JP5597939B2 - Method for detecting a target nucleotide sequence using a partially competitive probe - Google Patents

Method for detecting a target nucleotide sequence using a partially competitive probe Download PDF

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本発明は塩基変異部位を有する標的塩基配列の検出方法に関する。具体的には、標的塩基配列の検出において、部分競合型プローブを用いて、高精度かつ高感度に標的塩基配列を検出する方法に関する。  The present invention relates to a method for detecting a target base sequence having a base mutation site. Specifically, the present invention relates to a method for detecting a target base sequence with high accuracy and high sensitivity using a partially competitive probe in detection of the target base sequence.

遺伝子工学において重要な基本的手段の一つとして、試料混合物中に存在する特定の塩基配列を有する核酸の検出がある。特定の塩基配列を有する核酸または遺伝子の存在を検出することで、着目する遺伝子の発現を解明して新規創薬が可能となったり、遺伝子組み換えを用いて目的の遺伝子が導入された細胞や個体を選択することが可能になったり、遺伝子診断により病気の原因となるヒトの遺伝子欠陥や変化を検出して、病気の発症前やその初期段階での診断や予測が可能となったりする。   One of the basic means important in genetic engineering is the detection of a nucleic acid having a specific base sequence present in a sample mixture. By detecting the presence of a nucleic acid or gene having a specific base sequence, the expression of the gene of interest can be elucidated to enable new drug discovery, or cells or individuals into which the target gene has been introduced using genetic recombination Can be selected, or genetic defects or changes in humans that cause illness can be detected by genetic diagnosis, enabling diagnosis and prediction before the onset of the illness or at an early stage.

このように特定の塩基配列の核酸の検出は、遺伝子工学において広く使用されている基本的な手段であり、たとえば次のような方法が知られている。
検出を目的とする標的塩基配列を有する核酸試料に対して、標的塩基配列と相補的な塩基配列を有する核酸プローブを用意する。細胞等から抽出し、電気泳動を行った標的核酸をプロットし、該標的核酸と前記核酸プローブとをハイブリダイズする。該核酸プローブは、検出可能となるように、あらかじめラジオアイソトープ等により標識をしておき、核酸とハイブリダイズした核酸プローブをオートラジオグラフィーにより検出し、標的塩基配列を有する核酸の存在を確認する。この方法はサザンブロッテイング法と呼ばれ、種々の変形をなされつつ、今なお使用されている(たとえば、非特許文献1(494〜500貢)参照)。
Thus, detection of a nucleic acid having a specific base sequence is a basic means widely used in genetic engineering. For example, the following methods are known.
For a nucleic acid sample having a target base sequence for detection, a nucleic acid probe having a base sequence complementary to the target base sequence is prepared. A target nucleic acid extracted from a cell or the like and subjected to electrophoresis is plotted, and the target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe. The nucleic acid probe is labeled with a radioisotope or the like in advance so that it can be detected, and the nucleic acid probe hybridized with the nucleic acid is detected by autoradiography to confirm the presence of the nucleic acid having the target base sequence. This method is called the Southern blotting method and is still used with various modifications (see, for example, Non-Patent Document 1 (494-500 tribute)).

また、特に最近の遺伝子診断技術においては、DNAチップ(DNAマイクロアレイ)が特定の塩基配列を有する核酸の検出に使用されている。DNAチップの基板上には、多数の区画が存在し、区画のそれぞれに種々の塩基配列のDNAプローブが固定化され、アレイ状に配置されている。あらかじめ蛍光色素等により標識された被験者由来の核酸試料を、DNAチップに滴下して、ハイブリダイズする。核酸試料中、DNAプローブが有する塩基配列と相補性のある塩基配列を有する核酸は、ハイブリダイズによりDNAチップ上に固定化される。この固定化された核酸を蛍光色素により検出することで、遺伝子診断を行うことができる。この方法では、核酸の調整、競合的ハイブリダイズによる正規化等の種々の変形が行われている(たとえば、非特許文献1(533〜535貢)参照)。   In particular, in recent genetic diagnosis techniques, a DNA chip (DNA microarray) is used for detecting a nucleic acid having a specific base sequence. A large number of sections exist on the substrate of the DNA chip, and DNA probes having various base sequences are immobilized in each section and arranged in an array. A nucleic acid sample derived from a subject previously labeled with a fluorescent dye or the like is dropped onto a DNA chip and hybridized. In the nucleic acid sample, a nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence of the DNA probe is immobilized on the DNA chip by hybridization. A genetic diagnosis can be performed by detecting the immobilized nucleic acid with a fluorescent dye. In this method, various modifications such as nucleic acid adjustment and normalization by competitive hybridization are performed (see, for example, Non-Patent Document 1 (533-535).

「細胞の分子生物学」第四版、中村桂子・松原謙一監訳、ニュートンプレス刊、2004年"Molecular biology of cells", 4th edition, translated by Keiko Nakamura and Kenichi Matsubara, published by Newton Press, 2004

このように特定の塩基配列を有する核酸の検出において、特異的な認識を可能にする基本原理として、相補的な塩基配列を有する核酸プローブとのハイブリダイズが、永らく利用されてきている。しかしながら、ハイブリダイズによる特定の塩基配列を有する核酸の検出では、非相補的な塩基配列を有する核酸にもハイブリダイズする場合があり、検出精度は必ずしも十分でない。
また、ハイブリダイズによる検出は、ハイブリダイズにより形成される会合体の熱的安定性の差を利用しているものであり、相補的な塩基対形成によるハイブリダイズも、非相補的な塩基対形成を含むハイブリダイズも、その差は熱的安定性の違いに過ぎない。そのため、適切な検出条件は標的塩基配列によって異なり、さらに、適切な条件下でもなお、熱的安定性を変化させる条件は両者に均等に作用する。よって、ハイブリダイズの熱的安定性の差のみを、両者の区別の原理として使用する限りは、検出の特異性と感度のバランスで妥協して一定のノイズを甘受せざるをえない、という問題点がある。
Thus, in the detection of a nucleic acid having a specific base sequence, hybridization with a nucleic acid probe having a complementary base sequence has long been used as a basic principle that enables specific recognition. However, detection of a nucleic acid having a specific base sequence by hybridization may also hybridize to a nucleic acid having a non-complementary base sequence, and detection accuracy is not always sufficient.
The detection by hybridization utilizes the difference in the thermal stability of the aggregate formed by hybridization, and the hybridization by complementary base pairing also forms non-complementary base pairing. The difference is also only a difference in thermal stability. Therefore, appropriate detection conditions vary depending on the target base sequence, and even under appropriate conditions, conditions for changing thermal stability act equally on both. Therefore, as long as only the difference in thermal stability of hybridization is used as the principle of distinction between the two, there is a problem that a certain noise must be accepted by compromising on the balance of detection specificity and sensitivity. There is a point.

さらに近年では、新規創薬や遺伝子検査のために、一塩基置換した塩基配列を有する核酸の検出が求められている。特に、核酸の塩基変異を検出する技術には、医療診断分野での期待が大きい。そのためには、一塩基のみ相違する配列間を識別して検出しうる程度の特異性と、実用可能な感度(S/N比)とを両立させることが必要となる。   Furthermore, in recent years, detection of nucleic acids having a base sequence with a single base substitution has been required for new drug discovery and genetic testing. In particular, the technology for detecting base mutations in nucleic acids has great expectations in the field of medical diagnosis. For this purpose, it is necessary to achieve both a specificity that can distinguish and detect sequences that differ by only one base, and a practical sensitivity (S / N ratio).

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塩基変異部位を有する標的塩基配列を、部分競合型プローブを用いて、高精度かつ高感度に検出する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、標的塩基配列の検出において、簡便かつ効率的に検出できる方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for detecting a target base sequence having a base mutation site with high accuracy and high sensitivity using a partially competitive probe. To do.
Another object of the present invention is to provide a method that allows simple and efficient detection in the detection of a target base sequence.

本発明者らは、標的塩基配列と相補的な塩基配列を有する検出型プローブを用いた検出を、標的塩基配列と塩基変異部位において非相補的な塩基配列を有する部分競合型プローブの存在下で行うことにより、標的塩基配列の検出ノイズが低減され、より高精度かつ高感度に検出しうることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors performed detection using a detection probe having a base sequence complementary to the target base sequence in the presence of a partially competitive probe having a non-complementary base sequence at the target base sequence and the base mutation site. As a result, the detection noise of the target base sequence was reduced, and it was found that detection with higher accuracy and sensitivity was possible, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、下記の特徴を有する標的塩基配列の検出方法を提供するものである。
[1]塩基変異部位を有する標的塩基配列を検出する方法であって、
標的塩基配列中の塩基変異部位を含有する部分配列を、塩基変異含有配列とし、
(a)核酸試料に、検出型プローブと、部分競合型プローブとを添加し、
前記核酸試料中の標的塩基配列を有する標的核酸に、前記検出型プローブと、前記部分競合型プローブとをハイブリダイズさせる工程と、
(b)前記工程(a)の後、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する工程と、を有し、
前記検出型プローブの塩基配列は、標的塩基配列の塩基変異含有配列を含む部分領域と相補的であり、
前記部分競合型プローブの塩基配列は、標的塩基配列の前記塩基変異含有配列を含み前記部分領域とは異なる部分領域と、塩基変異部位以外において相補的であり、かつ、塩基変異部位において非相補的であり、
さらに、下記の(1)または(2)のいずれか一方を充足することを特徴とする、標的塩基配列の検出方法。
(1)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の3’端側においてはハイブリダイズしえないものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の5’端側においてはハイブリダイズしえないものであること。
(2)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の5’端側においてはハイブリダイズしえないものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の3’端側においてはハイブリダイズしえないものであること。
[2]前記塩基変異部位が、前記塩基変異含有配列中のいずれの位置にあってもよいことを特徴とする前記[1]の標的塩基配列の検出方法。
[3]前記工程(b)において、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを、標識物質を用いて検出することを特徴とする前記[1]または[2]の標的塩基配列の検出方法。
[4]前記標識物質が、蛍光色素であることを特徴とする前記[3]の標的塩基配列の検出方法。
[5]前記工程(b)において、標的核酸と検出型プローブと部分競合型プローブとがハイブリダイズした会合体中の、当該標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出することを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかの標的塩基配列の検出方法。
[6]前記工程(b)において、QP(Quenching Probe/Primer)法、または、FRET法を用いて、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出することを特徴とする前記[4]または[5]の標的塩基配列の検出方法。
That is, the present invention provides a method for detecting a target base sequence having the following characteristics.
[1] A method for detecting a target base sequence having a base mutation site,
A partial sequence containing a base mutation site in the target base sequence is a base mutation-containing sequence,
(A) adding a detection probe and a partially competitive probe to a nucleic acid sample;
Hybridizing the detection probe and the partially competitive probe to a target nucleic acid having a target base sequence in the nucleic acid sample;
(B) after the step (a), detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid,
The base sequence of the detection probe is complementary to a partial region containing a base mutation-containing sequence of the target base sequence,
The base sequence of the partial competitive probe is complementary to a partial region different from the partial region including the base mutation-containing sequence of the target base sequence, and non-complementary at the base mutation site. And
Furthermore, either of following (1) or (2) is satisfied, The detection method of a target base sequence characterized by the above-mentioned.
(1) The detection probe can hybridize with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 5 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 3 ′ end side of the base mutation-containing sequence. Yes, the partially competitive probe is capable of hybridizing with the target nucleic acid at the base mutation-containing sequence and its 3 ′ end, but not at the 5 ′ end of the base mutation-containing sequence. There is.
(2) The detection probe is capable of hybridizing with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 3 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 5 ′ end side of the base mutation-containing sequence. Yes, the partially competitive probe can hybridize with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 5 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 3 ′ end side of the base mutation-containing sequence. There is.
[2] The method for detecting a target base sequence according to the above [1], wherein the base mutation site may be in any position in the base mutation-containing sequence.
[3] The above-mentioned [1] or [2], wherein in the step (b), the detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid is detected using a labeling substance. For detecting a target nucleotide sequence of a bacterium.
[4] The method for detecting a target base sequence according to [3], wherein the labeling substance is a fluorescent dye.
[5] A detection probe hybridized with a portion comprising a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid in an assembly in which the target nucleic acid, the detection probe and the partial competition probe were hybridized in the step (b) The method for detecting a target base sequence according to any one of [1] to [4] above, wherein
[6] In the step (b), using the QP (Quenching Probe / Primer) method or the FRET method, detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid The method for detecting a target base sequence according to the above [4] or [5].

本発明の標的塩基配列の検出方法は、部分競合型プローブを用いて、部分的に競合させる方法であるため、標的核酸とプローブとの非相補的なハイブリダイズを低減し、より高精度かつ高感度に標的塩基配列を検出することができる。このため、本発明の標的塩基配列の検出方法は、一塩基多型等の塩基変異の検出に有用であり、医療診断分野等での利用が可能となる。
さらに、非相補的なハイブリダイズを、部分競合型プローブを添加するだけで、洗浄操作をすることなく抑制することが可能であるため、検出の簡便化および効率化が可能となる。
Since the method for detecting a target base sequence of the present invention is a method of partially competing using a partially competitive probe, non-complementary hybridization between the target nucleic acid and the probe is reduced, and the accuracy and performance are increased. The target base sequence can be detected with high sensitivity. Therefore, the target base sequence detection method of the present invention is useful for detecting base mutations such as single nucleotide polymorphisms, and can be used in the field of medical diagnosis and the like.
Furthermore, since non-complementary hybridization can be suppressed without adding a partially competitive probe by simply performing a washing operation, detection can be simplified and efficient.

一塩基変異を有する核酸試料に、検出型プローブと部分競合型プローブとを添加し、標的核酸と両プローブとが存在する状態における会合体形成の模式図である。It is a schematic diagram of aggregate formation in a state where a detection type probe and a partial competition type probe are added to a nucleic acid sample having a single nucleotide mutation, and a target nucleic acid and both probes are present. 一塩基変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。A target nucleic acid (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) or a nucleic acid (Target 2) having a second type sequence, a detection probe (Probe 1), and a partially competitive probe in a target nucleic acid having a single base mutation It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of (Probe2). 挿入変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。In the target nucleic acid having an insertion mutation, a target nucleic acid (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) or a nucleic acid (Target 2) having a second type sequence, a detection probe (Probe 1), a partially competitive probe ( It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of Probe2). 欠失変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。A target nucleic acid (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) or a nucleic acid (Target 2) having a second type sequence, a detection probe (Probe 1), and a partially competitive probe in a target nucleic acid having a deletion mutation It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of (Probe2). 反復配列変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。Target nucleic acid (Target 1) having target base sequence (first type sequence) or nucleic acid (Target 2) having second type sequence, detection type probe (Probe 1), and partial competition type probe It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of (Probe2). 一塩基変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体を、FRET法を用いて検出する際の模式図である。A target nucleic acid (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) or a nucleic acid (Target 2) having a second type sequence, a detection probe (Probe 1), and a partially competitive probe in a target nucleic acid having a single base mutation It is a schematic diagram at the time of detecting the aggregate | assembly which consists of (Probe2) using FRET method. 実施例1において、検出型プローブ(変異型)を用いた場合の、温度変化にともなう検出結果を示した図である。In Example 1, it is the figure which showed the detection result with a temperature change at the time of using a detection type probe (mutant type). 実施例2において、検出型プローブ(野生型)を用いた場合の、温度変化にともなう検出結果を示した図である。In Example 2, it is the figure which showed the detection result with a temperature change at the time of using a detection type probe (wild type).

本発明の標的塩基配列の検出方法は、塩基変異部位を有する標的塩基配列を検出する方法である。   The target base sequence detection method of the present invention is a method for detecting a target base sequence having a base mutation site.

本発明において、塩基変異とは、同一の生物種、または同一の個体において、1以上の塩基配列に相違部位があることをいい、本発明においては、標的塩基配列中の当該相違部位を塩基変異部位という。塩基変異としては、たとえば、一塩基多型(SNP)、挿入変異、欠失変異、反復配列変異等が挙げられる。
また、本発明において、塩基変異検出部位とは、検出型プローブまたは部分競合型プローブの塩基配列中で、標的塩基配列中の塩基変異部位と、塩基対を形成する部位をいう。
In the present invention, the base mutation means that there is a different site in one or more base sequences in the same organism species or the same individual. In the present invention, the base site mutation is performed on the different site in the target base sequence. It is called a part. Examples of the base mutation include single nucleotide polymorphism (SNP), insertion mutation, deletion mutation, and repetitive sequence mutation.
Further, in the present invention, the base mutation detection site refers to a site that forms a base pair with the base mutation site in the target base sequence in the base sequence of the detection probe or the partially competitive probe.

本発明において、標的塩基配列を検出するとは、核酸試料中に含まれている核酸の塩基配列が、標的塩基配列と同一の塩基配列であるか否かを検出することをいう。   In the present invention, detecting the target base sequence means detecting whether or not the base sequence of the nucleic acid contained in the nucleic acid sample is the same base sequence as the target base sequence.

核酸試料中の核酸とは、DNAまたはRNAであれば特に限定されず、天然のものであっても合成されたものであってもよい。天然の核酸としては、たとえば、生物から回収されたゲノムDNA、mRNA、rRNA、hnRNA等がある。また、合成された核酸として、β−シアノエチルホスフォロアミダイト法、DNA固相合成法等の公知の化学的合成法により合成されたDNAや、PCR等の公知の核酸合成法により合成された核酸、逆転写反応により合成されたcDNA等がある。
本明細書中において、標的塩基配列を有する核酸を「標的核酸」という。
The nucleic acid in the nucleic acid sample is not particularly limited as long as it is DNA or RNA, and may be natural or synthesized. Examples of natural nucleic acids include genomic DNA, mRNA, rRNA, hnRNA and the like recovered from living organisms. Moreover, as a synthesized nucleic acid, DNA synthesized by a known chemical synthesis method such as β-cyanoethyl phosphoramidite method, DNA solid phase synthesis method, a nucleic acid synthesized by a known nucleic acid synthesis method such as PCR, Examples include cDNA synthesized by reverse transcription reaction.
In the present specification, a nucleic acid having a target base sequence is referred to as a “target nucleic acid”.

核酸試料とは、核酸を含有する試料であれば、特に限定されるものではなく、動物、植物、微生物、培養細胞等から核酸を抽出したサンプルであることが好ましい。動物等からの核酸の抽出は、フェノール/クロロホルム法等の公知の手法により行うことができる。
なお、核酸試料中に含有される核酸が、二本鎖核酸である場合、あらかじめ一本鎖核酸にしておくことが好ましい。一本鎖核酸を用いることにより、後述する工程(a)において、該一本鎖核酸に、検出型プローブと部分競合型プローブとをハイブリダイズさせることができる。抽出された二本鎖核酸の一本鎖化は、熱エネルギーを加える等の公知の手法により行うことができる。
The nucleic acid sample is not particularly limited as long as it is a sample containing nucleic acid, and is preferably a sample obtained by extracting nucleic acid from animals, plants, microorganisms, cultured cells and the like. Extraction of nucleic acids from animals and the like can be performed by a known method such as a phenol / chloroform method.
In addition, when the nucleic acid contained in a nucleic acid sample is a double stranded nucleic acid, it is preferable to make it a single stranded nucleic acid beforehand. By using a single-stranded nucleic acid, in the step (a) described below, the single-stranded nucleic acid can be hybridized with a detection probe and a partially competitive probe. Single-stranded extraction of the extracted double-stranded nucleic acid can be performed by a known method such as application of thermal energy.

標的塩基配列は、塩基変異部位を含有し、かつ、ハイブリダイゼーション法により検出が可能な程度に塩基配列が明らかになっているものであれば、特に限定されるものではない。
標的塩基配列が含有する塩基変異部位は、遺伝子多型等の先天的な変異の多型部位であってもよく、体細胞変異等の後天的な変異の変異部位であってもよい。
また、標的塩基配列は、1個の塩基変異部位のみを有していてもよく、2個以上の塩基変異部位を有していてもよい。
The target base sequence is not particularly limited as long as it contains a base mutation site and the base sequence is known to the extent that it can be detected by a hybridization method.
The base mutation site contained in the target base sequence may be a polymorphic site of an inherited mutation such as a gene polymorphism, or may be a mutant site of an acquired mutation such as a somatic mutation.
Further, the target base sequence may have only one base mutation site or may have two or more base mutation sites.

本発明において、標的塩基配列中の、塩基変異部位を含有する部分配列を、「塩基変異含有配列」という。なお、標的塩基配列が2個以上の塩基変異部位を有する場合、塩基変異含有配列は、当該標的塩基配列の有する全ての塩基変異部位を包含する。
塩基変異含有配列の長さは、特に限定されるものではなく、標的塩基配列の種類、検出型プローブおよび部分競合型プローブの塩基配列等を考慮して適宜決定することができる。
なお、本発明において、塩基変異部位は、塩基変異含有配列中のいずれの位置にあってもよい。たとえば、塩基変異含有配列の5’ 末端であってもよく、塩基変異含有配列の3’末端であってもよく、塩基変異含有配列の中間部位であってもよい。
In the present invention, a partial sequence containing a base mutation site in a target base sequence is referred to as a “base mutation-containing sequence”. When the target base sequence has two or more base mutation sites, the base mutation-containing sequence includes all base mutation sites of the target base sequence.
The length of the base mutation-containing sequence is not particularly limited, and can be appropriately determined in consideration of the type of the target base sequence, the base sequence of the detection type probe and the partial competition type probe, and the like.
In the present invention, the base mutation site may be located at any position in the base mutation-containing sequence. For example, it may be the 5 ′ end of the base mutation-containing sequence, the 3 ′ end of the base mutation-containing sequence, or the intermediate site of the base mutation-containing sequence.

本発明において、検出型プローブおよび部分競合型プローブは、ヌクレオチド、ヌクレオチドアナログ、およびこれらの修飾体からなる群より選択される1以上がリン酸ジエステル結合により連結したものである。
ここで、ヌクレオチドアナログとは、非天然のヌクレオチドであり、天然のヌクレオチドであるデオキシリボヌクレオチド(DNA)やリボヌクレオチド(RNA)と同様の機能を有するものをいう。すなわち、ヌクレオチドアナログは、ヌクレオチドと同様にリン酸ジエステル結合により鎖を形成することができ、かつ、ヌクレオチドアナログを用いて形成されたプライマーやプローブは、ヌクレオチドのみを用いて形成されたプライマーやプローブと同様に、PCRやハイブリダイズに用いることができる。このようなヌクレオチドアナログとして、例えば、PNA(ポリアミドヌクレオチド誘導体)、LNA(BNA)、ENA(2’−O,4’−C−Ethylene−bridged nucleic acids)、およびこれらの複合体等がある。ここで、PNAは、DNAやRNAのリン酸と5炭糖からなる主鎖をポリアミド鎖に置換したものである。また、LNA(BNA)は、リボヌクレオシドの2’部位の酸素原子と4’部位の炭素原子がメチレンを介して結合している2つの環状構造を持つ化合物である。
ここで、修飾体としては、たとえば、修飾デオキシリボヌクレオチド、修飾リボヌクレオチド、修飾ホスフェート−糖−骨格オリゴヌクレオチド、修飾PNA、修飾LNA(BNA)、修飾ENA等がある。ここで、ヌクレオチドやヌクレオチドアナログの修飾に用いられる物質は、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されるものではなく、ヌクレオチド等の修飾に通常用いられる物質を用いることができる。修飾ヌクレオチドや修飾ヌクレオチドアナログとして、たとえば、アミノ基、カルボキシビニル基、リン酸基、メチル基等の官能基により修飾されたヌクレオチド等、メチル基により2−O−メチル化修飾されたヌクレオチド等、ホスホロチオエート化修飾されたヌクレオチド等、蛍光物質等の後述する標識分子により修飾されたヌクレオチド等がある。
In the present invention, the detection type probe and the partial competition type probe are ones in which one or more selected from the group consisting of nucleotides, nucleotide analogs, and modifications thereof are linked by a phosphodiester bond.
Here, the nucleotide analog is a non-natural nucleotide and has the same function as deoxyribonucleotide (DNA) or ribonucleotide (RNA), which are natural nucleotides. That is, nucleotide analogs can form chains by phosphodiester bonds in the same way as nucleotides, and primers and probes formed using nucleotide analogs are primers and probes formed using only nucleotides. Similarly, it can be used for PCR and hybridization. Examples of such nucleotide analogs include PNA (polyamide nucleotide derivatives), LNA (BNA), ENA (2′-O, 4′-C-Ethylene-bridged nucleic acids), and complexes thereof. Here, PNA is obtained by substituting a main chain composed of phosphoric acid and pentose of DNA or RNA with a polyamide chain. LNA (BNA) is a compound having two cyclic structures in which the oxygen atom at the 2 ′ site of the ribonucleoside and the carbon atom at the 4 ′ site are bonded via methylene.
Here, examples of modified products include modified deoxyribonucleotides, modified ribonucleotides, modified phosphate-sugar-backbone oligonucleotides, modified PNAs, modified LNA (BNA), and modified ENA. Here, the substance used for modification of nucleotides and nucleotide analogs is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and substances usually used for modification of nucleotides and the like can be used. As modified nucleotides and modified nucleotide analogs, for example, nucleotides modified with functional groups such as amino groups, carboxyvinyl groups, phosphate groups, methyl groups, etc., nucleotides modified with 2-O-methylation with methyl groups, phosphorothioates, etc. And nucleotides modified with a labeling molecule such as a fluorescent substance, which will be described later.

検出型プローブは、当該検出型プローブの塩基配列が、標的塩基配列の塩基変異含有配列を含む部分領域と相補的であることを特徴とする。
検出型プローブの塩基配列は、以下の2つの部分配列に分けられる。
(I)標的塩基配列中の塩基変異含有配列と相補的である塩基配列(以下、「(I)配列」ということがある。)。
(II)標的塩基配列中の塩基変異含有配列以外の部分領域と、相補的である塩基配列(以下、「(II)配列」ということがある。)。
The detection probe is characterized in that the base sequence of the detection probe is complementary to a partial region containing a base mutation-containing sequence of the target base sequence.
The base sequence of the detection probe is divided into the following two partial sequences.
(I) A base sequence that is complementary to a base mutation-containing sequence in the target base sequence (hereinafter sometimes referred to as “(I) sequence”).
(II) A base sequence that is complementary to a partial region other than the base mutation-containing sequence in the target base sequence (hereinafter sometimes referred to as “(II) sequence”).

部分競合型プローブは、当該部分競合型プローブの塩基配列が、標的塩基配列の前記塩基変異含有配列を含み、標的塩基配列中の検出型プローブが相補的な部分とは異なる部分領域と、塩基変異部位以外において相補的であり、かつ、塩基変異部位において非相補的であることを特徴とする。
部分競合型プローブの塩基配列は、以下の2つの部分配列に分けられる。
(I’)標的塩基配列中の塩基変異含有配列と、塩基変異部位以外において相補的であり、かつ、塩基変異部位において非相補的である配列(以下、「(I’)配列」ということがある。)。
(II’)標的塩基配列中の塩基変異含有配列以外の塩基配列と相補的である配列(以下、「(II’)配列」ということがある。)。
The partial competition type probe includes a partial region in which the base sequence of the partial competition type probe includes the base mutation-containing sequence of the target base sequence, the detection type probe in the target base sequence is different from the complementary part, and the base mutation It is complementary other than the site and non-complementary at the base mutation site.
The base sequence of the partially competitive probe is divided into the following two partial sequences.
(I ′) a base mutation-containing sequence in the target base sequence and a sequence that is complementary at other than the base mutation site and non-complementary at the base mutation site (hereinafter referred to as “(I ′) sequence”) is there.).
(II ′) A sequence that is complementary to a base sequence other than the base mutation-containing sequence in the target base sequence (hereinafter sometimes referred to as “(II ′) sequence”).

さらに、検出型プローブおよび部分競合型プローブは、下記の(1)または(2)のいずれか一方を充足する。
(1)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるものであること。このとき、(I)配列からなる部分および(I’)配列からなる部分は、それぞれ標的核酸と塩基変異含有領域においてハイブリダイズし、(II)配列からなる部分は、標的核酸と塩基変異含有配列の5’端側からなる部分においてハイブリダイズし、(II’)配列からなる部分は、標的核酸と塩基変異含有配列の3’端側からなる部分においてハイブリダイズする。
(2)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるものであること。このとき、(I)配列からなる部分および(I’)配列からなる部分は、それぞれ標的核酸と塩基変異含有領域においてハイブリダイズし、(II)配列からなる部分は、標的核酸と塩基変異含有配列の3’端側からなる部分においてハイブリダイズし、(II’)配列からなる部分は、標的核酸と塩基変異含有配列の5’端側からなる部分においてハイブリダイズする。
Furthermore, the detection probe and the partially competitive probe satisfy either one of the following (1) or (2).
(1) The detection probe is capable of hybridizing with a target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 5 ′ end thereof, and the partial competition probe comprises a target nucleic acid, the base mutation-containing sequence and It must be able to hybridize at its 3 'end. At this time, the part consisting of (I) sequence and the part consisting of (I ′) sequence hybridize with the target nucleic acid in the base mutation-containing region, respectively, and the part consisting of (II) sequence consists of the target nucleic acid and the base mutation-containing sequence. In the portion consisting of the 5 ′ end, and the portion consisting of the sequence (II ′) hybridizes to the target nucleic acid in the portion consisting of the 3 ′ end of the base mutation-containing sequence.
(2) The detection probe is capable of hybridizing with a target nucleic acid at the base mutation-containing sequence and the 3 ′ end thereof, and the partial competition probe has a target nucleic acid, the base mutation-containing sequence and It must be able to hybridize at its 5 'end. At this time, the part consisting of (I) sequence and the part consisting of (I ′) sequence hybridize with the target nucleic acid in the base mutation-containing region, respectively, and the part consisting of (II) sequence consists of the target nucleic acid and the base mutation-containing sequence. In the portion consisting of the 3 ′ end, and the portion consisting of the sequence (II ′) hybridizes to the target nucleic acid in the portion consisting of the 5 ′ end of the base mutation-containing sequence.

図1は、核酸試料に、検出型プローブと部分競合型プローブとを添加し、標的核酸と両プローブとが存在する状態における会合体形成の模式図である。
標的核酸は、塩基変異含有配列以外の領域において、検出型プローブの(II)配列からなる部分、および部分競合型プローブの(II’)配列からなる部分とハイブリダイズし、3者で会合体を形成する。そして、標的核酸は、塩基変異含有配列において、検出型プローブの(I)配列からなる部分のみならず、部分競合型プローブの(I’)配列からなる部分ともハイブリダイズしうる。よって、核酸試料中には、塩基変異含有配列において標的核酸と検出型プローブとがハイブリダイズしている会合体(B)と、塩基変異含有配列において標的核酸と部分競合型プローブとがハイブリダイズしている会合体(C)とが存在し、図1に示す動的な平衡状態をとる。
本発明では、検出型プローブは、(I)配列中の塩基変異検出部位において、標的核酸と完全に相補的な塩基配列を有し、部分競合型プローブは、(I’)配列中の塩基変異検出部位において、標的核酸と完全に相補的な塩基配列を有しない。そのため、標的核酸の塩基変異含有配列において、検出型プローブと標的核酸との会合体は、部分競合型プローブと標的核酸との会合体よりも、高い熱的安定性を有する。したがって、3者が単独で存在している状態(A)からは、会合体(C)よりも、会合体(B)の方が優先的に形成される。同様に、一度形成された会合体(C)から会合体(B)へ優先的に移行する。
本発明の標的塩基配列の検出方法は、検出型プローブと部分競合型プローブとを用いて、標的核酸に対して、検出型プローブと部分競合型プローブとを競合的にハイブリダイズさせ、図1に示すような動的平衡状態を形成し、優先的に会合体(B)のような塩基変異部位に検出型プローブがハイブリダイズする会合体を形成させるため、標的塩基配列の検出精度が向上すると推定される。
FIG. 1 is a schematic diagram of aggregate formation in a state in which a detection probe and a partially competitive probe are added to a nucleic acid sample, and a target nucleic acid and both probes are present.
The target nucleic acid hybridizes with the part consisting of the (II) sequence of the detection probe and the part consisting of the (II ′) sequence of the partially competitive probe in a region other than the base mutation-containing sequence, Form. The target nucleic acid can hybridize not only with the portion consisting of the (I) sequence of the detection probe but also with the portion consisting of the (I ′) sequence of the partially competitive probe in the base mutation-containing sequence. Therefore, in the nucleic acid sample, the aggregate (B) in which the target nucleic acid and the detection probe are hybridized in the base mutation-containing sequence and the target nucleic acid and the partially competitive probe in the base mutation-containing sequence are hybridized. 1 and the dynamic equilibrium state shown in FIG.
In the present invention, the detection-type probe has a base sequence that is completely complementary to the target nucleic acid at the base mutation detection site in (I) sequence, and the partially competitive probe has the base mutation in (I ′) sequence. It does not have a base sequence that is completely complementary to the target nucleic acid at the detection site. Therefore, in the base mutation-containing sequence of the target nucleic acid, the association between the detection probe and the target nucleic acid has higher thermal stability than the association between the partially competitive probe and the target nucleic acid. Therefore, the aggregate (B) is formed more preferentially than the aggregate (C) from the state (A) where the three members exist alone. Similarly, the aggregate (C) once formed is preferentially transferred to the aggregate (B).
In the method for detecting a target base sequence of the present invention, a detection probe and a partially competitive probe are competitively hybridized to a target nucleic acid using a detection probe and a partially competitive probe. It is presumed that the detection accuracy of the target base sequence is improved by forming a dynamic equilibrium state as shown and preferentially forming an association in which the detection probe hybridizes to the base mutation site such as the association (B). Is done.

本発明において、形成された会合体の熱的安定性が相対的に高いため、検出型プローブが、塩基変異含有配列において標的核酸にハイブリダイズしやすく、また安定的であるため解離しづらいことを、「優先的にハイブリダイズする」という。会合体の熱的安定性は、Tm値等で表され、常法により測定することができる。   In the present invention, since the thermal stability of the formed aggregate is relatively high, the detection probe is easy to hybridize to the target nucleic acid in the base mutation-containing sequence, and is stable and difficult to dissociate. , "Hybridize preferentially". The thermal stability of the aggregate is represented by a Tm value or the like and can be measured by a conventional method.

検出型プローブの長さ、および部分競合型プローブの長さは、標的核酸と検出型プローブとをハイブリダイズさせる反応条件で、標的核酸と部分競合型プローブとのハイブリダイズが可能であり、図1の3者会合体が形成しうるものであれば、特に限定されるものではない。
また、部分競合型プローブの(II’)配列からなる部分の長さは、標的核酸と検出型プローブとをハイブリダイズさせる反応条件で、(II’)配列からなる部分のみで、標的核酸と好適にハイブリダイズできるように調整されていることが好ましい。
The length of the detection type probe and the length of the partial competition type probe can be hybridized between the target nucleic acid and the partial competition type probe under the reaction conditions for hybridizing the target nucleic acid and the detection type probe. As long as the three-party aggregate can be formed, there is no particular limitation.
The length of the portion consisting of the (II ′) sequence of the partially competitive probe is suitable for the target nucleic acid only in the portion consisting of the (II ′) sequence under the reaction conditions for hybridizing the target nucleic acid and the detection probe. It is preferable to be adjusted so that it can be hybridized.

(I’)配列中の塩基変異検出部位の塩基配列は、標的塩基配列と完全に相補的な塩基配列以外であればよく、たとえば、塩基変異部位が2塩基以上からなる場合には、少なくとも1塩基が非相補的であればよい。   (I ′) The base sequence of the base mutation detection site in the sequence may be other than a base sequence that is completely complementary to the target base sequence. For example, when the base mutation site consists of two or more bases, at least 1 It is sufficient if the base is non-complementary.

本発明の標的塩基配列の検出方法は、上記のように塩基変異を有する標的塩基配列の検出において高い精度を有するため、特に遺伝子多型のタイピングに好適に用いることができる。ここで、標的塩基配列が遺伝子変異の一の遺伝子型(以下、「第1型配列」ということがある。)である場合に、(I’)配列中の塩基変異検出部位の塩基配列は、標的塩基配列とは異なる遺伝子型(以下、「第2型配列」ということがある。)の塩基変異部位と相補的であることが好ましい。(I’)配列中の塩基変異検出部位の塩基配列が、他の遺伝子型と相補的であることにより、核酸試料の有する遺伝子型が、検出型プローブと同じであるか、部分競合型プローブと同じであるかを判断することもでき、検出精度がより向上する。   Since the method for detecting a target base sequence of the present invention has high accuracy in detecting a target base sequence having a base mutation as described above, it can be suitably used particularly for gene polymorphism typing. Here, when the target base sequence is one genotype of gene mutation (hereinafter sometimes referred to as “first type sequence”), the base sequence of the base mutation detection site in the sequence (I ′) is: It is preferably complementary to a base mutation site of a genotype different from the target base sequence (hereinafter sometimes referred to as “second type sequence”). (I ′) Since the base sequence of the base mutation detection site in the sequence is complementary to other genotypes, the genotype of the nucleic acid sample is the same as that of the detection type probe, or It is possible to determine whether they are the same, and the detection accuracy is further improved.

すなわち、「第2型配列」とは、標的塩基配列と、塩基変異部位においてのみ異なる塩基配列を有する配列である。たとえば、検出対象である塩基変異が、野生型と変異型の2種類を有する遺伝子多型である場合には、野生型または変異型のいずれか一方の塩基配列を、標的塩基配列(第1型配列)とし、他方の塩基配列を第2型配列とする。一方、がん等においてみられるような正常型と変異型の2種類を有する遺伝子変異である場合には、正常型または変異型のいずれか一方の塩基配列を、標的塩基配列(第1型配列)とし、他方の塩基配列を第2型配列とする。
なお、塩基変異が3種類以上の遺伝子型からなる場合には、任意の異なる2種の遺伝子型の配列を、それぞれ、標的塩基配列(第1型配列)または第2型配列としてよい。
That is, the “second type sequence” is a sequence having a base sequence that differs from the target base sequence only at the base mutation site. For example, when the base mutation to be detected is a gene polymorphism having two types, a wild type and a mutant type, either the wild type or the mutant type is selected as the target base sequence (first type). Sequence) and the other base sequence is the second type sequence. On the other hand, in the case of a gene mutation having two types of normal type and mutant type as seen in cancer, etc., either the normal type or the mutant type base sequence is the target base sequence (first type sequence). ) And the other base sequence is the second type sequence.
In addition, when a base mutation consists of three or more types of genotypes, the sequences of two different genotypes may be the target base sequence (first type sequence) or second type sequence, respectively.

本発明の標的塩基配列の検出方法は、(a)核酸試料に、検出型プローブと、部分競合型プローブとを添加し、前記核酸試料中の標的塩基配列を有する標的核酸に、前記検出型プローブと、前記部分競合型プローブとをハイブリダイズさせる工程と、(b)前記工程(a)の後、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する工程と、を有する。
以下、各工程について説明する。
In the method for detecting a target base sequence of the present invention, (a) a detection type probe and a partial competition type probe are added to a nucleic acid sample, and the detection type probe is added to the target nucleic acid having the target base sequence in the nucleic acid sample. And a step of hybridizing the partially competitive probe, and (b) a step of detecting a detection probe hybridized with a portion comprising a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid after the step (a), Have
Hereinafter, each step will be described.

まず、工程(a)において、核酸試料に、検出型プローブと、部分競合型プローブとを添加し、前記核酸試料中の標的塩基配列を有する標的核酸に、前記検出型プローブと、前記部分競合型プローブとをハイブリダイズさせる。   First, in the step (a), a detection type probe and a partial competition type probe are added to a nucleic acid sample, and the detection type probe and the partial competition type are added to a target nucleic acid having a target base sequence in the nucleic acid sample. Hybridize with the probe.

標的核酸と、検出型プローブと、部分競合型プローブとのハイブリダイズの反応条件は、特に限定されるものではなく、検出型プローブおよび部分競合型プローブのTm値等を考慮した上で、通常の温度、pH、塩濃度、緩衝液等の条件下で行うことができる。
また、ハイブリダイズ反応時は、緩衝作用のある塩を含む反応溶液の中で行われることが好ましい。該反応溶液のpHは、pH6.5〜8.5の範囲であることが好ましく、pH6.7〜7.7の範囲であることがより好ましく、該反応溶液の塩濃度は、5〜250mMの範囲であることが好ましく、10〜100mMの範囲であることがより好ましい。緩衝作用のある塩としては、カコジル酸塩、リン酸塩、トリス塩等が挙げられる。また、反応溶液がアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の塩を含むことが好ましく、塩化ナトリウムおよび/または塩化マグネシウムを含むことがより好ましい。
The reaction conditions for the hybridization of the target nucleic acid, the detection probe, and the partially competitive probe are not particularly limited, and the normal reaction conditions such as the Tm values of the detection probe and the partially competitive probe are considered. The reaction can be performed under conditions such as temperature, pH, salt concentration, and buffer solution.
The hybridization reaction is preferably performed in a reaction solution containing a salt having a buffering action. The pH of the reaction solution is preferably in the range of pH 6.5 to 8.5, more preferably in the range of pH 6.7 to 7.7, and the salt concentration of the reaction solution is 5 to 250 mM. The range is preferable, and the range of 10 to 100 mM is more preferable. Examples of the salt having a buffering action include cacodylate, phosphate, and tris salt. The reaction solution preferably contains an alkali metal and / or alkaline earth metal salt, and more preferably contains sodium chloride and / or magnesium chloride.

次に、工程(b)において、前記工程(a)の後、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する。   Next, in the step (b), after the step (a), a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid is detected.

標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する方法(以下、「会合体検出方法」ということがある。)は、特に限定されるものではなく、会合体の検出に通常使用される方法を用いて行うことができる。
本発明の会合体検出方法は、標識物質を用いたものであることが好ましい。標識物質としては、標的核酸と、検出型プローブおよび部分競合型プローブとのハイブリダイズを妨げないものであれば特に限定されるものではなく、核酸の標識に通常使用される標識物質を用いることができる。このような標識物質として、たとえば、色素等が挙げられる。
本発明の標識物質は、色素であることが好ましく、蛍光色素であることがより好ましい。
なお、各標識物質のプローブへの標識は、有機合成方法等の、通常オリゴヌクレオチドの標識に用いられる方法を用いることにより行うことができる。
The method for detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid (hereinafter sometimes referred to as “aggregate detection method”) is not particularly limited. This can be done using methods commonly used for detection.
The aggregate detection method of the present invention preferably uses a labeling substance. The labeling substance is not particularly limited as long as it does not interfere with the hybridization between the target nucleic acid, the detection probe and the partially competitive probe, and a labeling substance usually used for labeling nucleic acids can be used. it can. Examples of such a labeling substance include a dye.
The labeling substance of the present invention is preferably a dye, and more preferably a fluorescent dye.
The labeling of each labeling substance to the probe can be performed by using a method usually used for labeling an oligonucleotide, such as an organic synthesis method.

蛍光色素を用いた会合体検出方法の好適な方法としては、QP(Quenching Probe/Primer)法を用いた検出、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET;Fluorescence Resonance Energy Transfer)法を用いた検出方法が挙げられる。   Examples of suitable methods for detecting an aggregate using a fluorescent dye include detection using a QP (Quenching Probe / Primer) method and detection using a fluorescence resonance energy transfer (FRET) method. .

QP法は、ある種の蛍光色素に、グアニン塩基が空間的に近接することにより、蛍光が消光することを利用した検出方法である。
本発明の検出型プローブを、グアニン塩基との近接により消光する蛍光色素で標識することにより、検出型プローブと、標的核酸または部分競合型プローブとの近接の有無を検出することができる。該グアニン塩基を有するのは、標的核酸であっても、部分競合型プローブであってもよく、標的核酸であることが好ましい。このとき、検出型プローブは、図1の会合体(B)が形成された場合に消光するように設計されることが好ましい。
The QP method is a detection method that utilizes the fact that fluorescence is quenched when a guanine base is spatially close to a certain fluorescent dye.
By labeling the detection probe of the present invention with a fluorescent dye that quenches upon proximity to a guanine base, the presence or absence of proximity between the detection probe and the target nucleic acid or partially competitive probe can be detected. The guanine base may be a target nucleic acid or a partially competitive probe, and is preferably a target nucleic acid. At this time, it is preferable that the detection probe is designed to be quenched when the aggregate (B) in FIG. 1 is formed.

前記グアニン塩基との近接により消光する蛍光色素としては、QP法に通常使用される蛍光色素を用いて行うことができ、たとえば、BODIPY FL(商品名、インビトロジェン社製)、PACFIC BLUE(商品名、インビトロジェン社製)、CR6G(商品名、インビトロジェン社製)、TAMRA(商品名、インビトロジェン社製)等が挙げられる。   As a fluorescent dye that quenches by the proximity to the guanine base, it can be performed using a fluorescent dye that is usually used in the QP method. Invitrogen), CR6G (trade name, manufactured by Invitrogen), TAMRA (trade name, manufactured by Invitrogen) and the like.

QP法を用いた会合体検出方法の好適な例として、以下のものが挙げられる。
標的塩基配列において、内部にグアニン塩基を有するように塩基変異含有配列を設定し、かつ、検出型プローブは、該標的核酸のグアニン塩基と相補的となる部位に、蛍光色素により標識されたシトシン塩基を有するように、あらかじめ設計する。検出型プローブ、部分競合型プローブ、および標的核酸を用いてハイブリダイズを行い、標的核酸と、検出型プローブとがハイブリダイズした場合は、標識された検出型プローブの蛍光色素と、標的核酸中のグアニン塩基が近接し、蛍光色素の消光が起こる。一方、標的核酸と、部分競合型プローブとがハイブリダイズした場合は、蛍光色素とグアニン塩基は近接せず、蛍光色素の消光は起こらない。
このように、標的核酸と検出型プローブとの近接により、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する場合、標的核酸と部分競合型プローブとのハイブリダイズは、検出には必ずしも必要ではない。
Preferable examples of the aggregate detection method using the QP method include the following.
In the target base sequence, a base mutation-containing sequence is set so as to have a guanine base inside, and the detection probe is a cytosine base labeled with a fluorescent dye at a site complementary to the guanine base of the target nucleic acid. Design in advance to have When hybridization is performed using a detection probe, a partially competitive probe, and a target nucleic acid, and the target nucleic acid and the detection probe are hybridized, the fluorescent dye of the labeled detection probe and the target nucleic acid Guanine bases come close to each other and quenching of the fluorescent dye occurs. On the other hand, when the target nucleic acid and the partially competitive probe are hybridized, the fluorescent dye and the guanine base are not close to each other, and the fluorescent dye is not quenched.
Thus, when detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid due to the proximity of the target nucleic acid and the detection probe, the hybridization between the target nucleic acid and the partially competitive probe is , Not necessarily required for detection.

FRET法は、異なる2種の蛍光色素をドナーおよびアクセプターとして用い、ドナーとアクセプターとが空間的に近接して生じる蛍光共鳴エネルギー転移により、蛍光が消光または発光することを利用した検出方法である。
本発明の検出型プローブを、ドナーまたはアクセプターのいずれか一方で標識し、標的核酸または部分競合型プローブを他方で標識することにより、検出型プローブと、標的核酸または部分競合型プローブとの近接の有無を検出することができる。このとき、両プローブは、図1の会合体(B)が形成された場合に、蛍光共鳴エネルギー転移が生じるように設計されることが好ましい。
The FRET method is a detection method that uses two different types of fluorescent dyes as a donor and an acceptor and quenches or emits fluorescence by fluorescence resonance energy transfer that occurs when the donor and the acceptor are spatially close to each other.
By labeling the detection probe of the present invention with either the donor or the acceptor and labeling the target nucleic acid or the partially competitive probe with the other, the detection probe and the target nucleic acid or the partially competitive probe The presence or absence can be detected. At this time, it is preferable that both probes are designed so that fluorescence resonance energy transfer occurs when the aggregate (B) of FIG. 1 is formed.

ドナーやアクセプターとして機能しうる蛍光色素は、FRET法を行う場合に通常用いられている蛍光色素を適宜使用することができる。たとえば、ドナーとしては、Alexa Fluor(登録商標)488(商品名、インビトロジェン社製)、ATTO 488(商品名、ATTO-TEC GmbH社製)、FAM(商品名、Carboxyfluoresceine)、Hilyte Flour(登録商標)488(商品名、ASI社製)等が挙げられ、アクセプターとしてはAlexa Fluor(登録商標)594(商品名、インビトロジェン社製)、ROX(商品名、Carboxy-X-rhodamine)、BOBO−3(商品名、インビトロジェン社製)、HEX(商品名、インビトロジェン社製)、TAMRA(商品名、インビトロジェン社製)、Hilyte Flour(登録商標)555(商品名、ASI社製)等が挙げられる。   As the fluorescent dye that can function as a donor or an acceptor, a fluorescent dye that is usually used in the FRET method can be used as appropriate. For example, as donors, Alexa Fluor (registered trademark) 488 (trade name, manufactured by Invitrogen), ATTO 488 (trade name, manufactured by ATTO-TEC GmbH), FAM (trade name, Carboxyfluoresceine), and Hylite Flour (registered trademark). 488 (trade name, manufactured by ASI) and the like, and acceptors include Alexa Fluor (registered trademark) 594 (trade name, manufactured by Invitrogen), ROX (trade name, Carboxy-X-rhodamine), BOBO-3 (product) Name, manufactured by Invitrogen), HEX (trade name, manufactured by Invitrogen), TAMRA (trade name, manufactured by Invitrogen), Hilite Floor (registered trademark) 555 (trade name, manufactured by ASI) and the like.

たとえば、一塩基変異を有する標的核酸において、標的塩基配列(第1型配列)の塩基変異含有配列が5’−gtac−3’であり、第2型配列の塩基変異含有配列が5’−gtgc−3’である場合、検出型プローブの塩基変異含有配列は5’−gtac−3’となる。部分競合型プローブの塩基変異含有配列としては、標的塩基配列(第1型配列)の塩基変異部位の塩基配列と非相補的であり、塩基変異検出部位の長さが検出プローブの該部位の長さと同一である5’−gcac−3’、5’−gaac−3’ 、5’−ggac−3’ が好ましく、第2型配列の塩基変異部位の塩基配列と相補的である5’−gcac−3’がより好ましい。
たとえば挿入変異を有する標的核酸において、標的塩基配列(第1型配列)である変異型の塩基変異含有配列が5’−gtac−3’であり、第2型配列である正常型の塩基変異含有配列が5’−gtc−3’である場合、検出型プローブの塩基変異含有配列は5’−gtac−3’となる。部分競合型プローブの塩基変異含有配列としては、第2型配列の塩基変異部位の塩基配列と相補的である5’−gac−3’が好ましい。
たとえば欠失変異を有する標的核酸において、標的塩基配列(第1型配列)である変異型の塩基変異含有配列が5’−gtc−3’であり、第2型配列である正常型の塩基変異含有配列が5’−gtgc−3’である場合、検出型プローブの塩基変異含有配列は5’−gac−3’となる。部分競合型プローブの塩基変異含有配列としては、第2型配列の塩基変異部位の塩基配列と相補的である5’−gcac−3’が好ましい。
また、たとえば反復配列変異を有する標的核酸において、標的塩基配列(第1型配列)である変異型の塩基変異含有配列が5’−atatat−3’であり、第2型配列である正常型の塩基変異含有配列が5’−atat−3’である場合、検出型プローブの塩基変異含有配列は5’−atatat−3’となる。部分競合型プローブの塩基変異含有配列としては、第2型配列の塩基変異部位の塩基配列と相補的である5’−atat−3’が好ましい。
For example, in a target nucleic acid having a single base mutation, the base mutation-containing sequence of the target base sequence (first type sequence) is 5′-gtac-3 ′, and the base mutation-containing sequence of the second type sequence is 5′-gtgc. When it is −3 ′, the base mutation-containing sequence of the detection probe is 5′-gtac-3 ′. The base mutation-containing sequence of the partially competitive probe is non-complementary to the base sequence of the base mutation site of the target base sequence (first type sequence), and the length of the base mutation detection site is the length of the site of the detection probe. 5′-gcac-3 ′, 5′-gaac-3 ′, and 5′-ggac-3 ′, which are identical to each other, are preferably complementary to the base sequence of the base mutation site of the second type sequence. -3 'is more preferable.
For example, in a target nucleic acid having an insertion mutation, the mutant base mutation-containing sequence that is the target base sequence (first type sequence) is 5′-gtac-3 ′, and the second type sequence is a normal base mutation. When the sequence is 5′-gtc-3 ′, the base mutation-containing sequence of the detection probe is 5′-gtac-3 ′. The base mutation-containing sequence of the partially competitive probe is preferably 5′-gac-3 ′ that is complementary to the base sequence of the base mutation site of the second type sequence.
For example, in a target nucleic acid having a deletion mutation, a mutant base mutation-containing sequence that is a target base sequence (first type sequence) is 5′-gtc-3 ′, and a normal base mutation that is a second type sequence When the containing sequence is 5′-gtgc-3 ′, the base mutation-containing sequence of the detection probe is 5′-gac-3 ′. The base mutation-containing sequence of the partially competitive probe is preferably 5′-gcac-3 ′ that is complementary to the base sequence of the base mutation site of the second type sequence.
In addition, for example, in a target nucleic acid having a repetitive sequence mutation, the mutant base mutation-containing sequence that is the target base sequence (first type sequence) is 5′-atatat-3 ′, and the normal type that is the second type sequence. When the base mutation-containing sequence is 5′-atat-3 ′, the base mutation-containing sequence of the detection type probe is 5′-atat-3 ′. As the base mutation-containing sequence of the partially competitive probe, 5′-atat-3 ′ that is complementary to the base sequence of the base mutation site of the second type sequence is preferable.

図2は、一塩基変異を有する標的核酸における、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。
なお、本図では、検出型プローブ(Probe1)がその一端に標識物質として蛍光物質を有し、該蛍光物質により検出を行う方法を採用しているが、本発明の検出方法はこの方法に限られるものではない。図2中、○または□で囲まれた部位が、塩基変異部位または塩基変異検出部位である。標的核酸(Target1)中、塩基が記載されている領域が塩基変異含有配列からなる部分である。
FIG. 2 shows a target nucleic acid having a single base mutation (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) or a nucleic acid having a second type sequence (Target 2), a detection probe (Probe 1), It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of a partial competition type | mold probe (Probe2).
In this figure, the detection probe (Probe 1) has a fluorescent substance as a labeling substance at one end thereof, and a detection method using the fluorescent substance is adopted. However, the detection method of the present invention is not limited to this method. It is not something that can be done. In FIG. 2, the site surrounded by ○ or □ is a base mutation site or a base mutation detection site. In the target nucleic acid (Target 1), the region where the base is described is a portion comprising a base mutation-containing sequence.

ここで、検出型プローブ(Probe1)の塩基配列は、標的塩基配列(第1型配列)と相補的であり、部分競合型プローブ(Probe2)の塩基配列は、第2型配列と相補的である。該検出型プローブ(Probe1)と、該部分競合型プローブ(Probe2)とからなる標的塩基配列核酸検出用プローブセットは、あらかじめ調製された塩基配列の相補性に従い、標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)上または第2型配列を有する核酸(Target2)上で、近接して整列する。
図2の上図に示すように、標的核酸が標的塩基配列(第1型配列)を有する場合、近接して整列した前記プローブセットのうち、標的核酸中の塩基変異含有配列と相補的な塩基配列を有する検出型プローブ(Probe1)が優先的にハイブリダイズする。標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)とハイブリダイズした検出型プローブ(Probe1)は、当該検出型プローブが有する蛍光物質により検出される。
また、図2の下図に示すように、核酸が第2型配列を有する場合、近接して整列した前記プローブセットのうち、核酸中の塩基変異含有配列と相補的な塩基配列を有する部分競合型プローブ(Probe2)が優先的にハイブリダイズする。これにより、検出型プローブ(Probe1)が、第2型配列を有する核酸(Target2)とミスハイブリダイズし、誤って検出されることを防ぐことができる。
ここで、「ミスハイブリダイズ」とは、2種の核酸がハイブリダイズして会合体を形成した際に、該会合体内に非相補的な塩基対を含むことをいう。
Here, the base sequence of the detection probe (Probe 1) is complementary to the target base sequence (first type sequence), and the base sequence of the partially competitive probe (Probe 2) is complementary to the second type sequence. . The target base sequence nucleic acid detection probe set comprising the detection probe (Probe 1) and the partial competition type probe (Probe 2) has a target base sequence (first type sequence) according to the complementarity of the base sequence prepared in advance. Align closely on a target nucleic acid (Target 1) having or a nucleic acid (Target 2) having a second type sequence.
As shown in the upper diagram of FIG. 2, when the target nucleic acid has a target base sequence (first type sequence), bases complementary to the base mutation-containing sequence in the target nucleic acid in the probe sets arranged in close proximity to each other A detection probe (Probe 1) having a sequence hybridizes preferentially. A detection probe (Probe 1) hybridized with a target nucleic acid (Target 1) having a target base sequence (first type sequence) is detected by a fluorescent substance possessed by the detection probe.
In addition, as shown in the lower diagram of FIG. 2, when the nucleic acid has the second type sequence, the partially competitive type having a base sequence complementary to the base mutation-containing sequence in the nucleic acid among the probe sets arranged in close proximity. The probe (Probe 2) hybridizes preferentially. Thereby, it is possible to prevent the detection probe (Probe 1) from being mishybridized with the nucleic acid (Target 2) having the second type sequence and being erroneously detected.
Here, “mishybridization” means that when two nucleic acids are hybridized to form an aggregate, the aggregate contains a non-complementary base pair.

検出型プローブ(Probe1)に標識された蛍光色素等の消光または発光が検出された場合には、該標的核酸中に、該検出型プローブ(Probe1)の塩基配列と相補的な標的塩基配列(第1型配列)を有する標的核酸(Target1)が存在することがわかる。また、消光または発光が検出されなかった場合には、該標的核酸中に、該検出型プローブ(Probe1)の塩基配列と相補的な標的塩基配列(第1型配列)が存在していないことがわかる。   When quenching or luminescence of a fluorescent dye or the like labeled on the detection probe (Probe 1) is detected, a target base sequence (the first base sequence complementary to the base sequence of the detection probe (Probe 1) is included in the target nucleic acid. It can be seen that there is a target nucleic acid (Target 1) having a (type 1 sequence). If quenching or luminescence is not detected, the target nucleic acid may not have a target base sequence (first type sequence) complementary to the base sequence of the detection probe (Probe 1). Recognize.

本発明では、図2に示すように、検出型プローブと、部分競合型プローブとを、標的核酸中の塩基変異含有配列において競合させることで、ミスハイブリダイズによる検出ノイズを低減し、検出の高精度化および高感度化を可能にしている。そして、本発明は、部分競合型プローブを反応溶液に添加するだけで、ミスハイブリダイズを効果的に抑制することができ、簡便かつ効率的である。   In the present invention, as shown in FIG. 2, the detection-type probe and the partial competition-type probe are allowed to compete with each other in the base mutation-containing sequence in the target nucleic acid, thereby reducing detection noise due to mishybridization and increasing detection efficiency. High accuracy and high sensitivity are possible. And this invention can suppress mishybridization effectively only by adding a partial competition type probe to a reaction solution, and is simple and efficient.

図3〜5は、それぞれ、挿入変異、欠失変異、反復配列変異を有する標的核酸における、標的塩基配列を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体の模式図である。図中の説明等については、図2と同様である。
また、図3に示すように、挿入変異を有する標的塩基配列の場合、標的塩基配列の塩基変異部位は、第2型配列の塩基変異部位に塩基が挿入されているものであり、図4に示すように、欠失変異を有する標的塩基配列の場合、標的塩基配列の塩基変異部位は、第2型配列の塩基変異部位から塩基が欠失しているものである。
FIGS. 3 to 5 show a target nucleic acid having a target base sequence (Target 1) or a nucleic acid having a second type sequence (Target 2) and a detection probe in a target nucleic acid having an insertion mutation, a deletion mutation, and a repetitive sequence mutation, respectively. It is a schematic diagram of the aggregate | assembly which consists of (Probe1) and a partial competition type | mold probe (Probe2). The explanation in the figure is the same as in FIG.
Further, as shown in FIG. 3, in the case of a target base sequence having an insertion mutation, the base mutation site of the target base sequence is a base inserted into the base mutation site of the second type sequence. As shown, in the case of a target base sequence having a deletion mutation, the base mutation site of the target base sequence is one in which the base is deleted from the base mutation site of the second type sequence.

FRET法を用いた会合体検出方法の好適な例として、図6に示すものが挙げられる。
図6は、一塩基変異を有する標的核酸における、標的塩基配列を有する標的核酸(Target1)または第2型配列を有する核酸(Target2)と、検出型プローブ(Probe1)と、部分競合型プローブ(Probe2)とからなる会合体を、FRET法を用いて検出した場合の模式図である。図6中、○または□で囲まれた部位が、塩基変異部位または塩基変異検出部位である。標的核酸(Target1)中、塩基が記載されている領域が塩基変異含有配列からなる部分である。
検出型プローブ(Probe1)および部分競合型プローブ(Probe2)は、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分と検出型プローブ(Probe1)とがハイブリダイズした際に近接するようにあらかじめ設計されている。これらのプローブおよび核酸を用いてハイブリダイズを行うと、図6の上図に示すように、標的核酸(Target1)と、検出型プローブ(Probe1)とがハイブリダイズした場合は、これらの蛍光色素が近接し、ドナーの蛍光色素の消光およびアクセプターの蛍光色素の発光が起こる。一方、図6の下図に示すように、第2型配列を有する核酸(Target2)と、部分競合型プローブ(Probe2)とがハイブリダイズした場合は、これらの蛍光色素は近接せず、ドナーの蛍光色素の消光およびアクセプターの蛍光色素の発光は起こらない。
このように、検出型プローブと部分競合型プローブとの近接により、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する場合、標的核酸と検出型プローブと部分競合型プローブとがハイブリダイズした会合体中の、当該標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出することになる。よって、この場合、標的核酸は、検出型プローブとのみならず、部分競合型プローブともハイブリダイズし、3者で会合体を形成している必要がある。
A preferred example of the method for detecting an aggregate using the FRET method is shown in FIG.
FIG. 6 shows a target nucleic acid having a single base mutation (Target 1) having a target base sequence (Target 1) or a nucleic acid having a second type sequence (Target 2), a detection probe (Probe 1), a partially competitive probe (Probe 2). ) Is a schematic diagram in the case of detecting an aggregate consisting of In FIG. 6, a site surrounded by ○ or □ is a base mutation site or a base mutation detection site. In the target nucleic acid (Target 1), the region where the base is described is a portion comprising a base mutation-containing sequence.
The detection type probe (Probe 1) and the partial competition type probe (Probe 2) are designed in advance so as to be close to each other when the portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid and the detection type probe (Probe 1) are hybridized. . When hybridization is performed using these probes and nucleic acids, as shown in the upper diagram of FIG. 6, when the target nucleic acid (Target 1) and the detection probe (Probe 1) are hybridized, these fluorescent dyes In proximity, quenching of the donor fluorescent dye and emission of the acceptor fluorescent dye occur. On the other hand, as shown in the lower diagram of FIG. 6, when a nucleic acid having a second type sequence (Target 2) and a partially competitive probe (Probe 2) are hybridized, these fluorescent dyes are not close to each other, and the fluorescence of the donor Dye quenching and acceptor fluorescent dye emission do not occur.
Thus, when detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid due to the proximity of the detection probe and the partial competition type probe, the target nucleic acid, the detection type probe, and the partial competition type are detected. The detection type probe hybridized with the portion consisting of the base mutation-containing sequence in the target nucleic acid in the aggregate hybridized with the probe is detected. Therefore, in this case, the target nucleic acid needs to hybridize not only with the detection type probe but also with the partial competition type probe to form an aggregate.

本発明において、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを、QP法等の蛍光色素を用いて検出する際には、蛍光強度補正用の色素を反応液に添加して用いることが好ましい。
補正用の色素としては、検出される波長が、前記会合体の検出に用いる蛍光色素の波長とクロスしないものであれば、特に限定されるものではなく、通常使用される蛍光色素を使用することができる。たとえば、Alexa Fluor(登録商標)488(商品名、インビトロジェン社製)、ATTO 488(商品名、ATTO-TEC GmbH社製)、Alexa Fluor(登録商標)594(商品名、インビトロジェン社製)、HEX(商品名、インビトロジェン社製)、TAMRA(商品名、インビトロジェン社製)等が挙げられる。
In the present invention, when a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in a target nucleic acid is detected using a fluorescent dye such as the QP method, a dye for correcting fluorescence intensity is added to the reaction solution And preferably used.
The correction dye is not particularly limited as long as the detected wavelength does not cross the wavelength of the fluorescent dye used for the detection of the aggregate, and a commonly used fluorescent dye should be used. Can do. For example, Alexa Fluor (registered trademark) 488 (trade name, manufactured by Invitrogen), ATTO 488 (trade name, manufactured by ATTO-TEC GmbH), Alexa Fluor (registered trademark) 594 (trade name, manufactured by Invitrogen), HEX ( Trade name, manufactured by Invitrogen), TAMRA (trade name, manufactured by Invitrogen), and the like.

上記会合体検出方法を用いることにより、標的塩基配列が検出されたか否か、つまり、核酸試料中に標的核酸が含まれていたか否かを判断する際には、測定された検出型プローブ量に基づき、標的核酸の有無のみならず、半定量的に核酸試料中の標的塩基配列を検出できる。   When determining whether or not the target base sequence has been detected by using the above-described aggregate detection method, that is, whether or not the target nucleic acid is contained in the nucleic acid sample, the amount of the detected probe is measured. Based on this, it is possible to detect the target base sequence in the nucleic acid sample semi-quantitatively as well as the presence or absence of the target nucleic acid.

本発明において、上記会合体の検出方法の結果を用いて、標的塩基配列を判断する際には、検出精度を向上させるため検量線を用いることが好ましい。検量線は、塩基変異部位の塩基配列および濃度が既知である核酸を核酸試料に代えて用いることにより、作製することができる。また、検量線に代えて、適当な閾値を設定することによっても、標的塩基配列を検出することができる。
また、QP法等の蛍光標識を用いて、会合体を検出する場合には、温度変化による蛍光強度の変化を測定し、塩基配列既知の核酸(コントロール)と比較することによっても、核酸試料中の標的塩基配列を検出することができる。
In the present invention, it is preferable to use a calibration curve in order to improve the detection accuracy when determining the target base sequence using the result of the method for detecting an aggregate. A calibration curve can be prepared by using a nucleic acid whose base sequence and concentration at the base mutation site are known instead of the nucleic acid sample. Also, the target base sequence can be detected by setting an appropriate threshold value instead of the calibration curve.
In addition, when detecting an aggregate using a fluorescent label such as the QP method, a change in fluorescence intensity due to a temperature change is measured and compared with a nucleic acid (control) with a known base sequence. Can be detected.

このように、本発明は、適当な閾値や、検量線を用いることにより、半定量的に標的塩基配列を検出できるため、ヒト等の生物から採取された核酸を用いることにより、当該生物の遺伝子が標的塩基配列の遺伝子型のホモ接合体なのか、ヘテロ接合体なのかをも判別することができる。   As described above, the present invention can detect a target base sequence semi-quantitatively by using an appropriate threshold or a calibration curve. Therefore, by using a nucleic acid collected from an organism such as a human, the gene of the organism can be used. Can be discriminated whether it is a homozygote or a heterozygote of the genotype of the target base sequence.

また、本発明をDNAチップへと応用する場合、通常のハイブリダイズによる検出法等と比較して、温度等のハイブリダイズ条件の選択の自由度が大きく、管理等が容易であるという利点を有し、より広範な用途でのDNAチップの使用が可能となる。たとえば、基板上に多数の検体を配置し、当該基板に対して、検出型プローブと部分競合型プローブとをハイブリダイズさせることにより、多数の検体中の標的塩基配列を一度の操作で簡便に検出することができる。その他、基板上に多数の検出型プローブと部分競合型プローブを混合したものを配置し、当該基板に対して、検体をハイブリダイズさせることにより、検体中の多数の標的塩基配列を検出することもできる。   In addition, when the present invention is applied to a DNA chip, it has the advantage that the degree of freedom of selection of hybridization conditions such as temperature is large and management is easy compared to a detection method by normal hybridization. In addition, the DNA chip can be used for a wider range of applications. For example, by arranging a large number of specimens on a substrate and hybridizing a detection probe and a partially competitive probe to the board, target base sequences in a large number of specimens can be easily detected with a single operation. can do. In addition, it is possible to detect a large number of target base sequences in a sample by placing a mixture of a large number of detection probes and partially competitive probes on a substrate and hybridizing the sample to the substrate. it can.

その他、上記の本発明の標的塩基配列の検出方法に用いられるプローブをキット化することもできる。たとえば、特定の塩基変異を検出するために用いられる検出型プローブおよび部分競合型プローブを一のキットとすることができる。また、該キットには、他の検出用試薬を含めてもよい。このようなキットを用いることにより、迅速かつ簡便に、塩基変異を識別することが可能となる。   In addition, a probe used in the above-described method for detecting a target base sequence of the present invention can be made into a kit. For example, a detection probe and a partial competition probe used for detecting a specific base mutation can be used as one kit. The kit may contain other detection reagents. By using such a kit, base mutations can be identified quickly and easily.

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example.

[実施例1:変異型の検出]
本実施例において用いられるオリゴヌクレオチドは、日本バイオサービス社またはオペロンバイオテクノロジー社より購入したものを使用した。
表1に示す、一塩基変異を有する標的オリゴヌクレオチドであるTarget1(wT49;野生型)およびTarget2(mT49;変異型)、部分競合型プローブであるProbe3(wL27)、および検出型プローブであるProbe4(mR27)を用いて、標的遺伝子配列の変異型の検出を行った。
検出型プローブProbe4は、Target2(変異型)と相補的なプローブであり、該プローブの5’末端のシトシン塩基を、BODIPY FL(商品名、インビトロジェン社製)で標識した。部分競合型プローブProbe3は、Target1(野生型)と相補的なプローブである。
まず、Target2のみからなる変異型ホモ接合体核酸試料(mT)、Target2とTarget1とを1:1の割合で混和してなる変異型/野生型へテロ接合体核酸試料(wT+mT)、およびTarget1のみからなる野生型ホモ接合体核酸試料(wT)を準備した。次いで、検出型プローブおよび部分競合型プローブ(最終濃度各1pmol/μL)に、上記核酸試料のいずれか1種(ホモ接合体は最終濃度2pmol/μL、ヘテロ接合体は最終濃度各1pmol/μL)と、4種のデオキシヌクレオチド三リン酸(最終濃度各250μM)と、蛍光強度補正用蛍光色素Alexa Fluor(登録商標)594(商品名、インビトロジェン社製、最終濃度1pmol/μL)と、反応バッファー10×PCR buffer(100mM Tris−HCl、500mM KCl、15mM MgCl)と、2.5mM dNTP Mixtureとを添加し、反応溶液量が40μLとなるように純水でメスアップし、混和した。また、ネガティブコントロールとして、サンプルの代わりに純水を添加したものを用意した。
次に、該サンプルを、リアルタイムPCR用の検出容器に装填し、QP法を用いて検出を行った。前述のとおり、QP法ではハイブリダイズした場合に、蛍光が消光する。具体的には、35〜95℃でサンプルを昇温し、温度変化に対する蛍光強度をF1(BODIPY検出用、520nm)、およびF2(補正用蛍光色素検出用、640nm)のフィルタを用いて測定した。検出型プローブの蛍光強度(F1)を、補正用蛍光色素の蛍光強度(F2)で補正した結果を、図7に示す。
[Example 1: Detection of mutant type]
The oligonucleotides used in this example were those purchased from Japan Bioservice or Operon Biotechnology.
Table 1 shows target oligonucleotides Target1 (wT49; wild type) and Target2 (mT49; mutant) having a single nucleotide mutation, Probe3 (wL27) as a partial competitive probe, and Probe4 (a detection probe). mR27) was used to detect the mutant form of the target gene sequence.
The detection probe Probe4 is a probe complementary to Target2 (mutant), and the cytosine base at the 5 ′ end of the probe was labeled with BODIPY FL (trade name, manufactured by Invitrogen). The partially competitive probe Probe3 is a probe complementary to Target1 (wild type).
First, a mutant homozygous nucleic acid sample (mT) consisting only of Target2, a mutant / wild-type heterozygous nucleic acid sample (wT + mT) obtained by mixing Target2 and Target1 at a ratio of 1: 1, and only Target1 A wild type homozygous nucleic acid sample (wT) was prepared. Next, the detection type probe and the partially competitive type probe (final concentration of 1 pmol / μL each) are added to any one of the above nucleic acid samples (the homozygote has a final concentration of 2 pmol / μL, and the heterozygote has a final concentration of 1 pmol / μL each). 4 kinds of deoxynucleotide triphosphates (final concentration of 250 μM each), fluorescent dye for correcting fluorescence intensity Alexa Fluor (registered trademark) 594 (trade name, manufactured by Invitrogen, final concentration 1 pmol / μL), and reaction buffer 10 × PCR buffer (100 mM Tris-HCl, 500 mM KCl, 15 mM MgCl 2 ) and 2.5 mM dNTP Mixture were added, and the volume of the reaction solution was adjusted to 40 μL and mixed with pure water. Moreover, what added the pure water instead of the sample was prepared as negative control.
Next, the sample was loaded into a detection container for real-time PCR, and detection was performed using the QP method. As described above, when the QP method is hybridized, the fluorescence is quenched. Specifically, the sample was heated at 35 to 95 ° C., and the fluorescence intensity against the temperature change was measured using F1 (for BODIPY detection, 520 nm) and F2 (for correction fluorescent dye detection, 640 nm) filters. . FIG. 7 shows the result of correcting the fluorescence intensity (F1) of the detection probe with the fluorescence intensity (F2) of the correcting fluorescent dye.

Figure 0005597939
Figure 0005597939

[実施例2:野生型の検出]
部分競合型プローブとして表1に示すProbe1(mL27)を、検出型プローブとして表1に示すProbe2(wR27)を用いた以外は、実施例1と同様にして、標的遺伝子配列の野生型の検出を行った。検出型プローブProbe2は、Target1(野生型)と相補的なプローブであり、該プローブの5’末端のシトシン塩基を、BODIPY FL(商品名、インビトロジェン社製)で標識した。部分競合型プローブProbe1は、Target2(変異型)と相補的なプローブである。
検出型プローブの蛍光強度(F1)を、補正用蛍光色素の蛍光強度(F2)で補正した結果を、図8に示す。
[Example 2: Detection of wild type]
In the same manner as in Example 1 except that Probe 1 (mL27) shown in Table 1 was used as a partially competitive probe and Probe 2 (wR27) shown in Table 1 was used as a detection probe, wild type detection of the target gene sequence was performed. went. The detection probe Probe2 is a probe complementary to Target1 (wild type), and the cytosine base at the 5 ′ end of the probe was labeled with BODIPY FL (trade name, manufactured by Invitrogen). The partially competitive probe Probe1 is a probe complementary to Target2 (mutant type).
FIG. 8 shows the result of correcting the fluorescence intensity (F1) of the detection probe with the fluorescence intensity (F2) of the correcting fluorescent dye.

図7、図8の結果から、検出型プローブと核酸試料との塩基変異種が一致する場合には、検出型プローブと核酸試料の有する核酸とが優先的に結合するため、蛍光強度が小さくなり、かつ検出型プローブと試料との解離温度が高くなるが、一致しない場合には、蛍光強度が高くなり、解離温度が低くなった。また、検出型プローブと核酸試料の有する核酸との塩基変異種が半分のみ一致する場合では、一致する場合と一致しない場合との中間の蛍光強度および解離温度を示した。
上記の結果から、本発明の標的塩基配列の検出方法を用いて、複数種類の塩基変異を有する核酸の標的塩基配列の検出を行うことが可能であり、ジェノタイピングに有用であることが示された。
また、上記の結果は、従来のハイブリダイゼーション法による標的塩基配列の検出方法と比較して、高精度かつ高感度であることがわかった。
From the results of FIGS. 7 and 8, when the base type of the detection probe and the nucleic acid sample match, the detection probe and the nucleic acid of the nucleic acid sample are preferentially bound to each other, so that the fluorescence intensity decreases. In addition, the dissociation temperature between the detection probe and the sample increased, but when they did not match, the fluorescence intensity increased and the dissociation temperature decreased. In addition, in the case where only half of the base variants of the detection probe and the nucleic acid of the nucleic acid sample match, the intermediate fluorescence intensity and dissociation temperature between the case where they match and the case where they do not match are shown.
From the above results, it is shown that the target base sequence of a nucleic acid having a plurality of types of base mutations can be detected using the target base sequence detection method of the present invention, which is useful for genotyping. It was.
In addition, the above results were found to be highly accurate and sensitive as compared with the conventional method for detecting a target base sequence by a hybridization method.

本発明の標的塩基配列の検出方法は、創薬、遺伝子検査、医療診断等の分野で、好適に利用可能である。
The target base sequence detection method of the present invention can be suitably used in fields such as drug discovery, genetic testing, and medical diagnosis.

Claims (6)

塩基変異部位を有する標的塩基配列を検出する方法であって、
標的塩基配列中の塩基変異部位を含有する部分配列を、塩基変異含有配列とし、
(a)核酸試料に、検出型プローブと、部分競合型プローブとを添加し、
前記核酸試料中の標的塩基配列を有する標的核酸に、前記検出型プローブと、前記部分競合型プローブとをハイブリダイズさせる工程と、
(b)前記工程(a)の後、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出する工程と、を有し、
前記検出型プローブの塩基配列は、標的塩基配列の塩基変異含有配列を含む部分領域と相補的であり、
前記部分競合型プローブの塩基配列は、標的塩基配列の前記塩基変異含有配列を含み前記部分領域とは異なる部分領域と、塩基変異部位以外において相補的であり、かつ、塩基変異部位において非相補的であり、
さらに、下記の(1)または(2)のいずれか一方を充足することを特徴とする、標的塩基配列の検出方法。
(1)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の3’端側においてはハイブリダイズしえないものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の5’端側においてはハイブリダイズしえないものであること。
(2)前記検出型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその3’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の5’端側においてはハイブリダイズしえないものであり、前記部分競合型プローブは、標的核酸と、前記塩基変異含有配列およびその5’端側においてハイブリダイズしうるが、前記塩基変異含有配列の3’端側においてはハイブリダイズしえないものであること。
A method for detecting a target base sequence having a base mutation site,
A partial sequence containing a base mutation site in the target base sequence is a base mutation-containing sequence,
(A) adding a detection probe and a partially competitive probe to a nucleic acid sample;
Hybridizing the detection probe and the partially competitive probe to a target nucleic acid having a target base sequence in the nucleic acid sample;
(B) after the step (a), detecting a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid,
The base sequence of the detection probe is complementary to a partial region containing a base mutation-containing sequence of the target base sequence,
The base sequence of the partial competitive probe is complementary to a partial region different from the partial region including the base mutation-containing sequence of the target base sequence, and non-complementary at the base mutation site. And
Furthermore, either of following (1) or (2) is satisfied, The detection method of a target base sequence characterized by the above-mentioned.
(1) The detection probe can hybridize with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 5 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 3 ′ end side of the base mutation-containing sequence. Yes, the partially competitive probe is capable of hybridizing with the target nucleic acid at the base mutation-containing sequence and its 3 ′ end, but not at the 5 ′ end of the base mutation-containing sequence. There is.
(2) The detection probe is capable of hybridizing with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 3 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 5 ′ end side of the base mutation-containing sequence. Yes, the partially competitive probe can hybridize with the target nucleic acid on the base mutation-containing sequence and the 5 ′ end side thereof, but cannot hybridize on the 3 ′ end side of the base mutation-containing sequence. There is.
前記塩基変異部位が、前記塩基変異含有配列中のいずれの位置にあってもよいことを特徴とする請求項1記載の標的塩基配列の検出方法。   The method for detecting a target base sequence according to claim 1, wherein the base mutation site may be located at any position in the base mutation-containing sequence. 前記工程(b)において、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを、標識物質を用いて検出することを特徴とする請求項1または2記載の標的塩基配列の検出方法。   3. The target base sequence according to claim 1, wherein in the step (b), a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid is detected using a labeling substance. Detection method. 前記標識物質が、蛍光色素であることを特徴とする請求項3記載の標的塩基配列の検出方法。   The method for detecting a target base sequence according to claim 3, wherein the labeling substance is a fluorescent dye. 前記工程(b)において、標的核酸と検出型プローブと部分競合型プローブとがハイブリダイズした会合体中の、当該標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の標的塩基配列の検出方法。   In the step (b), a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in the target nucleic acid in an assembly in which the target nucleic acid, the detection probe, and the partially competitive probe are hybridized is detected. The method for detecting a target base sequence according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記工程(b)において、QP(Quenching Probe/Primer)法、または、FRET法を用いて、標的核酸中の塩基変異含有配列からなる部分とハイブリダイズした検出型プローブを検出することを特徴とする請求項4または5記載の標的塩基配列の検出方法。   In the step (b), a detection probe hybridized with a portion consisting of a base mutation-containing sequence in a target nucleic acid is detected using a QP (Quenching Probe / Primer) method or a FRET method. The method for detecting a target base sequence according to claim 4 or 5.
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