JP5223267B2 - Gene amplification product recovery method and gene amplification product recovery kit - Google Patents

Gene amplification product recovery method and gene amplification product recovery kit Download PDF

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Description

本発明は、遺伝子増幅産物の回収方法および遺伝子増幅産物の回収キットに関する。   The present invention relates to a method for recovering gene amplification products and a kit for recovering gene amplification products.

遺伝子工学の発展に伴い、ポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase Chain Reaction)(以下、「PCR反応」という)法を始めとする遺伝子増幅法が盛んに用いられている。遺伝子増幅法を用いて、増幅されたポリヌクレオチドは、制限酵素反応、シークエンス法など、ポリヌクレオチドの使用目的により、未反応の原料や酵素の除去やバッファー置換が必要となる。   With the development of genetic engineering, gene amplification methods such as the polymerase chain reaction (hereinafter referred to as “PCR reaction”) method are actively used. The polynucleotide amplified by the gene amplification method requires removal of unreacted raw materials and enzymes and buffer replacement depending on the purpose of use of the polynucleotide, such as restriction enzyme reaction and sequencing method.

実際にどのような処理をするかについては、ポリヌクレオチドの使用目的により処理方法を適宜選択する必要がある。処理方法の一つにゲルろ過法がある。ゲルろ過法では、増幅されたポリヌクレオチドを、ゲルを充填したカラム内を通過させる。これにより、目的分子量のポリヌクレオチドを分取することができる。また、フィルターカラムろ過法が知られている。フィルターカラムろ過法では、カラム内に設けたフィルターで、ポリヌクレオチドを捕捉する。フィルターを洗浄した後に、ポリヌクレオチドを再抽出する。このため、未反応物の除去率が高い。   As to what kind of treatment is actually performed, it is necessary to appropriately select a treatment method according to the purpose of use of the polynucleotide. One of the processing methods is gel filtration. In gel filtration, the amplified polynucleotide is passed through a column packed with gel. Thereby, the polynucleotide of the target molecular weight can be fractionated. Moreover, the filter column filtration method is known. In the filter column filtration method, the polynucleotide is captured by a filter provided in the column. After the filter is washed, the polynucleotide is re-extracted. For this reason, the removal rate of unreacted substances is high.

しかし、ろ過を用いる方法は、遠心機などの大型装置を必要とする。このため、装置構成が大型化するという問題がある。また、ゲルやフィルターに捕捉されない分子量の小さいポリヌクレオチドは回収できないという問題がある。   However, the method using filtration requires a large apparatus such as a centrifuge. For this reason, there exists a problem that an apparatus structure becomes large. In addition, there is a problem that a polynucleotide having a small molecular weight that is not captured by a gel or a filter cannot be recovered.

このような問題を解決するためにろ過を用いる方法以外の方法が開発されている。例えば、ポリヌクレオチドを静電的に吸着して回収する方法や、ビオチン化したプライマーを用い、ストレプトアビジンを固定化した担体で捕捉する方法(例えば、特許文献1、2参照)などが知られている。
特開2007−89446号公報 特表2004−500062号公報
In order to solve such problems, methods other than the method using filtration have been developed. For example, a method of electrostatically adsorbing and recovering a polynucleotide, a method of capturing with a carrier immobilized with streptavidin using a biotinylated primer (for example, see Patent Documents 1 and 2), etc. are known. Yes.
JP 2007-89446 A Special table 2004-500062 gazette

上記特許文献1、2に記載されているようにビオチン化プライマーを用いる方法は、センス鎖および/またはアンチセンス鎖を単離することはできる。しかし、ビオチン−アビジンの結合は強固である。このため、得られたポリヌクレオチドを遊離・回収することはできない。したがって、得られたポリヌクレオチドを用いて、一塩基多型を検出するための一塩基伸長反応のような酵素反応に用いることができない。   As described in Patent Documents 1 and 2, the method using a biotinylated primer can isolate the sense strand and / or the antisense strand. However, the biotin-avidin bond is strong. For this reason, the obtained polynucleotide cannot be released / recovered. Therefore, the obtained polynucleotide cannot be used for an enzyme reaction such as a single base extension reaction for detecting a single nucleotide polymorphism.

また、mRNAの回収方法として、標的ポリヌクレオチド中のpolyA配列を、回収用ポリヌクレオチドとしてpolyT配列を用いる手法が、一般的に知られている。この手法では、回収効率は、標的ポリヌクレオチドと回収用ポリヌクレオチドとのハイブリダイズ効率とビオチン−ストレプトアビジン結合効率とが掛かる。このため、回収効率が極めて低いという問題がある。特に、標的ポリヌクレオチドとビオチン標識polyTとのハイブリダイズ効率は、低い。このため、ビオチン標識polyTの添加量を増加すると、未反応のビオチン標識polyTがストレプトアビジンと反応する。この結果、回収効率は向上しない。   In addition, as a method for recovering mRNA, a method using a polyA sequence in a target polynucleotide and a polyT sequence as a recovery polynucleotide is generally known. In this method, the recovery efficiency depends on the hybridization efficiency between the target polynucleotide and the recovery polynucleotide and the biotin-streptavidin binding efficiency. For this reason, there exists a problem that collection | recovery efficiency is very low. In particular, the hybridization efficiency between the target polynucleotide and biotin-labeled polyT is low. For this reason, when the addition amount of biotin-labeled polyT is increased, unreacted biotin-labeled polyT reacts with streptavidin. As a result, the collection efficiency is not improved.

また、標的ポリヌクレオチドと回収用ポリヌクレオチドとのハイブリダイズに、A−T水素結合よりも結合力が強いG−C水素結合を用いた場合には、Tm(melting temperature)値が上がる。このため、標的ポリヌクレオチドの遊離・回収が困難になる。   Further, when a GC hydrogen bond having a stronger binding force than an AT hydrogen bond is used for hybridization between the target polynucleotide and the recovery polynucleotide, the Tm (melting temperature) value increases. For this reason, it becomes difficult to release and recover the target polynucleotide.

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、遺伝子増幅産物を、選択的かつ高効率に回収する方法および回収キットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method and a recovery kit for selectively and efficiently recovering a gene amplification product.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討をした結果、本発明を完成した。本発明では、まず、タグ配列を含むフォワードプライマーとこのタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーとを用いて標的ポリヌクレオチドを増幅することで、一本鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む標的ポリヌクレオチドが得られる。これにより、標的ポリヌクレオチドと回収用ポリヌクレオチドのハイブリダイズ効率を向上できる。この結果、標的ポリヌクレオチドの回収効率が向上する。すなわち、本発明は、以下のとおりである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. In the present invention, first, a target polynucleotide is amplified using a forward primer containing a tag sequence and a reverse primer containing a sequence complementary to the tag sequence, so that the same nucleotide sequence is present at both ends of the single strand. A target polynucleotide comprising the tag sequence is obtained. Thereby, the hybridization efficiency of the target polynucleotide and the recovery polynucleotide can be improved. As a result, the recovery efficiency of the target polynucleotide is improved. That is, the present invention is as follows.

本発明の遺伝子増幅産物の回収方法は、センス鎖の両端に同一の塩基配列である第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に同一の塩基配列である第2のタグ配列とを含む標的ポリヌクレオチドを増幅する第1の工程と、前記第1のタグ配列および/または第2のタグ配列と相補的な塩基配列を含む回収用ポリヌクレオチドに、前記標的ポリヌクレオチドを、第1のタグ配列および/または第2のタグ配列を介して固定する第2の工程とを含む、二本鎖核酸の遺伝子増幅産物からセンス鎖および/またはアンチセンス鎖を回収する、遺伝子増幅産物の回収方法である。   The gene amplification product recovery method of the present invention comprises a target comprising a first tag sequence having the same base sequence at both ends of the sense strand and a second tag sequence having the same base sequence at both ends of the antisense strand. A first step of amplifying the polynucleotide; and a recovery polynucleotide comprising a base sequence complementary to the first tag sequence and / or the second tag sequence; And / or a second step of fixing via a second tag sequence, wherein the sense strand and / or antisense strand is recovered from the gene amplification product of the double-stranded nucleic acid. .

前記第2の工程後に、前記固定化された前記標的ポリヌクレオチドを遊離・回収する第3の工程を含んでいてもよい。   After the second step, a third step of releasing and recovering the immobilized target polynucleotide may be included.

標的ポリヌクレオチドの増幅は、タグ配列を含むフォワードプライマーと、このタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーとを用いて行う。   Amplification of the target polynucleotide is performed using a forward primer containing a tag sequence and a reverse primer containing a sequence complementary to the tag sequence.

センス鎖の両端に設けられた第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に設けられた第2のタグ配列とが、同一の塩基配列または異なる塩基配列であってもよい。   The first tag sequence provided at both ends of the sense strand and the second tag sequence provided at both ends of the antisense strand may be the same base sequence or different base sequences.

前記回収用ポリヌクレオチドは、担体に固定化されているとよい。また、前記回収用ポリヌクレオチドには標識が結合されており、前記担体には、この標識と特異的に親和性のある物質が固定化されていてもよい。前記担体が磁性微粒子であると好ましい。前記タグ配列と前記回収用ポリヌクレオチドとは、非天然型核酸を含むとよい。   The collection polynucleotide may be immobilized on a carrier. In addition, a label may be bound to the recovery polynucleotide, and a substance having specific affinity for the label may be immobilized on the carrier. The carrier is preferably magnetic fine particles. The tag sequence and the recovery polynucleotide may include a non-natural nucleic acid.

本発明の遺伝子増幅産物の回収キットは、標的ポリヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖においてそれぞれの両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む遺伝子増幅産物の回収キットであって、前記タグ配列を含むフォワードプライマーと、前記タグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、前記タグ配列に相補的な配列を含む回収用ポリヌクレオチドとを含む。また、回収用ポリヌクレオチドは、担体に固定化されていてもよい。 The gene amplification product recovery kit of the present invention is a gene amplification product recovery kit comprising a tag sequence that is the same base sequence at both ends in the sense strand and the antisense strand of a target polynucleotide, wherein the tag sequence is comprising comprising a forward primer, a reverse primer comprising a sequence complementary to the tag sequence, and a recovery polynucleotide comprising a phase complementary sequence to said tag sequence. In addition, the recovery polynucleotide may be immobilized on a carrier.

本発明では、タグ配列を含むフォワードプライマーとこのタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーとを用いて標的ポリヌクレオチドを増幅することで、一本鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む標的ポリヌクレオチドが得られる。一本鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列が存在する。このため、回収用ポリヌクレオチドとハイブリダイズする確率が増加する。この結果、標的ポリヌクレオチドの回収効率が向上する。   In the present invention, a target polynucleotide is amplified using a forward primer containing a tag sequence and a reverse primer containing a sequence complementary to the tag sequence, so that the tag sequence has the same base sequence at both ends of a single strand. A target polynucleotide comprising is obtained. A tag sequence having the same base sequence exists at both ends of a single strand. For this reason, the probability of hybridizing with the polynucleotide for collection increases. As a result, the recovery efficiency of the target polynucleotide is improved.

また、本発明では、標的ポリヌクレオチドを、ビオチン−アビジン結合を用いて捕捉しない。この結果、得られたポリヌクレオチドを容易に遊離・回収することができる。   In the present invention, the target polynucleotide is not captured using a biotin-avidin bond. As a result, the obtained polynucleotide can be easily released and recovered.

本発明の遺伝子増幅産物の回収方法では、(1)相補的なタグ配列を含む2種類のプライマーを用いて、センス鎖の両端に同一の塩基配列である第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に同一の塩基配列である第2のタグ配列とを含む標的ポリヌクレオチドを増幅する工程と、(2)増幅した標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドに固定する工程とを含む。また、(3)固定化された標的ポリヌクレオチドを遊離・回収する工程を含んでもよい。また、本発明の遺伝子増幅産物の回収キットは、上記工程を確実に行うためのキットである。以下に、上記の工程を図面を用いて説明する。図1は、相補的なタグ配列を含む2種類のプライマーを用いて、1本鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む標的ポリヌクレオチドを増幅する工程を説明する概念図である。図2は、増幅した標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドに固定する工程と、標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドに固定する工程とを説明する工程図である。
In the method for recovering a gene amplification product of the present invention, (1) a first tag sequence having the same base sequence at both ends of a sense strand and two antisense strands using two types of primers containing complementary tag sequences And a step of amplifying a target polynucleotide comprising a second tag sequence having the same base sequence at both ends of the DNA, and (2) a step of immobilizing the amplified target polynucleotide to a recovery polynucleotide. Further, (3) a step of releasing / recovering the immobilized target polynucleotide may be included. The gene amplification product collection kit of the present invention is a kit for reliably performing the above-described steps. Hereinafter, the above steps will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a process of amplifying a target polynucleotide containing a tag sequence having the same base sequence at both ends of a single strand using two types of primers containing complementary tag sequences. FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of fixing the amplified target polynucleotide to the recovery polynucleotide and a process of fixing the target polynucleotide to the recovery polynucleotide.

(第1の工程)
図1に示すように、第1の工程では、標的部位1を有する核酸を、タグ配列2を有するフォワードプライマー3と、タグ配列2に相補的な配列3を含むリバースプライマー5とを用いて、PCR反応を行う。得られた標的ポリヌクレオチドのセンス鎖6はその両端に「AAAAA」の第1のタグ配列2を含む。一方、アンチセンス鎖7は、その両端に、タグ配列2に相補的な「TTTTT」の第2のタグ配列4を含んでいる。
(First step)
As shown in FIG. 1, in the first step, a nucleic acid having a target site 1 is converted into a forward primer 3 having a tag sequence 2 and a reverse primer 5 having a sequence 3 complementary to the tag sequence 2. Perform PCR reaction. The sense strand 6 of the obtained target polynucleotide contains the first tag sequence 2 of “AAAAA” at both ends thereof. On the other hand, the antisense strand 7 includes a second tag sequence 4 of “TTTTTT” complementary to the tag sequence 2 at both ends thereof.

[標的ポリヌクレオチド]
本発明で標的ポリヌクレオチドの対象となる核酸は、特に制限はなく、細胞などから抽出されるゲノムDNAやゲノムDNAから酵素反応を利用して目的領域を増幅したものを用いることができる。目的領域を増幅する場合、目的領域の増幅方法は、特に制限はなく、公知の増幅方法を用いることができる。好ましい増幅方法は、耐熱性DNAポリメラーゼを用いる、PCR反応である。
[Target polynucleotide]
The nucleic acid that is the target of the target polynucleotide in the present invention is not particularly limited, and genomic DNA extracted from cells or the like, and those obtained by amplifying a target region using an enzymatic reaction from genomic DNA can be used. When amplifying the target region, the method for amplifying the target region is not particularly limited, and a known amplification method can be used. A preferred amplification method is a PCR reaction using a thermostable DNA polymerase.

標識ポリヌクレオチドとして使用するのは、二本鎖核酸の遺伝子増幅産物から得られる、センス鎖、アンチセンス鎖、あるいはセンス鎖およびアンチセンス鎖のいずれでもよい。これらのいずれを用いるかは、標識ポリヌクレオチドの使用目的により異なる。   The labeled polynucleotide may be a sense strand, an antisense strand, or a sense strand and an antisense strand obtained from a gene amplification product of a double-stranded nucleic acid. Which of these is used depends on the intended use of the labeled polynucleotide.

[プライマー]
本発明で使用するプライマーは、目的領域を増幅でき、かつ回収用ポリヌクレオチドに捕捉されるタグ配列を含むものであればよい。アンチ鎖またはアンチセンス鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列を設けるためには、フォワードプライマーとリバースプライマーのタグ配列は、相補的でなければならない。図1の例では、フォワードプライマーは、「AAAAA」の第1のタグ配列2を含む。一方、リバースプライマーは、第1のタグ配列2に相補的な「TTTTT」の第2のタグ配列3を含んでいる。
[Primer]
The primer used in the present invention may be any primer that can amplify the target region and includes a tag sequence captured by the polynucleotide for recovery. In order to provide a tag sequence that is the same base sequence at both ends of the anti-strand or antisense strand, the tag sequence of the forward primer and the reverse primer must be complementary. In the example of FIG. 1, the forward primer includes the first tag sequence 2 of “AAAAA”. On the other hand, the reverse primer includes a second tag sequence 3 of “TTTTTT” complementary to the first tag sequence 2.

[タグ配列]
プライマーに含まれるタグ配列は、回収用ポリヌクレオチドと相補的な配列であれば、特に制限はない。好ましくは、PCR反応のエラーとならないように、ゲノムDNAなどの鋳型配列にミスハイブリダイゼーションしない配列がよい。また、回収用ポリヌクレオチドに固定化した標的ポリヌクレオチドを遊離・回収する際に、純水で置換して抽出するのが望ましい。このため、室温・低塩濃度で解離できる塩基数およびTm値である、目的領域の配列とのアニール部位が16〜22mer(塩基数)、Tm値が55〜65℃のものがよい。
[Tag array]
The tag sequence contained in the primer is not particularly limited as long as it is a sequence complementary to the recovery polynucleotide. Preferably, a sequence that does not mishybridize with a template sequence such as genomic DNA is preferable so as not to cause an error in the PCR reaction. Further, when the target polynucleotide immobilized on the recovery polynucleotide is released / recovered, it is desirable to extract it by substituting with pure water. For this reason, the number of bases that can be dissociated at room temperature and a low salt concentration and the Tm value, that is, the annealing site with the sequence of the target region is 16 to 22 mer (base number) and the Tm value is 55 to 65 ° C.

タグ配列は、非天然型核酸であってもよい。ここで、非天然型核酸とは、自然界に存在しない核酸を意味する。非天然型核酸としては、核酸に含まれる糖が、L体であるものや、修飾されているものなどが挙げられる。非天然型核酸の中には、天然型核酸であるゲノムDNAやその他の鋳型DNAとはハイブリダイズしないものがある。したがって、タグ配列に非天然型核酸を用いると、PCR反応におけるミス増殖を抑制することができる。   The tag sequence may be a non-natural nucleic acid. Here, the non-natural nucleic acid means a nucleic acid that does not exist in nature. Examples of the non-natural nucleic acid include those in which the sugar contained in the nucleic acid is L-form, or is modified. Some non-natural nucleic acids do not hybridize with genomic DNA, which is a natural nucleic acid, or other template DNA. Therefore, when a non-natural nucleic acid is used for the tag sequence, misproliferation in the PCR reaction can be suppressed.

図1の例では、センス鎖のタグ配列とアンチセンス鎖のタグ配列は異なる。したがって、この図の例では、センス鎖またはアンチセンス鎖のみを回収する場合、あるいはセンス鎖およびアンチセンス鎖を別個の回収用ポリヌクレオチドで回収する場合に有効である。一方、センス鎖とアンチセンス鎖とを同一の回収用ポリヌクレオチドで回収する場合は、回収用ポリヌクレオチドは、5’末端、3’末端のいずれのタグ配列の一部とハイブリダイスできる配列を有すればよい。例えば、センス鎖の第1のタグ配列とアンチセンス鎖の第2のタグ配列とを、例えば、「・・・ATATATATATAT・・・」のような、繰り返し配列を含む配列にする。この場合に、回収用ポリヌクレオチドが、「TATATATATA・・・」の配列を有すれば、センス鎖の第1のタグ配列とアンチセンス鎖の第2のタグ配列の少なくとも一部は、回収用ポリヌクレオチドとハイブリダイズすることができる。この結果、センス鎖とアンチセンス鎖とを同一の回収用ポリヌクレオチドで回収することができる。このように、本明細書中では、センス鎖とアンチセンス鎖とを、同一の回収用ポリヌクレオチドで回収することができるタグ配列を有する場合を、「センス鎖の両端に設けられた第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に設けられた第2のタグ配列とが、同一の塩基配列」という。   In the example of FIG. 1, the tag sequence of the sense strand and the tag sequence of the antisense strand are different. Therefore, in the example of this figure, it is effective when only the sense strand or the antisense strand is recovered, or when the sense strand and the antisense strand are recovered with separate recovery polynucleotides. On the other hand, when the sense strand and the antisense strand are recovered with the same recovery polynucleotide, the recovery polynucleotide has a sequence capable of hybridizing with a part of the tag sequence at either the 5 ′ end or the 3 ′ end. do it. For example, the first tag sequence of the sense strand and the second tag sequence of the antisense strand are changed to a sequence including a repetitive sequence such as “... In this case, if the recovery polynucleotide has a sequence of “TATATATATA...”, At least a part of the first tag sequence of the sense strand and the second tag sequence of the antisense strand is at least part of the recovery polynucleotide. It can hybridize with nucleotides. As a result, the sense strand and the antisense strand can be recovered with the same recovery polynucleotide. Thus, in the present specification, the case where the sense strand and the antisense strand have a tag sequence that can be recovered by the same recovery polynucleotide is referred to as “the first strand provided at both ends of the sense strand”. The tag sequence and the second tag sequence provided at both ends of the antisense strand are referred to as “the same base sequence”.

(第2の工程)
図2に示すように、第1の工程で得られたセンス鎖・アンチセンス鎖複合体8を含むPCR産物を加熱して、センス鎖6、アンチセンス鎖7を解離させる。このPCR産物に、タグ配列2と相補的な塩基配列を含む回収用ポリヌクレオチド9を接触させる。この図の例によると、第1のタグ配列「AAAAA」を有するセンス鎖6が、回収用ポリヌクレオチド9中に含まれ、このタグ配列と相補的な塩基配列である「TTTTT」とハイブリダイズする。回収用ポリヌクレオチド9には、標識10が結合されている。この図の例では、担体11に標識と特異的に親和性のある物質12が固定化されている。標識と、標識と特異的に親和性のある物質とを結合させて、標的ポリヌクレオチドを担体に固定化させる。標的ポリヌクレオチドの遊離・回収は、例えば純水で洗浄することで行う。
(Second step)
As shown in FIG. 2, the PCR product containing the sense strand / antisense strand complex 8 obtained in the first step is heated to dissociate the sense strand 6 and the antisense strand 7. The PCR product is brought into contact with a collecting polynucleotide 9 containing a base sequence complementary to the tag sequence 2. According to the example of this figure, the sense strand 6 having the first tag sequence “AAAAA” is included in the recovery polynucleotide 9, and hybridizes with “TTTTT” which is a base sequence complementary to this tag sequence. . A label 10 is bound to the recovery polynucleotide 9. In the example of this figure, a substance 12 having a specific affinity for a label is immobilized on the carrier 11. The target polynucleotide is immobilized on the carrier by binding the label and a substance having specific affinity for the label. The release and recovery of the target polynucleotide is performed by washing with pure water, for example.

[回収用ポリヌクレオチド]
回収用ポリヌクレオチドは、標的ポリヌクレオチドのタグ配列と相補的な配列を含み、担体に固定化可能なものであれば、特に制限はない。標的ポリヌクレオチドのタグ配列が非天然型核酸である場合は、回収用ポリヌクレオチドにおいても、非天然型核酸であれば好ましい。
[Recovery polynucleotide]
The collection polynucleotide is not particularly limited as long as it contains a sequence complementary to the tag sequence of the target polynucleotide and can be immobilized on a carrier. When the tag sequence of the target polynucleotide is a non-natural nucleic acid, it is preferable that the recovery polynucleotide is also a non-natural nucleic acid.

[固定化方法]
回収用ポリヌクレオチドは、あらかじめ担体に固定されていてもよく、標識ポリヌクレオチドをハイブリダイズした後に、担体に固定化してもよい。PCR産物への回収用ポリヌクレオチドの拡散性および標的ポリヌクレオチドと回収用ポリヌクレオチドの接触確率を向上させるためには、標的ポリヌクレオチドをハイブリダイズした後に、担体に固定化してもよい。特に、回収用ポリヌクレオチドに標識を導入したものを用いて、標的ポリヌクレオチドをハイブリダイズした後に、標識と担体上に固定化されている標識の受容体(標識と特異的に親和性のある物質)と特異的結合させる方法が好ましい。利用できる特異的結合としては、例えば、ビオチン−アビジン反応、抗原抗体反応、化学結合、ライゲーション反応などが挙げられる。標識は、回収用ポリヌクレオチドのどちらかの末端に導入してもよく、また配列中に導入してもよい。このように、本発明では、回収用ポリヌクレオチドの担体への固定化方法は、標的ポリヌクレオチドと回収用ポリヌクレオチドの結合強度、結合方法と、回収用ポリヌクレオチドと担体との結合強度、結合方法とが異なるものを用いる。これにより、標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドから遊離・回収するのが容易となる。
[Immobilization method]
The recovery polynucleotide may be immobilized on a carrier in advance, or may be immobilized on a carrier after hybridizing the labeled polynucleotide. In order to improve the diffusibility of the collection polynucleotide to the PCR product and the contact probability between the target polynucleotide and the collection polynucleotide, the target polynucleotide may be hybridized and then immobilized on a carrier. In particular, a label receptor (a substance having a specific affinity for a label) immobilized on a carrier after the target polynucleotide is hybridized using a label obtained by introducing a label into a collection polynucleotide. And a method of specifically binding to). Specific binding that can be used includes, for example, biotin-avidin reaction, antigen-antibody reaction, chemical binding, ligation reaction and the like. The label may be introduced at either end of the recovery polynucleotide or may be introduced into the sequence. Thus, in the present invention, the method for immobilizing the recovery polynucleotide to the carrier includes the binding strength between the target polynucleotide and the recovery polynucleotide, the binding method, the binding strength between the recovery polynucleotide and the carrier, and the binding method. Use a different one. This facilitates the release and recovery of the target polynucleotide from the recovery polynucleotide.

[担体]
回収用ポリヌクレオチドを固定化する担体は、DNAの非特異的吸着が少ないものであれば、特に制限はない。例えば、粒子(金属粒子、ガラス粒子、ポリマー粒子、シリコン粒子、磁性微粒子など)、光学補足ビーズ、ガラススライド、樹脂製基板、紙、ゲル、ニトロセルロース、ナイロンなどが挙げられる。これらの担体は、回収用ポリヌクレオチドを固定するための表面処理がされていることが必要である。例えば、回収用ポリヌクレオチドがビオチンで標識されている場合には、担体表面がアビジン化されている、回収用ポリヌクレオチドに導入されたアミノ基を用いて化学結合させる場合には、担体表面にカルボキシル基などの官能基を導入するなどである。
[Carrier]
The carrier for immobilizing the recovery polynucleotide is not particularly limited as long as non-specific adsorption of DNA is small. For example, particles (metal particles, glass particles, polymer particles, silicon particles, magnetic fine particles, etc.), optical supplement beads, glass slides, resin substrates, paper, gel, nitrocellulose, nylon and the like can be mentioned. These carriers need to be surface-treated to immobilize the polynucleotide for recovery. For example, when the collection polynucleotide is labeled with biotin, the carrier surface is avidinized. When chemically binding using an amino group introduced into the collection polynucleotide, the carrier surface is carboxylated. For example, a functional group such as a group is introduced.

好ましい担体は、アビジンコートされた磁性微粒子である。この担体を用いると、分散させた状態で、回収用ポリヌクレオチドを固定化させることができるので、固定化効率に優れる。また、回収用ポリヌクレオチドを固定化させた磁性微粒子を磁力で固定してから、標的ポリヌクレオチドの遊離・回収処理が行える。この結果、標的ポリヌクレオチドの遊離・回収が容易である。   A preferred carrier is avidin-coated magnetic fine particles. When this carrier is used, since the polynucleotide for recovery can be immobilized in a dispersed state, the immobilization efficiency is excellent. Further, the target polynucleotide can be released and recovered after the magnetic microparticles on which the polynucleotide for recovery has been immobilized are fixed by magnetic force. As a result, it is easy to release and recover the target polynucleotide.

担体に固定化後、バッファーにて洗浄し、担体ごと新規な酵素反応溶液に入れ、標識反応させるような反応に用いる場合は、上記固定化した状態のままで使用することができる。   When immobilized on a carrier, washed with a buffer, and put in a new enzyme reaction solution together with the carrier and used for a labeling reaction, it can be used in the immobilized state.

(第3の工程)
本発明において、標的ポリヌクレオチドの遊離・回収は、以下のように行う。DNA2本鎖の一般的な解離方法としては、温度をあげること、塩濃度を下げること、又はこれらの組合せが挙げられる。具体的には、クエン酸バッファーを用いた洗浄溶液から、純水への溶媒交換によって標的ポリヌクレオチドの遊離・回収を行う。また、標準的な塩濃度の溶液中で50℃程度に加温して、標的ポリヌクレオチドを遊離・回収してもよい。このため、PCR反応により生じた余剰のデオキシヌクレオチド三リン酸などの除去が容易である。
(Third step)
In the present invention, the target polynucleotide is released and collected as follows. General methods for dissociating DNA double strands include increasing the temperature, decreasing the salt concentration, or a combination thereof. Specifically, the target polynucleotide is released and recovered from the washing solution using the citrate buffer by exchanging the solvent with pure water. Alternatively, the target polynucleotide may be released and recovered by heating to about 50 ° C. in a standard salt concentration solution. For this reason, it is easy to remove excess deoxynucleotide triphosphate and the like generated by the PCR reaction.

本発明の方法によって回収されるセンス鎖および/またはアンチセンス鎖は、標的ポリヌクレオチド中の繰り返し塩基配列の反復数を測定するなど、標的ポリヌクレオチドを用いる情報の分析に利用できる。   The sense strand and / or the antisense strand recovered by the method of the present invention can be used for analysis of information using the target polynucleotide, such as measuring the number of repeats of a repetitive base sequence in the target polynucleotide.

本発明の方法によって回収されるセンス鎖および/またはアンチセンス鎖は、既存の酵素伸長反応である一塩基伸長反応に用いることができる。一塩基伸長反応では、PCR反応後に存在する余剰のデオキシヌクレオチド三リン酸が誤反応の要因となる。本発明では、例えば、りん酸緩衝液、クエン酸緩衝液などの緩衝液を用いて、センス鎖および/またはアンチセンス鎖を洗浄できるので、デオキシヌクレオチド三リン酸を容易に除去できる。したがって、一塩基伸長反応における誤反応を起こしにくい。この結果、SNPsの検出を精度よく行うことができる。   The sense strand and / or antisense strand recovered by the method of the present invention can be used for a single-base extension reaction that is an existing enzyme extension reaction. In the single-base extension reaction, excess deoxynucleotide triphosphate existing after the PCR reaction causes a false reaction. In the present invention, for example, the sense strand and / or the antisense strand can be washed using a buffer solution such as a phosphate buffer solution or a citrate buffer solution, so that deoxynucleotide triphosphate can be easily removed. Therefore, it is difficult to cause a false reaction in the single base extension reaction. As a result, SNPs can be detected with high accuracy.

[検出キット]
本発明の遺伝子増幅産物の回収キットは、タグ配列を含むフォワードプライマーと、このタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、前記タグ配列にこのタグ配列に相補的な配列を含む回収用ポリヌクレオチドとを含む。
[Detection kit]
The gene amplification product recovery kit of the present invention comprises a forward primer including a tag sequence, a reverse primer including a sequence complementary to the tag sequence, and a recovery poly- gram including a sequence complementary to the tag sequence in the tag sequence. Nucleotides.

また、本発明の遺伝子増幅産物の回収キットは、タグ配列を含むフォワードプライマーと、このタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、前記タグ配列にこのタグ配列に相補的な配列を含む回収用ポリヌクレオチドが固定化された担体とを含むものであってもよい。   The gene amplification product recovery kit of the present invention includes a forward primer including a tag sequence, a reverse primer including a sequence complementary to the tag sequence, and a recovery including a sequence complementary to the tag sequence in the tag sequence. And a carrier on which the polynucleotide for use is immobilized.

あるいは、タグ配列を含むフォワードプライマーと、このタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、前記タグ配列にこのタグ配列に相補的な配列を含み、かつ標識を結合した回収用ポリヌクレオチドと、前記標識と特異的親和性のある物質が固定化された担体とを含むものであってもよい。   Alternatively, a forward primer including a tag sequence, a reverse primer including a sequence complementary to the tag sequence, a recovery polynucleotide including a sequence complementary to the tag sequence and a label attached to the tag sequence, It may contain the label and a carrier on which a substance having specific affinity is immobilized.

上記担体が磁性粒子であると好ましい。上記タグ配列と上記回収用ポリヌクレオチドとは、非天然型核酸を含むものであってもよい。このような遺伝子増幅産物の回収キットを用いることで、遺伝子増幅産物を、選択的かつ高効率に回収することができる。   The carrier is preferably a magnetic particle. The tag sequence and the recovery polynucleotide may include a non-natural nucleic acid. By using such a gene amplification product recovery kit, the gene amplification product can be selectively and efficiently recovered.

以下本発明を詳細に説明するため実施例を挙げるが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Examples will be given below to describe the present invention in detail, but the present invention is not limited to the examples.

(実施例1)
[回収用ポリヌクレオチドにビオチン標識polyTを用いたセンス鎖の回収および一塩基伸長反応への利用]
Example 1
[Recovery of sense strand using biotin-labeled polyT as a polynucleotide for recovery and use for single base extension reaction]

<a.標的ポリヌクレオチドの調製>
(プライマーの合成)
増幅可能なアニール部位を設計し、フォワードプライマーの5’末端には25merのA(アデニン)(配列番号1)を、リバースプライマーの5’末端には25merのT(チミン)(配列番号2)を付加したフォワードプライマーとリバースプライマーとを合成した。合成はオペロンバイオテクノロジー株式会社に委託して行った。

Figure 0005223267
<A. Preparation of target polynucleotide>
(Primer synthesis)
An annealable amplifiable site was designed, and 25 mer A (adenine) (SEQ ID NO: 1) was placed at the 5 ′ end of the forward primer, and 25 mer T (thymine) (SEQ ID NO: 2) was placed at the 5 ′ end of the reverse primer. The added forward primer and reverse primer were synthesized. The synthesis was outsourced to Operon Biotechnology Co., Ltd.
Figure 0005223267

(PCRによる増幅)
HEK293(ヒト胎児腎細胞由来)細胞を用いて、核酸抽出キット「QIAmp」((株)キアゲン製)で、ゲノムDNAを抽出した。このゲノムDNAに、下記試薬1を添加して、下記条件1により増幅した。
(Amplification by PCR)
Genomic DNA was extracted using nucleic acid extraction kit “QIAmp” (manufactured by Qiagen) using HEK293 (derived from human fetal kidney cells) cells. The following reagent 1 was added to this genomic DNA and amplified under the following condition 1.

<試薬1>
以下の試薬を含む50μl溶液を各サンプルにつき、それぞれ調製した。
フォワードプライマー(配列番号1) 15 pmol
リバースプライマー(配列番号2) 15 pmol
緩衝液 5 μl
2mM dNTP 5 μl
25mM MgSO 2 μl
KOD−plus− DNAポリメラーゼ(TOYOBO) 1 U
抽出DNA溶液 50 ng
<Reagent 1>
A 50 μl solution containing the following reagents was prepared for each sample.
Forward primer (SEQ ID NO: 1) 15 pmol
Reverse primer (SEQ ID NO: 2) 15 pmol
Buffer 5 μl
2 mM dNTP 5 μl
25 mM MgSO 4 2 μl
KOD-plus- DNA polymerase (TOYOBO) 1 U
Extracted DNA solution 50 ng

<増幅条件1>
95℃・5分
95℃・30秒、55℃・30秒、68℃・30秒(30サイクル)
<Amplification condition 1>
95 ° C · 5 minutes 95 ° C · 30 seconds, 55 ° C · 30 seconds, 68 ° C · 30 seconds (30 cycles)

(センス鎖の回収)
ビオチン標識25mer polyTはPolyATtract Magnetic mRNA trap kit(プロメガ社製)を用いた。PCR産物を95℃、10分間加熱し、ビオチン標識25mer polyTを3pmol、15pmol添加した。これを、ストレプトアビジンを固定化した磁性微粒子を含むSSC溶液(0.3M クエン酸ナトリウム二水和物,3M NaCl溶液)に加え、10分間反応させた。これを磁石上に置き、上澄みを除去した。200倍希釈したSSC溶液を用いて同様の操作を行い、3回洗浄した。最後の上澄みは可能な限り除去し、純水50μLを加え、時々攪拌しながら、1分間抽出した。磁石上で磁性微粒子を固定化し、センス鎖を含む上清を回収した。
(Recovery of sense strand)
As the biotin-labeled 25mer polyT, PolyATtract Magnetic mRNA trap kit (Promega) was used. The PCR product was heated at 95 ° C. for 10 minutes, and 3 pmol and 15 pmol of biotin-labeled 25mer polyT were added. This was added to an SSC solution (0.3 M sodium citrate dihydrate, 3 M NaCl solution) containing magnetic fine particles immobilized with streptavidin, and reacted for 10 minutes. This was placed on a magnet and the supernatant was removed. The same operation was performed using a 200-fold diluted SSC solution, and washing was performed three times. The last supernatant was removed as much as possible, 50 μL of pure water was added, and the mixture was extracted for 1 minute with occasional stirring. Magnetic fine particles were immobilized on a magnet, and the supernatant containing the sense strand was recovered.

リバースプライマーの5’末端には25merのT(チミン)(配列番号2)を付加していない、タグなしのリバースプライマーを用いて、同様に、センス鎖を含む上清を回収した。以下には、「片末端のみタグ配列」として示す。   Similarly, the supernatant containing the sense strand was recovered using an untagged reverse primer to which 25-mer T (thymine) (SEQ ID NO: 2) was not added to the 5 'end of the reverse primer. Hereinafter, it is shown as “tag sequence only at one end”.

(センス鎖量の測定)
回収した溶液中のDNA量を測定するためにナノドロップ(Perkin Elmer社製)を用いて、標的ポリヌクレオチドが、片末端のみタグ配列のものと、両末端タグ配列のものにおける回収用ポリヌクレオチドの濃度が異なるものの、センス鎖量を、260nmの吸光度より算出した。結果を表2に示す。

Figure 0005223267
(Measurement of sense strand amount)
In order to measure the amount of DNA in the recovered solution, a nanodrop (manufactured by Perkin Elmer) was used, and the target polynucleotide had a tag sequence at only one end and a recovery polynucleotide in the tag sequence at both ends. Although the concentration was different, the sense strand amount was calculated from the absorbance at 260 nm. The results are shown in Table 2.
Figure 0005223267

表2からわかるように、片末端にタグ配列を付加した場合や、回収用ポリヌクレオチドの添加量を増加した場合よりも、両末端にタグ配列を付加した標的ヌクレオチドの回収量が最も多いことが示された。   As can be seen from Table 2, the recovery amount of the target nucleotide with the tag sequence added to both ends is larger than when the tag sequence is added to one end or when the addition amount of the collecting polynucleotide is increased. Indicated.

また、回収用ポリヌクレオチドが増えると、標的ヌクレオチドとのハイブリダイズ確率は向上する。一方で、ハイブリダイズできなかったものの量も増える。これが、磁性微粒子に結合するため、標的ポリヌクレオチドとハイブリダイズした回収用ポリヌクレオチドの結合量が減ってしまうため、と考えられた。   In addition, the probability of hybridization with the target nucleotide increases as the number of collection polynucleotides increases. On the other hand, the amount of what could not be hybridized also increases. This is considered to be because the binding amount of the recovery polynucleotide hybridized with the target polynucleotide is reduced because it binds to the magnetic fine particles.

<b.一塩基伸長反応への利用>
上記手法によって回収したセンス鎖を一塩基伸長反応を用いて標識し、DNAチップ上で検出した。
(センス鎖を用いた標識反応)
上記手法によって回収したセンス鎖を含む下記試薬2を含む20μl溶液を調製し、これを用いて、下記条件2により一塩基伸長反応を行った。下記条件2にて酵素法により標識塩基を取り込ませた。Cy3用コントロール、Cy5用コントロールはそれぞれ、Cy3標識ddATP、Cy5標識ddUTPが正常に取り込まれるかどうかを確認するためのポリヌクレオチドである。Cy3用タグ配列付相補的塩基鎖、Cy5用タグ配列付相補的塩基鎖は、Cy3用コントロール、Cy5用コントロールに結合し、Cy3用コントロール、Cy5用コントロールを鋳型として一塩基伸長反応させ、それぞれCy3用タグ配列付相補的塩基鎖、Cy5用タグ配列付相補的塩基鎖の末端を標識化し、反応が正常に進行していることを確認するためのポリヌクレオチドである。また、タグ配列付相補的塩基鎖、Cy3用コントロール、Cy3用タグ配列付相補的塩基鎖、Cy3用コントロール、Cy5用タグ配列付相補的塩基鎖の塩基配列は、それぞれ表3の配列番号3から7に対応する塩基配列である。
<B. Use in single-base extension reactions>
The sense strand recovered by the above method was labeled using a single base extension reaction and detected on a DNA chip.
(Labeling reaction using sense strand)
A 20 μl solution containing the following reagent 2 containing the sense strand recovered by the above method was prepared, and a single base extension reaction was performed under the following condition 2 using this solution. A labeled base was incorporated by the enzymatic method under the following condition 2. The control for Cy3 and the control for Cy5 are polynucleotides for confirming whether Cy3-labeled ddATP and Cy5-labeled ddUTP are normally incorporated, respectively. A complementary base chain with a tag sequence for Cy3 and a complementary base chain with a tag sequence for Cy5 bind to a control for Cy3 and a control for Cy5, and are subjected to a single base extension reaction using the control for Cy3 and the control for Cy5 as a template, respectively. This is a polynucleotide for labeling the ends of the complementary base chain with tag sequence for tag and the complementary base chain with tag sequence for Cy5 and confirming that the reaction proceeds normally. The base sequences of the complementary base chain with tag sequence, Cy3 control, Cy3 tag sequence complementary base chain, Cy3 control and Cy5 tag sequence complementary base chain are shown in SEQ ID NO: 3 in Table 3, respectively. 7 is a base sequence corresponding to 7.

<試薬2>
センス鎖回収物(標的ポリヌクレオチド) 100 ng
信号強度検出用タグ配列付相補的塩基鎖(配列番号3) 20.3 pmol
10 μM Cy3標識ddATP 1 μl
10 μM Cy5標識ddUTP 1 μl
10 μM ddGTP 1 μl
10 μM ddCTP 1 μl
緩衝液 2 μl
Thermo sequenase polymerase 8 U
Cy3用コントロール(配列番号4) 12.5 ng
Cy3用タグ配列付相補的塩基鎖(配列番号5) 20.3 pmol
Cy5用コントロール(配列番号6) 12.5 ng
Cy5用タグ配列付相補的塩基鎖(配列番号7) 20.3 pmol

Figure 0005223267

<反応条件2>
95℃・2分
95℃・20秒、60℃・15秒(30サイクル)
95℃・5分
0℃・3分 <Reagent 2>
Sense strand recovery (target polynucleotide) 100 ng
Complementary base chain with tag sequence for signal intensity detection (SEQ ID NO: 3) 20.3 pmol
10 μM Cy3-labeled ddATP 1 μl
10 μM Cy5 labeled ddUTP 1 μl
10 μM ddGTP 1 μl
10 μM ddCTP 1 μl
Buffer 2 μl
Thermo sequence polymerase 8 U
Cy3 control (SEQ ID NO: 4) 12.5 ng
Complementary base chain with tag sequence for Cy3 (SEQ ID NO: 5) 20.3 pmol
Control for Cy5 (SEQ ID NO: 6) 12.5 ng
Complementary base chain with tag sequence for Cy5 (SEQ ID NO: 7) 20.3 pmol
Figure 0005223267

<Reaction condition 2>
95 ° C, 2 minutes, 95 ° C, 20 seconds, 60 ° C, 15 seconds (30 cycles)
95 ° C, 5 minutes 0 ° C, 3 minutes

(DNAチップの作成)
ポリメチルメタクリレート(PMMA)基板(コスモグラス押し出し板、厚さ:1mm、(株)クラレ製)を、温度65℃の10Nの水酸化ナトリウム溶液に12時間浸漬した。このPMMA基板を、純水、0.1Nの塩酸水溶液、純水の順で洗浄した。
(Creation of DNA chip)
A polymethyl methacrylate (PMMA) substrate (Cosmo glass extruded plate, thickness: 1 mm, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was immersed in a 10N sodium hydroxide solution at a temperature of 65 ° C. for 12 hours. The PMMA substrate was washed with pure water, 0.1N hydrochloric acid aqueous solution, and pure water in this order.

各信号強度検出用タグ配列同士のクロスハイブリがないように設計した、5’末端がアミノ化された3種類の信号強度検出用タグ配列のD型核酸相補鎖を合成し、ハイブリダイゼーション用プローブとした。   By synthesizing three types of signal intensity detection tag sequences D-type nucleic acid complementary strands designed so that there is no cross-hybridization between the signal intensity detection tag sequences and the 5 ′ end aminated, did.

合成した3種類の信号強度検出用タグ配列の相補鎖DNAをそれぞれ純水に0.3nmol/μLの濃度に溶かした後、リン酸緩衝液(pH 5.5)を用いて0.03nmol/μLに希釈した。また、基板表面のカルボン酸と固定化DNAの末端アミノ基とを縮合させるために、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)を、終濃度50mg/mLとなるように加えた。   Each of the synthesized complementary strand DNAs of the three signal intensity detection tag sequences was dissolved in pure water at a concentration of 0.3 nmol / μL, and then 0.03 nmol / μL using a phosphate buffer (pH 5.5). Dilute to Further, in order to condense the carboxylic acid on the substrate surface with the terminal amino group of the immobilized DNA, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) is added so that the final concentration is 50 mg / mL. added.

上記混合溶液を、アレイヤー(日本レーザー電子(株)製:Gene Stamp−II)を用いて、上記のNaOH処理したPMMA基板上面にスポットした。スポット数は、各タグ配列の相補鎖DNAに対して、それぞれ4点ずつ、計16点であった。次にこの基板を、密閉したプラスチック容器に入れて、37℃、20時間インキュベートした。その後に、基板を純水で洗浄し、DNAチップを作製した。   The mixed solution was spotted on the upper surface of the PMMA substrate treated with NaOH using an arrayer (manufactured by Nippon Laser Electronics Co., Ltd .: Gene Stamp-II). The number of spots was 16 points, 4 points each for the complementary strand DNA of each tag sequence. The substrate was then placed in a sealed plastic container and incubated at 37 ° C. for 20 hours. Thereafter, the substrate was washed with pure water to produce a DNA chip.

(ハイブリダイゼーション溶液の調製)
標識ポリヌクレオチドと上記固定化されたハイブリダイゼーション用プローブとのハイブリダイズは以下のように行った。以下に用いる15×SSCは、20×SSC(0.3M クエン酸ナトリウム二水和物, 3M NaCl溶液:シグマ社製)を純水にて3/4に希釈したものを意味する。
(Preparation of hybridization solution)
Hybridization of the labeled polynucleotide and the immobilized probe for hybridization was performed as follows. The 15 × SSC used below means 20 × SSC (0.3 M sodium citrate dihydrate, 3 M NaCl solution: manufactured by Sigma) diluted to 3/4 with pure water.

30mg/mLのBSA(ウシ血清アルブミン)、15×SSC、0.3wt%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、0.01wt%サケ精子DNA(上記各濃度は、いずれも終濃度)を含む水溶液を作製した。これと上記反応条件2によって調製した標識溶液を3:1で混合し、同一の全量が40μLとなるように調製した。   An aqueous solution containing 30 mg / mL BSA (bovine serum albumin), 15 × SSC, 0.3 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate), 0.01 wt% salmon sperm DNA (each of the above concentrations is a final concentration) was prepared. . This and the labeling solution prepared according to the above reaction condition 2 were mixed at a ratio of 3: 1 to prepare the same total volume of 40 μL.

(固定化担体への固定化)
上記固定化担体が担持された基板上に、上記ハイブリダイゼーション溶液40μLを載せ、カバーグラスで覆い、42℃で4時間インキュベートした後、カバーグラスを剥離して洗浄・乾燥した。
(Immobilization to immobilization carrier)
40 μL of the hybridization solution was placed on the substrate carrying the immobilization carrier, covered with a cover glass, incubated at 42 ° C. for 4 hours, and then the cover glass was peeled off, washed and dried.

(標識量の測定)
上記基板を、DNAチップ用のスキャナ(Perkin Elmer社製、Scan Array Express)にセットして、信号強度を測定した。測定条件は、レーザー出力90%、フォトマルチプライヤーの感度60%に調節した。ここで、信号強度とは、各スポット内の蛍光強度の平均値をいう。結果を表4に示す。表4において、Cy3コントロールにおけるCy5の信号強度、Cy5コントロールにおけるCy3の信号強度がノイズに当たる。

Figure 0005223267
(Measurement of labeling amount)
The substrate was set on a DNA chip scanner (Perkin Elmer, Scan Array Express), and the signal intensity was measured. The measurement conditions were adjusted to a laser output of 90% and a photomultiplier sensitivity of 60%. Here, the signal intensity refers to an average value of fluorescence intensity in each spot. The results are shown in Table 4. In Table 4, the signal strength of Cy5 in Cy3 control and the signal strength of Cy3 in Cy5 control correspond to noise.
Figure 0005223267

表4から、Cy3コントロールにおけるCy5の信号強度、Cy5コントロールにおけるCy3の信号強度が非常に弱いことがわかる。すなわち、本回収方法により得られたPCR産物での一塩基伸長反応では、誤反応によるノイズがないことがわかる。このことから、十分に余剰のdNTPが除去されており、一塩基伸長反応に適したサンプルを提供できることが示された。   From Table 4, it can be seen that the signal intensity of Cy5 in Cy3 control and the signal intensity of Cy3 in Cy5 control are very weak. That is, it can be seen that there is no noise due to a false reaction in the single base extension reaction with the PCR product obtained by this recovery method. From this, it was shown that a sufficient dNTP was removed and a sample suitable for a single base extension reaction could be provided.

(実施例2)
[非天然型核酸をタグ配列に用いたセンス鎖およびアンチセンス鎖の回収]
(プライマーの合成)
標的ポリヌクレオチドを増幅可能なアニール部位を設計し、フォワードプライマーおよびリバースプライマーの5’末端には23merのATリピートを含むL型核酸を用いたタグ配列を合成し、アニール部分はD型核酸を用いてポリヌクレオチドを合成した。また、回収用ポリヌクレオチドとして、表5に示す、これに相補的な5’末端をビオチン標識した24merのATリピート(配列番号8)をL型核酸にて合成した。合成はオペロンバイオテクノロジー株式会社に委託して行った。L型核酸としては、Beta−L−deoxy Adenosine(n−bz)CED phosphoramidite、Beta−L−deoxy Thmidine CED phosphoramidite(ChemGenes Corporation製)を用いた。

Figure 0005223267
(Example 2)
[Recovery of sense strand and antisense strand using non-natural nucleic acid as tag sequence]
(Primer synthesis)
An annealing site capable of amplifying the target polynucleotide is designed, a tag sequence using an L-type nucleic acid containing a 23-mer AT repeat at the 5 ′ end of the forward primer and the reverse primer is synthesized, and the annealed portion uses a D-type nucleic acid. Polynucleotides were synthesized. In addition, as a polynucleotide for recovery, a 24-mer AT repeat (SEQ ID NO: 8) shown in Table 5 and labeled with biotin at its 5 ′ end was synthesized with an L-type nucleic acid. The synthesis was outsourced to Operon Biotechnology Co., Ltd. As the L-type nucleic acid, Beta-L-deoxy Adenosine (n-bz) CED phosphoramidite, Beta-L-deoxy Thmidine CED phosphoramidite (manufactured by ChemGenes Corporation) was used.
Figure 0005223267

(PCRによる増幅)
実施例1に記載のHEK293細胞ゲノムDNAを用い、下記試薬3を添加して、前述の反応条件2により増幅した。
(Amplification by PCR)
The HEK293 cell genomic DNA described in Example 1 was used, and the following reagent 3 was added, followed by amplification under the above reaction condition 2.

<試薬3>
以下の試薬を含む50μl溶液を各サンプルにつき、それぞれ調製した。
フォワードプライマー(配列番号9) 15 pmol
リバースプライマー(配列番号10) 15 pmol
緩衝液 5 μl
2 mM dNTP 5 μl
25mM MgSO 2 μl
KOD−plus−DNAポリメラーゼ(TOYOBO) 1 U
抽出DNA溶液 50 ng
<Reagent 3>
50 μl solutions containing the following reagents were prepared for each sample.
Forward primer (SEQ ID NO: 9) 15 pmol
Reverse primer (SEQ ID NO: 10) 15 pmol
Buffer 5 μl
2 mM dNTP 5 μl
25 mM MgSO 4 2 μl
KOD-plus-DNA polymerase (TOYOBO) 1 U
Extracted DNA solution 50 ng

(センス鎖およびアンチセンス鎖の回収)
PCR産物に回収用ポリヌクレオチドである、ビオチン標識24mer polyATを3pmol添加した。これを用い、実施例1に示した方法と同様にPCR産物の回収を行った。また、実施例1と同様に、タグなしのリバースプライマーを用いてPCR産物の回収を行った(片末端のみタグ配列)。
(Recovery of sense strand and antisense strand)
3 pmol of biotin-labeled 24mer polyAT, which is a polynucleotide for collection, was added to the PCR product. Using this, the PCR product was recovered in the same manner as in the method described in Example 1. Further, in the same manner as in Example 1, PCR products were collected using a reverse primer without a tag (a tag sequence only at one end).

(PCR産物量の測定)
回収した溶液中のDNA量を測定するためにナノドロップ(Perkin Elmer社製)を用いて、260nmの吸光度より算出した。結果を表6に示す。

Figure 0005223267
(Measurement of PCR product amount)
In order to measure the amount of DNA in the collected solution, it was calculated from the absorbance at 260 nm using Nanodrop (manufactured by Perkin Elmer). The results are shown in Table 6.
Figure 0005223267

表6から、本実験においても、両プライマーにタグ配列を有したPCR産物の方が、片末端のみタグ配列を有するPCR産物より、高収率であることが示された。   Table 6 shows that in this experiment as well, the PCR product having the tag sequence for both primers had a higher yield than the PCR product having the tag sequence only at one end.

上記PCR産物を電気泳動により評価した。電気泳動の条件は、2%アガロースゲルを、20×TAE Buffer((株)インビトロジェン製)を20倍希釈した展開液を用いて、100Vで30分間泳動した。泳動後、エチジウムブロマイド水溶液で核酸を染色し、280nmの紫外線照射下で核酸断片を検出した。   The PCR product was evaluated by electrophoresis. Electrophoresis was performed by running a 2% agarose gel at 100 V for 30 minutes using a developing solution in which 20 × TAE Buffer (manufactured by Invitrogen) was diluted 20 times. After electrophoresis, the nucleic acid was stained with an ethidium bromide aqueous solution, and the nucleic acid fragment was detected under ultraviolet irradiation at 280 nm.

エチジウムブロマイドは1本鎖核酸を染色できず、2本鎖核酸のみを染色する試薬である。本試薬において、上記PCR産物が染色されたことから、センス鎖およびアンチセンス鎖が回収されたことを確認した。

Ethidium bromide is a reagent that cannot stain single-stranded nucleic acids but stains only double-stranded nucleic acids. Since the PCR product was stained with this reagent, it was confirmed that the sense strand and the antisense strand were recovered.

図1は、相補的なタグ配列を含む2種類のプライマーを用いて、1本鎖の両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む標的ポリヌクレオチドを増幅する工程を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a process of amplifying a target polynucleotide containing a tag sequence having the same base sequence at both ends of a single strand using two types of primers containing complementary tag sequences. 図2は、増幅した標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドに固定する工程と、標的ポリヌクレオチドを回収用ポリヌクレオチドに固定する工程とを説明する工程図である。FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of fixing the amplified target polynucleotide to the recovery polynucleotide and a process of fixing the target polynucleotide to the recovery polynucleotide.

符号の説明Explanation of symbols

1 標的部位
2 第1のタグ配列
3 フォワードプライマー
4 第2のタグ配列
5 リバースプライマー
6 センス鎖
7 アンチセンス鎖
8 センス鎖・アンチセンス鎖複合体
9 回収用ポリヌクレオチド
10 標識
11 担体
12 標識と特異的に親和性のある物質
13 標的ポリヌクレオチド(回収されたセンス鎖6)
1 target site 2 first tag sequence 3 forward primer 4 second tag sequence 5 reverse primer 6 sense strand 7 antisense strand 8 sense strand / antisense strand complex 9 recovery polynucleotide 10 label 11 carrier 12 label and specific Affinity Substance 13 Target Polynucleotide (Recovered Sense Strand 6)

Claims (9)

センス鎖の両端に同一の塩基配列である第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に同一の塩基配列である第2のタグ配列とを含む標的ポリヌクレオチドを増幅する第1の工程と、
前記第1のタグ配列および/または第2のタグ配列と相補的な塩基配列を含む回収用ポリヌクレオチドに、前記標的ポリヌクレオチドを、第1のタグ配列および/または第2のタグ配列を介して固定する第2の工程とを含む、二本鎖核酸の遺伝子増幅産物からセンス鎖および/またはアンチセンス鎖を回収する、遺伝子増幅産物の回収方法。
A first step of amplifying a target polynucleotide comprising a first tag sequence having the same base sequence at both ends of the sense strand and a second tag sequence having the same base sequence at both ends of the antisense strand;
The target polynucleotide is passed through the first tag sequence and / or the second tag sequence to a recovery polynucleotide comprising a base sequence complementary to the first tag sequence and / or the second tag sequence. A method for recovering a gene amplification product, comprising recovering a sense strand and / or an antisense strand from a gene amplification product of a double-stranded nucleic acid, comprising a second step of fixing.
前記第2の工程後に、
前記固定化された前記標的ポリヌクレオチドを遊離・回収する第3の工程を含む、請求項1に記載の遺伝子増幅産物の回収方法。
After the second step,
The method for recovering a gene amplification product according to claim 1, comprising a third step of releasing and recovering the immobilized target polynucleotide.
タグ配列を含むフォワードプライマーと、このタグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーとを用いて、標的ポリヌクレオチドを増幅する、請求項1または2に記載の遺伝子増幅産物の回収方法。   The method for recovering a gene amplification product according to claim 1 or 2, wherein the target polynucleotide is amplified using a forward primer including a tag sequence and a reverse primer including a sequence complementary to the tag sequence. センス鎖の両端に設けられた第1のタグ配列と、アンチセンス鎖の両端に設けられた第2のタグ配列とが、同一の塩基配列または異なる塩基配列である、請求項1ないし3のいずれかに記載の遺伝子増幅産物の回収方法。   The first tag sequence provided at both ends of the sense strand and the second tag sequence provided at both ends of the antisense strand are the same base sequence or different base sequences. A method for recovering the gene amplification product according to claim 1. 前記回収用ポリヌクレオチドは、担体に固定化されている、請求項1ないし4のいずれかに記載の遺伝子増幅産物の回収方法。   The method for recovering a gene amplification product according to any one of claims 1 to 4, wherein the polynucleotide for recovery is immobilized on a carrier. 前記回収用ポリヌクレオチドには標識が結合されており、前記担体には、この標識と特異的に親和性のある物質が固定化されている、請求項1ないし4のいずれかに記載の遺伝子増幅産物の回収方法。   The gene amplification according to any one of claims 1 to 4, wherein a label is bound to the recovery polynucleotide, and a substance having specific affinity for the label is immobilized on the carrier. Product recovery method. 標的ポリヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖においてそれぞれの両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む遺伝子増幅産物の回収キットであって、
前記タグ配列を含むフォワードプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含む回収用ポリヌクレオチドと
を含む、遺伝子増幅産物の回収キット。
A kit for recovering a gene amplification product comprising a tag sequence that is the same base sequence at both ends of each of a sense strand and an antisense strand of a target polynucleotide,
A forward primer comprising the tag sequence;
And a reverse primer comprising a sequence complementary to the tag sequence,
And a recovery polynucleotide comprising a phase complementary sequence to said tag array, collection set of gene amplification products.
標的ポリヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖においてそれぞれの両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む遺伝子増幅産物の回収キットであって、
前記タグ配列を含むフォワードプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含む回収用ポリヌクレオチドが固定化された担体と
を含む、遺伝子増幅産物の回収キット。
A kit for recovering a gene amplification product comprising a tag sequence that is the same base sequence at both ends of each of a sense strand and an antisense strand of a target polynucleotide,
A forward primer comprising the tag sequence;
And a reverse primer comprising a sequence complementary to the tag sequence,
And a carrier recovery polynucleotide comprising a phase complementary sequences in the tag sequence is immobilized, collection set of gene amplification products.
標的ポリヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖においてそれぞれの両端に同一の塩基配列であるタグ配列を含む遺伝子増幅産物の回収キットであって、
前記タグ配列を含むフォワードプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含むリバースプライマーと、
前記タグ配列に相補的な配列を含み、かつ標識を結合した回収用ポリヌクレオチドと、
前記標識と特異的親和性のある物質が固定化された担体と
を含む、遺伝子増幅産物の回収キット。
A kit for recovering a gene amplification product comprising a tag sequence that is the same base sequence at both ends of each of a sense strand and an antisense strand of a target polynucleotide,
A forward primer comprising the tag sequence;
And a reverse primer comprising a sequence complementary to the tag sequence,
And recovering the polynucleotide the tag sequence includes a phase complementary sequences, and to bind the labeled,
A gene amplification product recovery kit comprising the label and a carrier on which a substance having specific affinity is immobilized.
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