-labeled nucleotide monomer is incorporated into polymerized nucleic acid, the fluorescent dye of the labeled nucleotide monomer is present in the vicinity. Interaction with guanine base occurs. In this case, it is preferred to use a labeled cytosine nucleotide monomer. 1 to 3 bases from the base of the labeled nucleotide in the polymer nucleic acid itself incorporating the labeled nucleotide monomer, or in the strand of the nucleic acid (template nucleic acid or newly polymerized nucleic acid) that forms a duplex with its own strand It is only necessary that an unlabeled guanine nucleotide monomer is present apart (counting the corresponding base as 1).
In this case, the specific base of the present invention is measured by measuring the amount of decrease in the fluorescence intensity of the fluorescent dye.

この場合の標識される蛍光色素としては、前記の蛍光色素がすべて利用できるのであるが、好ましいものは、FITC、EDANS、6-joe、TMR、Alexa 488、Alexa 532、BODIPY FL/C3、BODIPY R6G、BODIPY FL、Alexa532、BODIPY FL/C6、BODIPY TMR、5-FAM、BODIPY 493/503、BODIPY 564、BODIPY 581、R6G、TAMRA、x-Rhodamine等である。   As the fluorescent dye to be labeled in this case, all of the above-mentioned fluorescent dyes can be used, but preferred ones are FITC, EDANS, 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3, BODIPY R6G. BODIPY FL, Alexa532, BODIPY FL / C6, BODIPY TMR, 5-FAM, BODIPY 493/503, BODIPY 564, BODIPY 581, R6G, TAMRA, x-Rhodamine and the like.

4)蛍光色素とクエンチャー物質間の相互作用
上記2)の組み合わせにおいて、一方がクエンチャー物質の場合である。そしてクエンチャー物質はドナー色素の役割を、蛍光色素はアクセプターの役割を演じることになる。蛍光色素の蛍光強度の変化量(増加量)を測定して、本発明の特定核酸を測定することになる。
本方法で利用できるクエンチャー物質(別名として"蛍光消光物質"ともいう。)は、例えば、Dabcyl、QSY7(モルキュラー・プローブ社製)、QSY33(モルキュラー・プローブ社製)又はその誘導体、methyl viologen、N,N'-dimethyl-2,9-diazopyrenium等、好適にはDabcyl等を例示できる。
4) Interaction between fluorescent dye and quencher substance In the combination of 2) above, one is a quencher substance. The quencher substance plays the role of a donor dye, and the fluorescent dye plays the role of an acceptor. The specific nucleic acid of the present invention is measured by measuring the amount of change (increase) in the fluorescence intensity of the fluorescent dye.
Quencher substances (also called “fluorescence quenchers”) that can be used in this method include, for example, Dabcyl, QSY7 (Molecular Probes), QSY33 (Molecular Probes) or derivatives thereof, methyl viologen, N, N′-dimethyl-2,9-diazopyrenium and the like, preferably Dabcyl and the like can be exemplified.

5)標識核酸プライマーの標識物質と取り込まれた標識ヌクレオチドモノマーの標識物質との相互作用
この場合は、核酸中の特定塩基を測定するというより、標的核酸の特定部位の塩基の測定(判断、認識、検出)する方法である。例示すると、核酸の特定部位のシトシンがメチル化されているかどうかなどを簡便に検出するのに利用出来る。この場合の標識核酸プライマーの標識部位は、3'末端若しくはその近傍が好適である。
標識物質間の相互関係は、上記1)、2)又は4)の何れかでよい。核酸重合系に蛍光強度の変化があれば、プライマーの3'末端近傍に取り込まれた標識ヌクレオチドモノマーの塩基と水素結合できる塩基が鋳型核酸に存在することになる。
5) Interaction between the labeled substance of the labeled nucleic acid primer and the labeled substance of the incorporated labeled nucleotide monomer In this case, rather than measuring the specific base in the nucleic acid, the measurement (judgment and recognition) of the base at the specific site of the target nucleic acid ). For example, it can be used to easily detect whether cytosine at a specific site of a nucleic acid is methylated. In this case, the labeled site of the labeled nucleic acid primer is preferably the 3 ′ end or the vicinity thereof.
The interrelationship between the labeling substances may be either 1), 2) or 4) above. If there is a change in fluorescence intensity in the nucleic acid polymerization system, a base capable of hydrogen bonding with the base of the labeled nucleotide monomer incorporated near the 3 ′ end of the primer will be present in the template nucleic acid.

6)蛍光色素標識核酸プライマーの蛍光色素とプライマーの3'末端に新たに合成された重合核酸の、3'末端近傍に存在する非標識グアニン又は/及びシトシンの相互作用
本発明も上記5)と同じように、標的核酸の特定部位の塩基の判断、認識、検出する方法である。
蛍光色素と特定部位のグアニン又はシトシン間の相互関係は、上記3)と同じである。核酸重合系に蛍光強度の変化があれば、プライマーの3'末端に新たに合成された重合核酸であって、3'末端近傍にグアニン又は/及びシトシンが存在することになる。即ち、標的核酸にシトシン又は/及びシトシンが存在することになる。
6) Interaction between the fluorescent dye of the fluorescent dye-labeled nucleic acid primer and the unlabeled guanine or / and cytosine present in the vicinity of the 3 'end of the polymer nucleic acid newly synthesized at the 3' end of the primer. Similarly, it is a method for determining, recognizing and detecting a base at a specific site of a target nucleic acid.
The interrelationship between the fluorescent dye and guanine or cytosine at a specific site is the same as 3) above. If there is a change in fluorescence intensity in the nucleic acid polymerization system, it is a polymerized nucleic acid newly synthesized at the 3 ′ end of the primer, and guanine or / and cytosine are present near the 3 ′ end. That is, cytosine or / and cytosine exists in the target nucleic acid.

次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例において使用した、鋳型、プライマー、標識プライマー、は委託合成(つくばオリゴサービス(http://www.tos-bio.com)により入手した。
本実施例においては、標識ヌクレオチドモノマー、及び非標識ヌクレオチドモノマーのことを各々蛍光標識モノヌクレオチド、及び非標識モノヌクレオチドという。
又、本実施例では、蛍光キャラクター変化のことを、単に蛍光強度変化という。
Next, an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely. However, the present invention is not limited to these examples.
The template, primer, and labeled primer used in this example were obtained by commissioned synthesis (Tsukuba Oligo Service (http://www.tos-bio.com)).
In this example, the labeled nucleotide monomer and the unlabeled nucleotide monomer are referred to as a fluorescently labeled mononucleotide and an unlabeled mononucleotide, respectively.
In this embodiment, the change in the fluorescence character is simply referred to as the change in fluorescence intensity.

実施例1
配列番号1〜5に記載の合成オリゴヌクレオチドを鋳型とし、配列番号6をプライマーにして、プライマー伸長反応を行った。その際、dGTPをTexas Red(最大吸収波長/最大蛍光波長=593nm/612nm、Perkin Elmer、米国)で標識した、蛍光標識モノヌクレオチドを用いた。FRETの蛍光エネルギーのドナーとして、核酸結合色素であるYOYO-1(Molecular probes、米国)を用いた。又、DNAポリメラーゼは、修飾モノヌクレオチドの取り込み効率が高い、Vent (exo-) DNA Polymerase(New England Biolabs、米国)を用いた。以下の反応溶液を最終容量25μlになるよう調製し、94℃で15秒、60℃で15秒を1サイクルとし、15サイクル反応させた。
Example 1
A primer extension reaction was performed using the synthetic oligonucleotides described in SEQ ID NOs: 1 to 5 as templates and SEQ ID NO: 6 as primers. At that time, a fluorescently labeled mononucleotide obtained by labeling dGTP with Texas Red (maximum absorption wavelength / maximum fluorescence wavelength = 593 nm / 612 nm, Perkin Elmer, USA) was used. YOYO-1 (Molecular probes, USA), which is a nucleic acid binding dye, was used as a donor of FRET fluorescence energy. As the DNA polymerase, Vent (exo-) DNA Polymerase (New England Biolabs, USA) having high incorporation efficiency of the modified mononucleotide was used. The following reaction solution was prepared to a final volume of 25 μl, and the reaction was carried out for 15 cycles at 94 ° C. for 15 seconds and 60 ° C. for 15 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・2μM dATP
・2μM dCTP
・2μM dTTP
・1μM dGTP
・1μM Texas Red-5-dGTP
・1×YOYO−1
・200nM プライマー6
・40nM 合成一本鎖鋳型DNA 1−5
・0.25U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 2μM dATP
・ 2μM dCTP
・ 2μM dTTP
・ 1μM dGTP
・ 1μM Texas Red-5-dGTP
・ 1 x YOYO-1
200nM Primer 6
40nM synthetic single-stranded template DNA 1-5
・ 0.25U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

蛍光の検出にはスマートサイクラー(タカラバイオ株式会社、日本)を用いた。その際、FRETを検出するフィルターセットを用いた。すなわち、450−495nmで励起し、該システムにあるCh1(505−537nm)をYOYO-1の検出に、Ch4(605−800nm)をTexas Redの検出に用いた。   A smart cycler (Takara Bio Inc., Japan) was used for fluorescence detection. At that time, a filter set for detecting FRET was used. That is, excitation was performed at 450-495 nm, and Ch1 (505-537 nm) in the system was used for detection of YOYO-1, and Ch4 (605-800 nm) was used for detection of Texas Red.

それぞれの鋳型における、Ch1蛍光強度変化を図12に、Ch4蛍光強度変化を図13に示す。鋳型1及び鋳型非添加のブランクでは蛍光強度は変化せず、鋳型中のシトシンの数が増えるに従い、Ch4のTexas Redに対応する蛍光強度が増大した。
反応終了後に、鋳型中のシトシンの数と蛍光強度変化量をそれぞれX、Y軸にとりプロットした(図14)。鋳型1〜5の配列中に含まれるシトシンの数は、それぞれ0、1、3、6、11である。Texas Redの蛍光強度増加量は鋳型中のシトシンの数と相対的な関係があった。このように、核酸結合色素と蛍光標識モノヌクレオチド間のFRETを利用し、その蛍光強度変化量から、鋳型中のシトシンの数を定量可能なことが示された。
The change in Ch1 fluorescence intensity in each template is shown in FIG. 12, and the change in Ch4 fluorescence intensity is shown in FIG. The fluorescence intensity did not change in the template 1 and the blank with no template added, and the fluorescence intensity corresponding to Ch4 Texas Red increased as the number of cytosines in the template increased.
After completion of the reaction, the number of cytosines in the template and the amount of change in fluorescence intensity were plotted on the X and Y axes, respectively (FIG. 14). The numbers of cytosines contained in the sequences of templates 1 to 5 are 0, 1, 3, 6, and 11, respectively. The increase in the fluorescence intensity of Texas Red was related to the number of cytosines in the template. Thus, it was shown that the number of cytosines in the template can be quantified from the amount of change in fluorescence intensity using FRET between the nucleic acid binding dye and the fluorescently labeled mononucleotide.

実施例2
実施例1で使用した反応溶液中のTexas Red標識−dGTPを、ビオチン標識−dGTPに置き換えた実験系にてプライマー伸長反応を行った。反応終了後、ストレプトアビジン−Texas Red(Perkin Elmer米国)を添加し、室温で20分インキュベートした。その後、蛍光プレートリーダー(SpectraMax Genemi XS、モレキュラーデバイス、米国)で、励起波長495nmにおける、Texas Redの最大蛍光波長である612nmの蛍光強度値を測定した。鋳型中のシトシンの数と得られた蛍光強度値をそれぞれX、Y軸にとりプロットした(図15)。その結果、実施例1の結果と同様に、鋳型中のシトシンの数が増えるに従いTexas Redに相当する612nmの蛍光強度値が高い値を示した。このように、反応終了後の蛍光強度値から、鋳型中のシトシンの数を定量することが可能であることが明らかになった。
Example 2
Primer extension reaction was performed in an experimental system in which Texas Red labeled-dGTP in the reaction solution used in Example 1 was replaced with biotin labeled-dGTP. After completion of the reaction, streptavidin-Texas Red (Perkin Elmer USA) was added and incubated at room temperature for 20 minutes. Then, the fluorescence intensity value of 612 nm which is the maximum fluorescence wavelength of Texas Red at the excitation wavelength of 495 nm was measured with a fluorescence plate reader (SpectraMax Genemi XS, Molecular Device, USA). The number of cytosines in the template and the obtained fluorescence intensity values were plotted on the X and Y axes, respectively (FIG. 15). As a result, similar to the result of Example 1, the fluorescence intensity value at 612 nm corresponding to Texas Red increased as the number of cytosines in the template increased. Thus, it was revealed that the number of cytosines in the template can be quantified from the fluorescence intensity value after completion of the reaction.

実施例3
配列番号1〜5に記載の合成オリゴヌクレオチドを鋳型とし、配列番号6をプライマーに、プライマー伸長反応を行った。その際、チミンをTexas Redで標識した、蛍光標識ヌクレオチドを用いた。以下の反応溶液を最終容量25μlになるよう調製し、94℃で15秒、65℃で15秒を1サイクルとし、15サイクル反応させた。
Example 3
A primer extension reaction was performed using the synthetic oligonucleotides described in SEQ ID NOs: 1 to 5 as templates and SEQ ID NO: 6 as primers. At that time, fluorescently labeled nucleotides in which thymine was labeled with Texas Red were used. The following reaction solution was prepared so as to have a final volume of 25 μl, and the reaction was carried out for 15 cycles at 94 ° C. for 15 seconds and 65 ° C. for 15 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・2μM dATP
・2μM dCTP
・2μM dGTP
・1μM dTTP
・1μM Texas Red-5-dTTP
・1×YOYO−1
・200nM プライマー6
・40nM 合成一本鎖鋳型DNA 1−5
・0.25U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 2μM dATP
・ 2μM dCTP
・ 2μM dGTP
・ 1μM dTTP
・ 1μM Texas Red-5-dTTP
・ 1 x YOYO-1
200nM Primer 6
40nM synthetic single-stranded template DNA 1-5
・ 0.25U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

蛍光の検出にはスマートサイクラーを用いた。
それぞれの鋳型における、Ch4蛍光強度変化を図16に示す。すべての鋳型添加系でTexas Red-dTTP由来と考えられる蛍光強度が増加した。ここで、実施例1で得られた蛍光強度変化量を補正するため、実施例1で得られたCh4の蛍光強度変化量を、Texas Red-dTTPで得られた値で割った。得られた蛍光強度比と鋳型中のシトシンの数をプロットした(図17)。その結果、計算値と鋳型中のシトシンの数は相対的な関係を示した。鋳型間で同数含まれている塩基(ヌクレオチド)を利用して補正することで、より正確なシトシンの含量が測定できることが示された。
A smart cycler was used to detect fluorescence.
The change in Ch4 fluorescence intensity in each template is shown in FIG. The fluorescence intensity considered to be derived from Texas Red-dTTP increased in all template addition systems. Here, in order to correct the amount of change in fluorescence intensity obtained in Example 1, the amount of change in fluorescence intensity of Ch4 obtained in Example 1 was divided by the value obtained with Texas Red-dTTP. The obtained fluorescence intensity ratio and the number of cytosines in the template were plotted (FIG. 17). As a result, the calculated value and the number of cytosines in the template showed a relative relationship. It was shown that a more accurate cytosine content can be measured by correcting using the same number of bases (nucleotides) contained between the templates.

実施例4
配列番号7〜10に記載の合成オリゴヌクレオチドを鋳型とし、配列番号6をプライマーに、プライマー伸長反応を行った。その際、dCTPをFluorescein Chlorotriazinyl(最大吸収波長/最大蛍光波長=492nm/514nm、Perkin Elmer米国)で標識した、蛍光標識モノヌクレオチドを用いた。以下の反応溶液を最終容量20μlになるよう調製し、94℃で15秒、60℃で15秒を1サイクルとし、15サイクル反応させた。
Example 4
A primer extension reaction was performed using the synthetic oligonucleotides described in SEQ ID NOs: 7 to 10 as templates and SEQ ID NO: 6 as primers. At that time, a fluorescence-labeled mononucleotide obtained by labeling dCTP with Fluorescein Chlorotriazinyl (maximum absorption wavelength / maximum fluorescence wavelength = 492 nm / 514 nm, Perkin Elmer USA) was used. The following reaction solution was prepared so as to have a final volume of 20 μl. The reaction was carried out for 15 cycles at 94 ° C. for 15 seconds and 60 ° C. for 15 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・2μM dATP
・2μM Fluorescein Chlorotriazinyl-4-dCTP
・2μM dTTP
・2μM dGTP
・200nM プライマー 6
・40nM 合成一本鎖鋳型DNA 7−10
・0.25U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 2μM dATP
・ 2μM Fluorescein Chlorotriazinyl-4-dCTP
・ 2μM dTTP
・ 2μM dGTP
200nM Primer 6
40nM synthetic single-stranded template DNA 7-10
・ 0.25U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

蛍光の検出にはライトサイクラーシステムを用いた。その際、該システムにあるF1を蛍光検出に用いた。又、励起強度は75%に固定した。
反応終了後に、鋳型中のグアニンの数と蛍光強度変化量をそれぞれX、Y軸にとり、プロットした(図18)。F1の蛍光強度変化量は鋳型中のグアニンの数と相応的な関係にあった。このように、蛍光強度変化量から、鋳型中のグアニンの数を定量可能なことが示された。
A light cycler system was used to detect fluorescence. At that time, F1 in the system was used for fluorescence detection. The excitation intensity was fixed at 75%.
After completion of the reaction, the number of guanines in the template and the amount of change in fluorescence intensity were plotted on the X and Y axes, respectively (FIG. 18). The amount of change in fluorescence intensity of F1 was appropriately related to the number of guanines in the template. Thus, it was shown that the number of guanines in the template can be quantified from the amount of change in fluorescence intensity.

実施例5
配列番号11〜14に記載の合成オリゴヌクレオチドを鋳型とし、配列番号6に示したプライマーを用いて伸長反応を行った。以下の反応溶液を最終容量20μlになるよう調製し、95℃で15秒熱変性させた後、94℃で20秒、60℃で20秒を1サイクルとして50サイクルサーマルサイクリングを行った。
Example 5
Using the synthetic oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 11 to 14 as templates, an extension reaction was performed using the primers shown in SEQ ID NO: 6. The following reaction solution was prepared to a final volume of 20 μl, heat-denatured at 95 ° C. for 15 seconds, and then subjected to 50-cycle thermal cycling at 94 ° C. for 20 seconds and 60 ° C. for 20 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・50μM dNTPs
・200nM プライマー6
・0.2nM 合成一本鎖鋳型DNA 11−14
・0.25U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 50μM dNTPs
200nM Primer 6
0.2nM synthetic single-stranded template DNA 11-14
・ 0.25U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

反応終了後、反応溶液中の未反応のdNTPsとプライマーを除去するため、Microcon YM-10 10,000MW(ミリポア社、米国)で遠心した。上清に、下記の最終濃度となるよう試薬を添加し全量25μLに調製した。   After the reaction, in order to remove unreacted dNTPs and primers in the reaction solution, the reaction mixture was centrifuged with Microcon YM-10 10,000 MW (Millipore, USA). Reagents were added to the supernatant to the following final concentration to prepare a total volume of 25 μL.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・200nM プライマー15
・5μM dATP
・2μM dTTP
・2μM dGTP
・2μM Texas Red標識−dCTP
・1×YOYO−1
・0.25U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase buffer ・ 200 nM primer 15
・ 5μM dATP
・ 2μM dTTP
・ 2μM dGTP
2 μM Texas Red label-dCTP
・ 1 x YOYO-1
・ 0.25U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

調製した反応液を95℃で15秒熱変性させた後、94℃で20秒、60℃で20秒を1サイクルとして50サイクルサーマルサイクリングを行った。最終サイクルにおける蛍光強度値と鋳型中のシトシンの数を、各々、Y、X軸にとりプロットした(図19)。その結果、蛍光強度値から鋳型中のシトシンの量を予測可能であった。   The prepared reaction solution was heat-denatured at 95 ° C. for 15 seconds, and then subjected to 50-cycle thermal cycling with 94 ° C. for 20 seconds and 60 ° C. for 20 seconds as one cycle. The fluorescence intensity value in the final cycle and the number of cytosines in the template were plotted on the Y and X axes, respectively (FIG. 19). As a result, it was possible to predict the amount of cytosine in the template from the fluorescence intensity value.

実施例6
ユニバーサルメチル化DNA、ユニバーサル非メチル化DNA(Chemicon International、米国)を、コントロールDNAとして、用いて本手法を検証した。
購入したゲノムDNAを10μg宛、CpGenomeTM kit(Chemicon International社、米国)を用いてウラシル化(亜硫酸水素ナトリウム変換)した。続いて付属の使用説明書に準じ精製した。このように処理した修飾DNAに、下記の最終濃度となるよう試薬を添加し全量100μLに調製した。95℃で30秒熱変性後94℃で30秒、65℃で60秒を1サイクルとし、80サイクル反応させた。
Example 6
Universal methylated DNA, universal unmethylated DNA (Chemicon International, USA) was used as control DNA to validate this procedure.
The purchased genomic DNA was uracilized (converted to sodium bisulfite) using CpGenome ™ kit (Chemicon International, USA) addressed to 10 μg. Subsequently, purification was performed according to the attached instruction manual. Reagents were added to the modified DNA thus treated so as to have the following final concentration to prepare a total volume of 100 μL. Heat denaturation at 95 ° C. for 30 seconds, 94 ° C. for 30 seconds, and 65 ° C. for 60 seconds were performed for 80 cycles.

・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・20μM dATP
・20μM dGTP
・20μM dTTP
・20μM dCTP
・1.0μM プライマー 16(5'ビオチン化)
・1.0U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 20μM dATP
・ 20μM dGTP
・ 20μM dTTP
・ 20μM dCTP
-1.0 μM primer 16 (5 'biotinylation)
・ 1.0U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

ストレプトアビジンコートの磁気ビーズ(Dynabeads M-270 Streptavidin、Dynal)を洗浄バッファー(10mM Tris-HCl、pH7.5、1mM EDTA、2M NaCl)で洗浄し平衡化した。反応終了後の溶液にビーズを添加、混合し、室温で一時間反応させた。ビーズを洗浄バッファーで4回洗浄し、次に1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファーで4回平衡化後、この溶液に下記の最終濃度となるよう試薬を添加し全量100μLに調製した。95℃で15秒熱変性後、94℃で20秒、60℃で60秒を1サイクルとして80サイクル反応させた。   Streptavidin-coated magnetic beads (Dynabeads M-270 Streptavidin, Dynal) were washed and equilibrated with washing buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 2M NaCl). Beads were added to the solution after completion of the reaction, mixed, and reacted at room temperature for 1 hour. The beads were washed 4 times with a washing buffer and then equilibrated 4 times with a 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase-attached buffer, and then a reagent was added to the solution to the following final concentration to prepare a total volume of 100 μL. After heat denaturation at 95 ° C. for 15 seconds, the reaction was carried out for 80 cycles at 94 ° C. for 20 seconds and 60 ° C. for 60 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・20μM dATP
・20μM Fluorescein Chlorotriazinyl-4-dCTP
・20μM dTTP
・20μM dGTP
・1.0μM プライマー 17
・1.0U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 20μM dATP
・ 20μM Fluorescein Chlorotriazinyl-4-dCTP
・ 20μM dTTP
・ 20μM dGTP
・ 1.0 μM Primer 17
・ 1.0U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

蛍光の検出にはスマートサイクラーを用いた。ユニバーサルメチル化DNA添加系でCh1の蛍光強度が初期強度より30RFU減少した。一方、ユニバーサル非メチル化DNA添加系では蛍光強度はほとんど変化しなかった(3RFU)。このように、メチル化、非メチル化DNAを、蛍光強度の変化量により判別することが可能であった。当該変化量は、メチル化シトシンの数に対応するので、calibration curveからメチル化シトシンの数を測定出来る。   A smart cycler was used to detect fluorescence. The fluorescence intensity of Ch1 decreased by 30 RFU from the initial intensity in the universal methylated DNA addition system. On the other hand, the fluorescence intensity hardly changed in the universal unmethylated DNA addition system (3RFU). Thus, it was possible to discriminate methylated and unmethylated DNA from the amount of change in fluorescence intensity. Since the amount of change corresponds to the number of methylated cytosines, the number of methylated cytosines can be measured from the calibration curve.

実施例7
グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GSTP1)のプロモーター領域のメチル化レベルは、前立腺がんの指標となることが知られている。そこで、前立腺癌組織試料から抽出したDNAとメチル化コントロールDNAを用いて、癌組織試料のメチル化度について測定した。
癌組織試料から標準的なプロトコール(プロテイナーゼK、フェノール、クロロホルム)でDNAを抽出した。抽出したDNA、市販のユニバーサルメチル化DNA、ユニバーサル非メチル化DNA各々10μgを亜硫酸水素ナトリウム変換した。精製後、修飾DNAに下記の最終濃度となるよう試薬を添加し全量100μLに調製した。95℃で15秒熱変性、94℃で20秒、65℃で60秒を1サイクルとして80サイクル反応させた。
Example 7
It is known that the methylation level of the promoter region of glutathione-S-transferase (GSTP1) is an indicator of prostate cancer. Therefore, the degree of methylation of the cancer tissue sample was measured using DNA extracted from the prostate cancer tissue sample and methylated control DNA.
DNA was extracted from cancer tissue samples using standard protocols (proteinase K, phenol, chloroform). 10 μg each of the extracted DNA, commercially available universal methylated DNA, and universal unmethylated DNA was converted into sodium bisulfite. After purification, the reagent was added to the modified DNA to the following final concentration to prepare a total volume of 100 μL. Heat denaturation at 95 ° C. for 15 seconds, 94 ° C. for 20 seconds, and 65 ° C. for 60 seconds was performed for 80 cycles.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・20μM dATP
・20μM dGTP
・20μM dTTP
・20μM dCTP
・1.0μM プライマー 16
・1.0U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 20μM dATP
・ 20μM dGTP
・ 20μM dTTP
・ 20μM dCTP
1.0 μM primer 16
・ 1.0U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase

反応終了後、反応溶液中の未反応のdNTPsとプライマーを除去するため、Microcon YM-10 10,000MWで遠心した。上清に、下記の最終濃度となるよう試薬を添加し全量100μLに調製した。95℃で15秒熱変性後、94℃で20秒、60℃で60秒を1サイクルとして80サイクル反応させた。   After completion of the reaction, the reaction solution was centrifuged with Microcon YM-10 10,000 MW to remove unreacted dNTPs and primers. Reagents were added to the supernatant to the following final concentration to prepare a total volume of 100 μL. After heat denaturation at 95 ° C. for 15 seconds, the reaction was carried out for 80 cycles at 94 ° C. for 20 seconds and 60 ° C. for 60 seconds.

(反応溶液)
・1×Vent (exo-) DNA Polymerase付属バッファー
・10μM dATP
・5μM Texas Red-dGTP
・5μM dGTP
・10μM dTTP
・10μM dCTP
・1.0μM プライマー 17
・1.0U(単位) Vent (exo-) DNA Polymerase
・1×YOYO-1
(Reaction solution)
・ 1 × Vent (exo-) DNA Polymerase attached buffer ・ 10μM dATP
・ 5μM Texas Red-dGTP
・ 5μM dGTP
・ 10μM dTTP
・ 10μM dCTP
・ 1.0 μM Primer 17
・ 1.0U (unit) Vent (exo-) DNA Polymerase
・ 1 × YOYO-1

2度目のプライマー伸長反応で使用したプライマー17は、その3'側にCpG配列以外のCで、U(T)に変換される領域が入るように設計してある(実際には3'側から1、2、3、8、9、10、12、19、23番目)。従って、1回目のプライマー伸長反応で増幅したプライマー伸長産物のみが鋳型となり、ゲノムDNAは鋳型とならないように設計してある。   The primer 17 used in the second primer extension reaction is designed such that a region other than the CpG sequence is converted into U (T) on the 3 ′ side (actually from the 3 ′ side). 1, 2, 3, 8, 9, 10, 12, 19, 23). Therefore, the primer extension product amplified by the first primer extension reaction is used as a template, and genomic DNA is not used as a template.

蛍光の検出にはスマートサイクラーを用いた。ユニバーサルメチル化DNA添加系でTexas Red-dGTP由来と考えられるCh4の蛍光強度が初期強度から24RFU増加した。一方、ユニバーサル非メチル化DNA添加系は蛍光強度がほとんど変化しなかった。前立腺癌組織試料添加系では、初期強度と比較し20RFU増加した。このように、核酸中のメチル化シトシンの存在を、蛍光強度の変化量により判別することが可能であった。すべてのサンプルについて、既存のメチル化DNA測定法であるビスルファイトシーケンシング法でメチル化の割合を解析したところ、上記の結果を支持するデータを得た。すなわち、ユニバーサルメチル化DNA及び前立腺癌組織由来DNAのCpGのシトシンはそれぞれ約85%、80%がシトシンのままであり、ユニバーサル非メチル化DNAのシトシンはすべてチミンに変換されていた。このように、鋳型核酸中のメチル化シトシンの数を定量するためには、メチル化、非メチル化DNAをコントロールとして用い、比較することが有効であった。   A smart cycler was used to detect fluorescence. The fluorescence intensity of Ch4, which is considered to be derived from Texas Red-dGTP, increased 24 RFU from the initial intensity in the universal methylated DNA addition system. On the other hand, the fluorescence intensity of the universal unmethylated DNA addition system hardly changed. In the prostate cancer tissue sample addition system, there was an increase of 20 RFU compared to the initial intensity. Thus, the presence of methylated cytosine in the nucleic acid could be determined by the amount of change in fluorescence intensity. For all samples, the methylation ratio was analyzed by the bisulfite sequencing method, which is an existing methylated DNA measurement method, and data supporting the above results were obtained. That is, about 85% and 80% of cytosine of CpG of universal methylated DNA and prostate cancer tissue-derived DNA remained cytosine, respectively, and all cytosine of universal unmethylated DNA was converted to thymine. Thus, in order to quantify the number of methylated cytosines in the template nucleic acid, it was effective to compare using methylated and unmethylated DNA as a control.

配列番号1
5'-atgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgagtgtgtgtgtgtgtgtgtgtacggtctacactgtcgag-3'
配列番号2
5'-atgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgagtgcgtgtgtgtgtgtgtgtacggtctacactgtcgag-3'
配列番号3
5'-atgtgtgtgtgtgcgtgtgtgtgtgagtgcgtgtgtgtgtgtgtgcacggtctacactgtcgag-3'
配列番号4
5'-atgtgcgtgtgtgcgtgtgtgcgtgagtgcgtgtgtgcgtgtgtgcacggtctacactgtcgag-3'
配列番号5
5'-atgcgtgcgtgcgtgcgtgcgtgcgagcgtgcgtgcgtgcgtgcgtacggtctacactgtcgag-3'
SEQ ID NO: 1
5'-atgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgagtgtgtgtgtgtgtgtgtgtacggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 2
5'-atgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgagtgcgtgtgtgtgtgtgtgtacggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 3
5'-atgtgtgtgtgtgcgtgtgtgtgtgagtgcgtgtgtgtgtgtgtgcacggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 4
5'-atgtgcgtgtgtgcgtgtgtgcgtgagtgcgtgtgtgcgtgtgtgcacggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 5
5'-atgcgtgcgtgcgtgcgtgcgtgcgagcgtgcgtgcgtgcgtgcgtacggtctacactgtcgag-3 '

配列番号6
5'-ctcgacagtgtagaccg-3'
配列番号7
5'-gtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatcccggtctacactgtcgag-3'
配列番号8
5'-cacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccccggtctacactgtcgag-3'
配列番号9
5'-ccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccacccccggtctacactgtcgag-3'
配列番号10
5'-ccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccacccccggtctacactgtcgag-3'
SEQ ID NO: 6
5'-ctcgacagtgtagaccg-3 '
SEQ ID NO: 7
5'-gtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatgtatcccggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 8
5'-cacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccacctccgcctccccggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 9
5'-ccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccaccccctcccccgccccctcccccacccccggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 10
5'-ccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccaccccctcccccccccccctcccccacccccggtctacactgtcgag-3 '

配列番号11
5'-tcagctgagtccatgtaaggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggcggtctacactgtcgag-3'
配列番号12
5'-tcagctgagtccatgtaaggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggtctacactgtcgag-3'
配列番号13
5'-tcagctgagtccatgtaaggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggcggtctacactgtcgag-3'
配列番号14
5'-tcagctgagtccatgtaacggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggtctacactgtcgag-3'
配列番号15
5'-tcagctgagtccatgtaa-3'
SEQ ID NO: 11
5'-tcagctgagtccatgtaaggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggcggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 12
5'-tcagctgagtccatgtaaggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggggggggggggggcggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 13
5'-tcagctgagtccatgtaaggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggggggcggggcggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 14
5'-tcagctgagtccatgtaacggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggtctacactgtcgag-3 '
SEQ ID NO: 15
5'-tcagctgagtccatgtaa-3 '

配列番号16
5'-tccctaccaaacacatactcctacct-3'
配列番号17
5'-tgttgtttgtttattttttaggttt-3'
SEQ ID NO: 16
5'-tccctaccaaacacatactcctacct-3 '
SEQ ID NO: 17
5'-tgttgtttgtttattttttaggttt-3 '

本発明により、数百塩基対からなる核酸中の特定塩基、特にメチル化シトシン及びシトシン等を、短時間、簡便、且つ優れた感度で、特異的に正確に測定することが可能になり、発ガン機作の解明、制癌剤の開発を促進するものである。   The present invention makes it possible to specifically and accurately measure specific bases in nucleic acids consisting of several hundred base pairs, particularly methylated cytosine and cytosine, in a short time, simply and with excellent sensitivity. It promotes the elucidation of cancer mechanisms and the development of anticancer drugs.

発明1の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the invention. 発明1における特定塩基(シトシン)の数と測定された蛍光キャラクター変化量の相関を説明する図である。It is a figure explaining the correlation of the number of the specific bases (cytosine) in Invention 1, and the measured fluorescence character variation | change_quantity. 発明2の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the invention 2. 発明2の対照実験の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the control experiment of the invention 2. 発明2におけるチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。It is a figure explaining the correlation of the number of the chilled cytosine in invention 2, and the measured fluorescence variation | change_quantity.

発明3の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the invention 3. 発明3の対照実験の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the control experiment of the invention 3. 発明3におけるメチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。It is a figure explaining the correlation of the number of methylated cytosines in the invention 3, and the measured fluorescence variation | change_quantity. 発明4の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the invention 4. 発明4の対照実験の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of the control experiment of invention.

発明4におけるメチル化シトシンの数と測定された蛍光変化量の相関を説明する図である。It is a figure explaining the correlation of the number of methylated cytosines in the invention 4, and the measured fluorescence variation | change_quantity. 種々の数のシトシンを含む核酸を鋳型として、本発明の核酸重合反応を行った場合における反応過程の蛍光強度をモニタリングした例を示す図である。It is a figure which shows the example which monitored the fluorescence intensity of the reaction process in the case of performing the nucleic acid polymerization reaction of this invention using the nucleic acid containing various numbers of cytosines as a template. 種々の数のシトシンを含む核酸を鋳型として、本発明の核酸重合反応を行った場合における反応過程の蛍光強度をモニタリングした例を示す図である。It is a figure which shows the example which monitored the fluorescence intensity of the reaction process in the case of performing the nucleic acid polymerization reaction of this invention using the nucleic acid containing various numbers of cytosines as a template. 鋳型核酸中のシトシン数と蛍光強度変化量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the cytosine number in a template nucleic acid, and fluorescence intensity variation | change_quantity. 鋳型核酸中のシトシン数と蛍光強度変化量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the cytosine number in a template nucleic acid, and fluorescence intensity variation | change_quantity.

種々の数のシトシンを含む核酸を鋳型として、本発明の核酸重合反応を行った場合における反応過程の蛍光強度をモニタリングした例を示す図である。It is a figure which shows the example which monitored the fluorescence intensity of the reaction process in the case of performing the nucleic acid polymerization reaction of this invention using the nucleic acid containing various numbers of cytosines as a template. 鋳型核酸中のシトシン数と蛍光強度変化量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the cytosine number in a template nucleic acid, and fluorescence intensity variation | change_quantity. 鋳型核酸中のグアニン数と蛍光強度変化量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the number of guanines in a template nucleic acid, and a fluorescence intensity variation | change_quantity. 鋳型核酸中のシトシン数と蛍光強度変化量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the cytosine number in a template nucleic acid, and fluorescence intensity variation | change_quantity.

Claims (7)

次の手順を含むことを特徴とする核酸中の特定塩基の測定方法。
1)下記の核酸重合系で核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、得られた測定値に基づいて、核酸中の特定塩基を測定する。
核酸重合系:以下の成分を含む:
(A)鋳型としての標的核酸、
(B)(a)蛍光色素、又は(c)蛍光色素を含有する免疫関連物質で標識された、上記特定塩基と塩基対を形成する塩基の標識ヌクレオチドモノマー、
(C)フォワードプライマー及びリバースプライマーのどちらか一方のプライマー
D)少なくとも一種の核酸合成酵素、及び
(E)核酸に結合することで蛍光を発し、かつ、上記蛍光色素とFRET現象を起こしうる核酸特異的蛍光色素
The measuring method of the specific base in the nucleic acid characterized by including the following procedure.
1) performs one or more times a nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system below, by measuring the fluorescence character change or variation before and after the nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system, based on the measurement values obtained, in a nucleic acid The specific base is measured.
Nucleic acid polymerization system: Contains the following components:
(A) a target nucleic acid as a template,
(B) (a) a fluorescent dye, or (c) labeled with immune-related substance containing a fluorescent color element, labeled nucleotide monomers bases which form the specific base and base pair,
(C) One of the forward primer and the reverse primer ,
( D) at least one nucleic acid synthase , and
(E) A nucleic acid-specific fluorescent dye that emits fluorescence by binding to a nucleic acid and can cause a FRET phenomenon with the fluorescent dye .
次の手順を含むことを特徴とする核酸中のグアニン塩基の測定方法。
1)下記の核酸重合系で核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、得られた測定値に基づいて、核酸中のグアニン塩基を測定する。
核酸重合系:以下の成分を含む:
(A)鋳型としての標的核酸、
(B)(a)グアニン塩基との相互作用により蛍光消光する蛍光色素、又は(c)グアニン塩基との相互作用により蛍光消光する蛍光色素を含有する免疫関連物質で標識された、標識シトシンヌクレオチドモノマー、
(C)フォワードプライマー及びリバースプライマーのどちらか一方のプライマー、及び
(D)少なくとも一種の核酸合成酵素。
A method for measuring a guanine base in a nucleic acid, comprising the following procedure.
1) performs one or more times a nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system below, by measuring the fluorescence character change or variation before and after the nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system, based on the measurement values obtained, in a nucleic acid Measure guanine base.
Nucleic acid polymerization system: Contains the following components:
(A) a target nucleic acid as a template,
(B) (a) labeled with a fluorescent quencher fluorescent dye, or (c) an immune-related substance containing a fluorescent color element for fluorescence quenching by interaction with guanine nucleotide by interacting with guanine nucleotide, labeled cytosine Nucleotide monomers,
(C) One of a forward primer and a reverse primer, and (D) at least one nucleic acid synthase.
次の手順を含むことを特徴とする核酸中のメチル化シトシンの測定方法。
1)鋳型としての標的核酸中の非メチル化シトシンをウラシル化処理する。
)下記の核酸重合系で核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、得られた測定値に基づいて、核酸中のメチル化シトシンを測定する。
核酸重合系:以下の成分を含む:
(A)上記ウラシル化処理された標的核酸、
(B)(a)蛍光色素、又は(c)蛍光色素を含有する免疫関連物質で標識された、標識グアニンヌクレオチドモノマー、
(C)フォワードプライマー及びリバースプライマーのどちらか一方のプライマー
D)少なくとも一種の核酸合成酵素、及び
(E)核酸に結合することで蛍光を発し、かつ、上記蛍光色素とFRET現象を起こしうる核酸特異的蛍光色素
A method for measuring methylated cytosine in a nucleic acid, comprising the following procedure.
1) Unmethylated cytosine in the target nucleic acid as a template is uracilized.
2) performs one or more times a nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system below, by measuring the fluorescence character change or variation before and after the nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system, based on the measurement values obtained, in a nucleic acid Methylated cytosine is measured.
Nucleic acid polymerization system: Contains the following components:
(A) the target nucleic acid treated with uracilation ,
(B) (a) a fluorescent dye, or (c) labeled with immune-related substance containing a fluorescent color element, labeled guanine nucleotide monomer,
(C) One of the forward primer and the reverse primer ,
( D) at least one nucleic acid synthase , and
(E) A nucleic acid-specific fluorescent dye that emits fluorescence by binding to a nucleic acid and can cause a FRET phenomenon with the fluorescent dye .
次の手順を含むことを特徴とする核酸中のメチル化シトシンの測定方法。
1)鋳型としての標的核酸中の非メチル化シトシンをウラシル化処理する。
)下記の核酸重合系で核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、得られた測定値に基づいて、核酸中のメチル化シトシンを測定する。
核酸重合系:以下の成分を含む:
(A)上記ウラシル化処理された標的核酸、
(B)(a)蛍光色素、又は(c)蛍光色素を含有する免疫関連物質で標識された、標シトシンヌクレオチドモノマー又は標識グアニンヌクレオチドモノマー
(C)一対のプライマー
D)少なくとも一種の核酸合成酵素、及び
(E)核酸に結合することで蛍光を発し、かつ、上記蛍光色素とFRET現象を起こしうる核酸特異的蛍光色素
A method for measuring methylated cytosine in a nucleic acid, comprising the following procedure.
1) Unmethylated cytosine in the target nucleic acid as a template is uracilized.
2) performs one or more times a nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system below, by measuring the fluorescence character change or variation before and after the nucleic acid polymerization reaction in a nucleic acid polymerization system, based on the measurement values obtained, in a nucleic acid Methylated cytosine is measured.
Nucleic acid polymerization system: Contains the following components:
(A) the target nucleic acid treated with uracilation ,
(B) (a) a fluorescent dye, or (c) labeled with immune-related substance containing a fluorescent color element,-labeled cytosine nucleotide monomers or labeled guanine nucleotide monomer,
(C) a pair of primers,
( D) at least one nucleic acid synthase , and
(E) A nucleic acid-specific fluorescent dye that emits fluorescence by binding to a nucleic acid and can cause a FRET phenomenon with the fluorescent dye .
次の手順を含むことを特徴とする核酸中のメチル化シトシンの測定方法。
1)鋳型としての標的核酸中の非メチル化シトシンをウラシル化処理する。
)次の核酸重合系IIIで核酸重合反応を一回若しくは複数回行う。
核酸重合系III:以下の成分を含む:
(A)鋳型として標的核酸、
(B)非標識ヌクレオチドモノマー、
(C)フォワードプライマー及びリバースプライマーのどちらか一方、及び
(D)少なくとも一種の核酸合成酵素
)次の核酸重合系IVで核酸重合反応を一回若しくは複数回行い、核酸重合系の核酸重合反応前後の蛍光キャラクター変化又は変化量を測定し、得られた測定値に基づいて、核酸中のメチル化シトシンを測定する。
核酸重合系IV:
(A)前記の核酸重合液IIIで重合合成された核酸
(B)蛍光色素で標識された、標識シトシンヌクレオチドモノマー、
(C)フォワードプライマー及びリバースプライマーうちの核酸重合系IIIで使用しない方。
(D)少なくとも一種の核酸合成酵素、及び
(E)核酸に結合することで蛍光を発し、かつ、上記蛍光色素とFRET現象を起こしうる核酸特異的蛍光色素
A method for measuring methylated cytosine in a nucleic acid, comprising the following procedure.
1) Unmethylated cytosine in the target nucleic acid as a template is uracilized.
2 ) The nucleic acid polymerization reaction is performed once or a plurality of times in the next nucleic acid polymerization system III.
Nucleic acid polymerization system III: Contains the following components:
(A) a target nucleic acid as a template,
(B ) an unlabeled nucleotide monomer,
(C) off O either one of word Dopuraima over及 beauty reverse primer, and (D) at least one nucleic acid-synthesizing enzyme.
3 ) In the next nucleic acid polymerization system IV, the nucleic acid polymerization reaction is performed once or multiple times, and the fluorescence character change or change amount before and after the nucleic acid polymerization reaction of the nucleic acid polymerization system is measured. Based on the obtained measurement value, The methylated cytosine is measured.
Nucleic acid polymerization system IV:
(A) 2 ) the nucleic acid polymerized and synthesized in the nucleic acid polymerization solution III (B) a labeled cytosine nucleotide monomer labeled with a fluorescent dye ,
(C) those who are not used in full O word Dopuraima over及 beauty reverse primer U Chino nucleic acid polymerization system III.
(D) at least one nucleic acid synthase, and
(E) A nucleic acid-specific fluorescent dye that emits fluorescence by binding to a nucleic acid and can cause a FRET phenomenon with the fluorescent dye .
プライマーとしてビオチン化プライマーを用いて、鋳型核酸としての標的核酸の核酸重合を行うものである請求項1から5のいずれか1項に記載の核酸中の特定塩基を測定する方法。 The method for measuring a specific base in a nucleic acid according to any one of claims 1 to 5, wherein a biotinylated primer is used as a primer to perform nucleic acid polymerization of a target nucleic acid as a template nucleic acid. 核酸重合系が、更に(B')非標識ヌクレオチドモノマーを含む請求項1から4のいずれか1項に記載の標的核酸中の特定塩基の測定方法。 The method for measuring a specific base in a target nucleic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the nucleic acid polymerization system further comprises (B ') an unlabeled nucleotide monomer.
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