JP5483173B2 - エビ類検出用プライマーセット - Google Patents
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Description
エビのミトコンドリアDNA16S rRNA領域から設計された次の4つのオリゴヌクレオチドから構成されるPCRプライマーセットが用いられる:EBI-SP1-F1:5’-TTT AAG TGA AAA GGC TTA AAT-3’(配列番号1)、EBI-SP2-F1:5’-TTA GAA CAT AAG ACG AGA AG-3’(配列番号2)、EBI-SP2-R1:5’-GTG GCT CTT GTT TTT GAA AGA-3’(配列番号3)、及びEBI-SP1-R1:5’-CTG TTA TCC CTA AAG TAA CTT-3’(配列番号4)。該PCRプライマーセットにおけるプライマーは、プライマーとなるオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの合成法として当技術分野で公知の方法、例えば、ホスホトリエチル法、ホスホジエステル法等により、通常用いられるDNA自動合成装置を利用して合成することが可能である。
/EBI-SP2-R1(配列番号3)を用いてPCRを行なった場合には、エビ類或いはエビの加
工品の場合は、増幅断片のサイズは約200bpの増幅断片を得る。
(1.12種類のエビ類のDNAデータベース(NCBI)における塩基配列登録状況の検索)
本発明のPCRプライマーセットの構築にあたり、特に市場に流通するエビ類を12種選定した。12種のエビ類の名称を表2[DNAデータベース(NCBI)における12種のエビ類の塩基配列登録状況]に示す。 選定した12種のエビ類のミトコンドリアDNA(mt DNA)において保存性の高い配列を探し出すために、どの領域をターゲットとするのかを決定する必要があり、そこで、DNAデータベース(NCBI)において12種のエビ類のミトコンドリアDNA塩基配列登録状況を調べた。表2に示したとおり、アキアミ、サクラエビ、ウチワエビ、ボタンエビは未だ塩基配列が登録されていないことが分かり、解析する必要があった。一方、イセエビは全塩基配列が登録済みであり、他のエビ類は16S rRNA及びC0I領域が登録されているものが多いことが分かった。しかしながら、これらの登録されている配列の多くは部分配列であり、それらの箇所も一致していないため、12種のエビ類間において保存性の高い配列を探し出すためには、改めてターゲット領域を定める必要性があった。
エビ特異プライマーを設計するためには、12種のエビ類間において保存性の高い配列を探し出す必要がある。そこで、表2の結果を踏まえて、本研究ではミトコンドリアDNA内においても保存性の高い配列をもつ領域の一つである16S rRNAをターゲットとした。これは、16S rRNA領域が特異プライマー設計によく用いられていることや多くの生物にわたって保存された箇所が存在するため、それらの配列を用いてユニバーサルプライマーが設計されているためである。
(3−1.試料)
試料には、特に市場に流通する12種のエビ類を用いた。試料に用いた12種のエビ類の名称、学名及び産地を前記表1に示す。
全DNA抽出にはDNeasy(R) Blood & Tissue Kit (QIAGEN)を用い、操作は付属の説明書に従った。なおバッファーにはすべてキットに含まれているものを使用した。抽出は、各エビにつきそれぞれ5検体ずつ行った。サクラエビの場合は1個体が小さく1匹からDNAを抽出することは困難であったため、無作為に10匹を選び出し、それらを乳鉢と乳棒を用いてすりつぶしたものを1検体とした。その他のエビは1個体につき1検体とした。
抽出精製したDNA試料原液を一定量取り、200−320nmの範囲で紫外線吸収スペクトルを測定した。この際、230、260及び280nmの吸光度(O.D.230、260及び280)を記録した。次いで260nmの吸光度の値1を50ng/μLとしてDNA濃度を算出した。また、O.D.260/280を計算し、この比が1.2−2.5であることを確認した。
エビ類ミトコンドリアDNAの16S rRNA 領域のPCR増幅には、ユニバーサルプライマーである16SAR−L及び16SBR−Hのプライマーセットを用いた。このプライマーによる16S rRNA内の増幅領域およびプライマー配列を図2(16SAR−L/16SBR−Hプライマーセットにおける16S rRNA 増幅)及び表3(16SAR−L/16SBR−Hプライマーセットの配列)に示した。
PCR増幅産物の塩基配列決定においては、今回得られたPCR増幅の精製、プラスミド化は行わず、得られたPCR産物をそのままシークエンス反応に供すダイレクトシーケンス法を採用した。しかしながら、PCR反応液中にはPCR反応の際、余剰の未反応プライマー及びdNTPが存在する。これらの除去を行わないとシーケンス反応におけるコンタミネーションの原因になってしまう。そこで、PCR反応液中の過剰なプライマー及びdNTPを除去することを目的として、PCR反応液のExo-SAP IT (Amersham Biosciences) 処理を行った。PCR反応液に対して5:22となるようにExo-SAP ITを添し、斎藤および服部の方法(「タンパク質核酸酵素」41,522-530,1996)に従い37℃で60分間インキュベートした。この操作によって、エキソヌクレアーゼ(ExoI)による過剰なプライマーの分解及びシュリンプアルカリフォスファターゼ(SAP)による余分なdNTPの脱リン化を行った。その反応後85℃で15分間加熱することにより、酵素を失活させた。反応後は、ラベリング反応に使用するまで4℃で冷蔵保存した。
Exo-SAP IT処理後のPCR反応液をラベリング反応に供した。ラベリング反応にはBigDye TerminatorTM v1.1 Cycle Sequencing kit (Applied Biosystems)を用い、DNAシーケンサーとして1キャピラリーのABI PRISM(R)310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems)及び16キャピラリーのABI PRISM(R)3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems)を使い塩基配列の決定を行った。
(4−1.12種のエビ類のPCR増幅)
16SAR−L及び16SBR−Hのプライマーセットを用いて12種のエビ類をPCR増幅させ、電気泳動に供した結果を図3に示した(写真中、1:クルマエビ;2:ブラックタイガー;3:アキアミ;4:サクラエビ;5:ウチワエビ;6:イセエビ;7:オーストラリアンロブスター;8:バナメイエビ;9:ボタンエビ;10:ホッコクアカエビ;11:ホッカイエビ;12:アカエビを示す。PCR増幅の結果、12種すべてにおいて500−600bpの間にバンドが確認された。そのため、PCR産物をそのままシーケンス反応に供すダイレクトシーケンス法を採用し配列の決定を試みた。その結果、アキアミ、サクラエビ、クルマエビ、ブラックタイガー、ウチワエビ、バナメイエビ、イセエビ及びオーストラリアンロブスターの10種のエビ類に関しては配列の決定を行うことが可能であった。
16S rRNA部分領域における12種のエビ類の塩基配列比較図を図7に示す。図中、一段目から、クルマエビ、ブラックタイガー、アキアミ、サクラエビ、ウチワエビ、イセエビ、オーストラリアンロブスター、バナメイエビ、ボタンエビ、ホッコクアカエビ、ホッカイエビおよびアカエビの配列を表す。また、当該領域を増幅させるために用いた16SAR−L及び16SAR−Lの配列は四角で囲み示した。図7より、当該領域の塩基数は、クルマエビが613bp、ブラックタイガーが612bp、アキアミが569bp、サクラエビが569bp、ウチワエビが558bp、イセエビが566bp、オーストラリアンロブスターが564bp、バナメイエビが565bp、ボタンエビが551bp、ホッコクアカエビが552bp、ホッカイエビが553bp及びアカエビが556bpであった。また、12種のエビ類の塩基配列を比較したところ、12種のエビ類はクルマエビおよびブラックタイガーのグループとその他の10種のエビ類の2つに大きく分けられることが分かった。そのため、12種のエビ類間において保存性の高い配列を見つけ出すことは困難であったことから、各グループからそれぞれプライマーを設計することとした。
(1.エビ類特異プライマーセットの設計)
12種のエビ類の塩基配列が大きく2つのグループに分けられたことから、エビ検出用プライマーとして、クルマエビとブラックタイガーを検出するためのEBI−SP2−F1及びEBI−SP2−R1、その他10種のエビ類のグループを検出するためのEBI−SP1−F1及びEBI−SP1−R1の異なる2つのプライマーセットを設計した。これらのプライマーの増幅領域を図7(16S rRNA部分領域における12種のエビ類の塩基配列比較)において四角く囲み、配列を表4(エビ特異プライマーセットの配列)に示した。それぞれのプライマーセットによる増幅産物は、EBI−SP2−F1及びEBI−SP2−R1が194bp、EBI−SP1−F1及びEBI−SP1−R1が237bpとした。これは、ミトコンドリアDNAが高温・高圧下で断片化する恐れがあることを踏まえて、様々な加工食品に対応させるために、200bp程度の増幅バンドが得られるようにプライマーを設計したためである。
設計したプライマーセットEBI−SP1−F1/EBI−SP1−R1及びEBI−SP2−F1/EBI−SP2−R1がエビ類のみに特異的であるかどうかを確認するため、他の魚介類の中からカツオの配列との比較を行った結果を図8(16S rRNA部分領域におけるカツオとのエビ類の塩基配列比較)に示す。図8には順にカツオ、クルマエビ、ブラックタイガー、サクラエビ及びボタンエビの塩基配列を示した。その結果、EBI−SP1−F1の配列とカツオの配列を比較すると、相同性は非常に低いことが確認された。また、同様にEBI−SP1−R1についてもエビ類に欠損部分が見受けられる個所であったことから相同性は低いことが分かった。一方、EBI−SP2−F1はカツオの配列との相同性が高いことが分かったが、5塩基の差があることから、このプライマーではカツオは検出されないと判断した。また、EBI−SP2−R1については、9塩基の差があったことから同様に問題はないと考えられた。そこで、設計したプライマーを用いて実際に様々な食品でスクリーニングを行い、実用性の検証を行うこととした。
(1.試料)
試料には本実施例で対象とした12種のエビ類の他、他の魚介類として、タコ、ゴマサバ、サーモン、サンマ、ヤリイカ、メカジキ、アンコウ、サワラ、アユ、メバチマグロ、キングサーモン、ニジマス、マダイ、シロサバフグ、さば味噌煮(大西洋サバ)、シログチ冷凍すり身、マサバ(燻製)、アサヒガニ、エガニおよびシャンハイガニを用い、エビ類の加工品として、カップヌードル中のフリーズドライされたピンクエビを用いた。
まず、それぞれのサンプルから、実施例1,「I、3−2」と同様の方法でDNA抽出を行った。その後、それらの鋳型DNAを設計したエビ特異プライマーセットによりPCR増幅させた。今回はプライマーが2セットであるため、各プライマーを等量ずつミックスさせるマルチプレックス法を用いることとした。マルチプレックスPCRには、「Multiplex PCR Assay Kit(TaKaRa)」を用いた。すなわち、1検体あたりのPCR反応液は、0.2mL PCRチューブ中に精製した鋳型DNAを2.5μL、Muliplex PCR Mix1を0.25μL、Muliplex PCR Mix2を12.5μL、各プライマーを0.5μL、合計で25μLになるように滅菌水を加えた。PCRは、94℃で60秒、その後94℃で30秒、50℃で90秒、72℃で90秒を30サイクル行い、その後72℃で10分行い、最後に4℃で保存した。
また、各サンプルのDNA精製度を確認するため、動物DNA検出用プライマーセットを用いてPCR増幅させた。動物DNA検出用プライマーセットの配列および増幅バンド長を表5(動物DNA検出用プライマーの配列)に示す。
EBI−SP1−F1/EBI−SP1−R1及びEBI−SP2−F1/EBI−SP2−R1のミックスプライマーセットを用いて市場で流通するエビ類の加工品及び他の魚介類を用いて実用性の検証を行った結果を表6(エビ特異プライマーセットの市販生鮮品及び加工製品における実用性の検証)に示し、電気泳動図を図9(EBI−SP1−F1/EBI−SP1−R1/EBI−SP2−F1/EBI−SP2−R1のプライマーミックスを用いたエビ類の加工品及び他の魚介類の検出−1)、図10(EBI−SP1−F1/EBI−SP1−R1/EBI−SP2−F1/EBI−SP2−R1のプライマーミックスを用いたエビ類の加工品及び他の魚介類の検出−2)、及び、図11(EBI−SP1−F1/EBI−SP1−R1/EBI−SP2−F1/EBI−SP2−R1のプライマーミックスを用いたエビ類の加工品及び他の魚介類の検出−3)に示す。
Claims (8)
- 配列表の配列番号1、配列番号2、配列番号3、及び配列番号4に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドから構成される、PCR法によるエビ類検出用プライマーセット。
- プライマーセットが、カニ類と区別してエビ類を判別するプライマーセットであることを特徴とする請求項1記載のPCR法によるエビ類検出用プライマーセット。
- PCR法が、マルチプレックスPCRであることを特徴とする請求項1又は2記載のPCR法によるエビ類検出用プライマーセット。
- 試料より抽出したDNAを鋳型として、請求項1記載のプライマーセットを用いてPCR増幅を行い、増幅産物の有無を指標として判別することを特徴とするPCR法によるエビ類の検出方法。
- PCR増幅を、マルチプレックスPCR法を用いて行うことを特徴とする請求項4記載のPCR法によるエビ類の検出方法。
- エビ類の検出が、飲食品中に含まれるエビ類由来の飲食品素材の検出であることを特徴とする請求項4又は5記載のPCR法によるエビ類の検出方法。
- 配列表の配列番号1、配列番号2、配列番号3、及び配列番号4に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドから構成されるプライマーセットを具備することを特徴とするPCR法によるエビ類検出用キット。
- PCR法によるエビ類検出用キットが、マルチプレックスPCR法による検出用キットであることを特徴とする請求項7記載のPCR法によるエビ類検出用キット。
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