JP6093934B2 - 目的の塩基配列を有するｄｎａを１分子含む試料の調製方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を用いた分析法の検出限界の評価、及び、リアルタイムＰＣＲ分析における正確な分子数を規定する検量線の作成を可能とする、目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む試料の調製に関する。
ＰＣＲは、臨床診断や法医学検査、食品分析など幅広い分野において核酸分析技術として利用されている。近年、ＰＣＲ検査を含めた様々な分析について、分析結果の信頼性を保証することが求められており、非特許文献１をはじめとする国際規格が作成されている。国際的な商業活動においては、こうした国際規格を満たした分析により商品の品質管理が行われていることが取引の可否につながる場合もあり、分析の信頼性保証に関連する技術は産業的に重要性が高まっている。
非特許文献１の国際規格では、分析の質の管理のために、分析法の妥当性確認が要求されている。分析法の妥当性確認とは、使用する分析法の性能を客観的に評価し、使用する目的に応じて基準を満たしていることを確認することである。性能評価を行う項目としては、特異性や検出限界などが挙げられる。ＰＣＲ法は、その技術的特性から１分子からのＤＮＡ増幅が可能とされているが（非特許文献２）、ＰＣＲを用いた個別の分析法は、反応液の組成やＰＣＲ装置の性能に応じて１分子からの検出が可能とは必ずしもいうことができないため、分析法毎にＰＣＲ分析の検出限界の評価が必要となっている。ＰＣＲ分析の検出限界の評価には、従来、標的配列を含むプラスミドＤＮＡやゲノムＤＮＡを一定濃度に希釈したＤＮＡ試料が用いられてきた（非特許文献３、４、５、６、７）。具体的には、プラスミドＤＮＡやゲノムＤＮＡが理論的に１〜数分子含まれる程度まで希釈したＤＮＡ溶液試料をＰＣＲで分析し、検出の有無もしくは検出率を調べることで検出限界濃度が評価されている。しかし、１〜数分子のレベルまで希釈された試料を用いる場合、最終的にＰＣＲの反応液中に添加される標的ＤＮＡの分子数はサンプリングの偶然性により一定ではなく、反応液ごとに大きなばらつきを持つことになる。このため、ＰＣＲ分析における検出限界濃度を正確に評価することはこれまで非常に困難となっていた。
リアルタイムＰＣＲは、ＰＣＲの過程でＤＮＡ増幅に対応した蛍光を適時検出する技術で、反応液中の初発鋳型ＤＮＡ分子数の定量測定が可能なことから、ウィルスや微生物、遺伝子組換え農産物の定量検査などに用いられてきている。リアルタイムＰＣＲによる定量的な分析においては、測定結果と標的ＤＮＡの分子数を関連付ける検量線が作成される。従来、この検量線作成にはＰＣＲの標的塩基配列を含むプラスミドＤＮＡもしくはゲノムＤＮＡを段階的に希釈した溶液試料群が標準試料として用いられてきた。しかし、１〜数分子程度と低分子数の試料を用いる場合には、最終的にＰＣＲの反応液中に添加される標的ＤＮＡの分子数は大きなばらつきを持つことになる。このため、低分子数側まで正確に分子数を規定することが可能な検量線を安定的に作成することは困難であった。
以上の通り、ＰＣＲの標的となるＤＮＡの分子数を厳密に規定したＤＮＡ溶液試料は、ＰＣＲを用いた分析法における検出限界の評価やリアルタイムＰＣＲの検量線作成を正確に実施するために必要とされている。
ＩＳＯ／ＩＥＣ１７０２５：２００５， Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ、Ｂｒｕｓｓｅｌｓ， Ｂｅｌｇｉｕｍ．
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ＰＣＲの標的塩基配列を含むプラスミドＤＮＡもしくはゲノムＤＮＡを希釈した溶液試料を用いる従来の方法では、ＰＣＲ分析の検出限界濃度を正確に評価すること、並びに、リアルタイムＰＣＲ分析において低分子数側まで正確な検量線を安定的に作成することは極めて困難であった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、目的の塩基配列を１分子含むＤＮＡ溶液試料を調製することのできる方法を提供することを目的とする。
本発明の方法は、目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む溶液試料を調製する方法であって、前記目的の塩基配列を一部にもつＤＮＡ分子上で前記目的の塩基配列とは異なる塩基配列をリアルタイムＰＣＲで検出し、前記リアルタイムＰＣＲの検出結果に基づいて、前記ＤＮＡ分子が１試料あたり平均１分子以下の濃度で含まれる溶液試料群から、前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料を選別する。
本発明によれば、ＰＣＲ分析における標的ＤＮＡの検出限界濃度の評価や、リアルタイムＰＣＲ分析において正確な分子数を規定する検量線の作成に必要となるＤＮＡ試料を提供することができる。
以下実施例により、詳しく本発明を説明するが、これらの実施例は説明のためのものであり、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例においては、次に示す試料、試薬及び装置を使用した。
＜（１）試薬＞
ｐＵＣ１９ ＤＮＡ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＢａｍＨＩ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
Ｂａｃｔｏ Ｙｅａｓｔ Ｅｘｔｒａｃｔ（Ｂｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）
Ｂａｃｔｏ Ｔｒｙｐｔｏｎｅ（Ｂｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）
塩化ナトリウム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
アガー粉末（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
アンピシリンナトリウム塩（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
エタノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
２−プロパノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
トリス［ヒドロキシメチル］アミノメタン（Ｔｒｉｓ）（試薬特級）（Ｓｉｇｍａ―Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）（試薬特級）（Ｓｉｇｍａ―Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
フェノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
クロロホルム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
イソアミルアルコール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
Ｌｉｇａｔｉｏｎ−Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ Ｋｉｔ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＥＣＯＳ Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＨ５α（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．)
ＧＭトウモロコシ陽性コントロールプラスミド（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＧＭダイズ(ＲＲＳ)陽性コントロールプラスミド（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＣｏｌＥ１ ＤＮＡ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＱＩＡｐｒｅｐ Ｓｐｉｎ Ｍｉｎｉｐｒｅｐ Ｋｉｔ （Ｑｉａｇｅｎ ＧｍｂＨ）
ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔ （Ｑｉａｇｅｎ ＧｍｂＨ）
Ｉｎ−Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ （Ｃｌｏｎｔｅｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
５０×ＴＡＥ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
１０×Ｌｏａｄｉｎｇ ｂｕｆｆｅｒ（Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ Ｉｎｃ．）
アガロースＬＯ３「ＴＡＫＡＲＡ」（Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ Ｉｎｃ．）
ＥｔＢｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ＤＮＡマーカー１ｋｂラダー（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ Ｉｎｃ．）
ＤＮＡマーカー１００ｂｐラダー （Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ Ｉｎｃ．）
ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Inc.）
ＴＨＵＮＤＥＲ Ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ｄＡＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＧＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＣＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＵＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ＲＯＸ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｙｅ （Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ, Ｉｎｃ．)
塩化マグネシウム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
塩化カリウム（試薬特級）（Ｈｉｋｏｔａｒｏ Ｓｈｕｄｚｕｉ Ｃｏ.， Ｌｔｄ．）
Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００ （試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
ＡｍｐｌｉＴａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎc.）
ＧｅｎｅＡｍｐ１０×ＰＣＲ Ｂｕｆｆｅｒ ＩＩ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
ｄＮＴＰ（各２ｍＭ）（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ＫＯＤ−Ｐｌｕｓ−（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
１０×Ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ −Ｐｌｕｓ−（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
２５ｍＭ ＭｇＳＯ4溶液（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
ｐＵＣ１９ ＤＮＡ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＢａｍＨＩ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
Ｂａｃｔｏ Ｙｅａｓｔ Ｅｘｔｒａｃｔ（Ｂｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）
Ｂａｃｔｏ Ｔｒｙｐｔｏｎｅ（Ｂｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）
塩化ナトリウム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
アガー粉末（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
アンピシリンナトリウム塩（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
エタノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
２−プロパノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
トリス［ヒドロキシメチル］アミノメタン（Ｔｒｉｓ）（試薬特級）（Ｓｉｇｍａ―Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）（試薬特級）（Ｓｉｇｍａ―Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ． ＬＬＣ）
フェノール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
クロロホルム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
イソアミルアルコール（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）
Ｌｉｇａｔｉｏｎ−Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ Ｋｉｔ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＥＣＯＳ Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＨ５α（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．)
ＧＭトウモロコシ陽性コントロールプラスミド（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＧＭダイズ(ＲＲＳ)陽性コントロールプラスミド（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＣｏｌＥ１ ＤＮＡ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＱＩＡｐｒｅｐ Ｓｐｉｎ Ｍｉｎｉｐｒｅｐ Ｋｉｔ （Ｑｉａｇｅｎ ＧｍｂＨ）
ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔ （Ｑｉａｇｅｎ ＧｍｂＨ）
Ｉｎ−Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ （Ｃｌｏｎｔｅｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
５０×ＴＡＥ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
１０×Ｌｏａｄｉｎｇ ｂｕｆｆｅｒ（Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ Ｉｎｃ．）
アガロースＬＯ３「ＴＡＫＡＲＡ」（Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ Ｉｎｃ．）
ＥｔＢｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ＤＮＡマーカー１ｋｂラダー（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ Ｉｎｃ．）
ＤＮＡマーカー１００ｂｐラダー （Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ Ｉｎｃ．）
ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Inc.）
ＴＨＵＮＤＥＲ Ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤ （Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ｄＡＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＧＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＣＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ｄＵＴＰ（ＧｅｎｅＡｃｔ， Ｉｎｃ．）
ＲＯＸ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｙｅ （Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ, Ｉｎｃ．)
塩化マグネシウム（試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
塩化カリウム（試薬特級）（Ｈｉｋｏｔａｒｏ Ｓｈｕｄｚｕｉ Ｃｏ.， Ｌｔｄ．）
Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００ （試薬特級）（Ｗａｋｏ ｐｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．）
ＡｍｐｌｉＴａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎc.）
ＧｅｎｅＡｍｐ１０×ＰＣＲ Ｂｕｆｆｅｒ ＩＩ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
ｄＮＴＰ（各２ｍＭ）（Ｎｉｐｐｏｎ ｇｅｎｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ＫＯＤ−Ｐｌｕｓ−（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
１０×Ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ −Ｐｌｕｓ−（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
２５ｍＭ ＭｇＳＯ4溶液（Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）
＜（２）装置＞
タッチミキサーＶＯＲＴＥＸ−ＧＥＮＩＥ２（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
超純水製造装置Ｍｉｌｌｉ−Ｑ Ａｄｖａｎｔａｇｅ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
インキュベーターＢｉｏｓｈａｋｅｒ ＢＲ−２３ＦＨ（ＴＡＩＴＥＣ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
インキュベーターＥＹＥＬＡ ＦＭＣ−１０００（Ｔｏｋｙｏ Ｒｉｋａｋｉｋａｉ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
振とう機ＥＹＥＬＡ Ｍｕｌｔｉｓｈａｋｅｒ ＭＭＳ−３０１０（Ｔｏｋｙｏ Ｒｉｋａｋｉｋａｉ Ｃｏ．， Ｌｔd.）
マイクロ冷却遠心機３７４０（ＫＵＢＯＴＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
分光光度計Ｎａｎｏｄｒｏｐ ＮＤ−１０００（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）
電気泳動装置 Ｍｕｐｉｄ２（Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
画像解析装置 Ｄｅｎｓｉｔｏｇｒａｐｈ（Ａｔｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
サーマルサイクラー ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ ９７００（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
リアルタイムＰＣＲ装置 ＡＢＩ ＰＲＩＳＭ ７９００ＨＴ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
タッチミキサーＶＯＲＴＥＸ−ＧＥＮＩＥ２（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
超純水製造装置Ｍｉｌｌｉ−Ｑ Ａｄｖａｎｔａｇｅ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
インキュベーターＢｉｏｓｈａｋｅｒ ＢＲ−２３ＦＨ（ＴＡＩＴＥＣ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
インキュベーターＥＹＥＬＡ ＦＭＣ−１０００（Ｔｏｋｙｏ Ｒｉｋａｋｉｋａｉ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
振とう機ＥＹＥＬＡ Ｍｕｌｔｉｓｈａｋｅｒ ＭＭＳ−３０１０（Ｔｏｋｙｏ Ｒｉｋａｋｉｋａｉ Ｃｏ．， Ｌｔd.）
マイクロ冷却遠心機３７４０（ＫＵＢＯＴＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
分光光度計Ｎａｎｏｄｒｏｐ ＮＤ−１０００（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）
電気泳動装置 Ｍｕｐｉｄ２（Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
画像解析装置 Ｄｅｎｓｉｔｏｇｒａｐｈ（Ａｔｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
サーマルサイクラー ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ ９７００（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
リアルタイムＰＣＲ装置 ＡＢＩ ＰＲＩＳＭ ７９００ＨＴ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（Ｌｉｆｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）
＜（３）その他＞
ＤＮＡの化学合成は株式会社ファスマックに委託した。ただし、ＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブの化学合成については、ライフテクノロジーズへ委託した。
ＤＮＡの化学合成は株式会社ファスマックに委託した。ただし、ＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブの化学合成については、ライフテクノロジーズへ委託した。
＜人工塩基配列Ａｒｔ１を含むプラスミドＤＮＡの調製＞
５’側末端がリン酸基で修飾された４種類のオリゴＤＮＡ（表１）を合成した。各合成ＤＮＡを２００ｆｍｏｌ、ＢａｍＨＩで切断処理したｐＵＣ１９ベクター１００ｎｇ、Ｌｉｇａｔｉｏｎ−Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ Ｋｉｔ中の２×Ｌｉｇａｔｉｏｎ ｍｉｘを半量含む１０μＬの反応液を調製した。この反応液を１６℃で３０分間保持し、ライゲーション反応を行った。この溶液をＥＣＯＳ Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＨ５αにトランスフォーメーションし、コロニーを得た。得られた形質転換体はそれぞれのコロニーについてコロニーダイレクトＰＣＲを行い、正しい形質転換体を選択した。即ち、ＧｅｎｅＡｍｐ １０×ＰＣＲ Ｂｕｆｆｅｒ ＩＩを２．５μＬ、ＭｇＣｌ2を１．５ｍＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、Ａｍｐｌｉｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅを０．６２５ ｕｎｉｔｓ、塩基配列ＴＧＣＴＧＣＡＡＧＧＣＧＡＴＴＡＡＧＴＴＧＧ（配列番号５）を有するＭ１３フォワードプライマー及び塩基配列ＴＣＣＧＧＣＴＣＧＴＡＴＧＴＴＧＴＧＴＧＧ（配列番号６）を有するＭ１３リバースプライマーを各０．５μＭを含むよう全量２５μＬの反応液を調製した。この反応液に爪楊枝で拾い上げたコロニーを懸濁した。反応条件は９５℃で５分間保持した後、以後９５℃３０秒、５０℃３０秒、７２℃３０秒を１サイクルとして３０サイクルの反復を行い、３０サイクル終了後に７２℃で７分間保持した後、４℃に保持した。ＥｔＢｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎを添加した１％アガロースゲルを用いて、ＰＣＲ増幅産物を電気泳動し、設計と合致する増幅産物が認められた大腸菌株を選抜した。この大腸菌株を５ｍＬのアンピシリン含有Ｌｕｒｉａ Ｂｅｒｔａｎｉ（ＬＢ）液体培地（１Ｌあたりの組成：Ｂａｃｔｏ Ｔｒｙｐｔｏｎｅ １０ｇ、Ｂａｃｔｏ Ｙｅａｓｔ Ｅｘｔｒａｃｔ ５ｇ、塩化ナトリウム１０ｇ、アンピシリンナトリウム塩５０ｍｇ）中で３７℃一晩培養した。培養した大腸菌株からＱＩＡｐｒｅｐ Ｓｐｉｎ Ｍｉｎｉｐｒｅｐ ｋｉｔにてプラスミドを精製した。プラスミドの抽出はキット添付のプロトコールに従った。得られたプラスミドのＢａｍＨＩサイト内に配列番号７の人工的な塩基配列Ａｒｔ１が正確に挿入されていることを確認し、ｐＡｒｔ１プラスミドとした。
５’側末端がリン酸基で修飾された４種類のオリゴＤＮＡ（表１）を合成した。各合成ＤＮＡを２００ｆｍｏｌ、ＢａｍＨＩで切断処理したｐＵＣ１９ベクター１００ｎｇ、Ｌｉｇａｔｉｏｎ−Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ Ｋｉｔ中の２×Ｌｉｇａｔｉｏｎ ｍｉｘを半量含む１０μＬの反応液を調製した。この反応液を１６℃で３０分間保持し、ライゲーション反応を行った。この溶液をＥＣＯＳ Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＨ５αにトランスフォーメーションし、コロニーを得た。得られた形質転換体はそれぞれのコロニーについてコロニーダイレクトＰＣＲを行い、正しい形質転換体を選択した。即ち、ＧｅｎｅＡｍｐ １０×ＰＣＲ Ｂｕｆｆｅｒ ＩＩを２．５μＬ、ＭｇＣｌ2を１．５ｍＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、Ａｍｐｌｉｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅを０．６２５ ｕｎｉｔｓ、塩基配列ＴＧＣＴＧＣＡＡＧＧＣＧＡＴＴＡＡＧＴＴＧＧ（配列番号５）を有するＭ１３フォワードプライマー及び塩基配列ＴＣＣＧＧＣＴＣＧＴＡＴＧＴＴＧＴＧＴＧＧ（配列番号６）を有するＭ１３リバースプライマーを各０．５μＭを含むよう全量２５μＬの反応液を調製した。この反応液に爪楊枝で拾い上げたコロニーを懸濁した。反応条件は９５℃で５分間保持した後、以後９５℃３０秒、５０℃３０秒、７２℃３０秒を１サイクルとして３０サイクルの反復を行い、３０サイクル終了後に７２℃で７分間保持した後、４℃に保持した。ＥｔＢｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎを添加した１％アガロースゲルを用いて、ＰＣＲ増幅産物を電気泳動し、設計と合致する増幅産物が認められた大腸菌株を選抜した。この大腸菌株を５ｍＬのアンピシリン含有Ｌｕｒｉａ Ｂｅｒｔａｎｉ（ＬＢ）液体培地（１Ｌあたりの組成：Ｂａｃｔｏ Ｔｒｙｐｔｏｎｅ １０ｇ、Ｂａｃｔｏ Ｙｅａｓｔ Ｅｘｔｒａｃｔ ５ｇ、塩化ナトリウム１０ｇ、アンピシリンナトリウム塩５０ｍｇ）中で３７℃一晩培養した。培養した大腸菌株からＱＩＡｐｒｅｐ Ｓｐｉｎ Ｍｉｎｉｐｒｅｐ ｋｉｔにてプラスミドを精製した。プラスミドの抽出はキット添付のプロトコールに従った。得られたプラスミドのＢａｍＨＩサイト内に配列番号７の人工的な塩基配列Ａｒｔ１が正確に挿入されていることを確認し、ｐＡｒｔ１プラスミドとした。
＜標準ＤＮＡ分子の調製＞
配列番号７の人工塩基配列Ａｒｔ１及び表２に記載の塩基配列ＣａＭＶ、ＴＮＯＳ、Ｐ３５Ｓ、ＳＳＩＩｂ、Ｌｅ１を同一分子内に１つずつ含む２本鎖ＤＮＡを標準ＤＮＡ分子として合成することを試みた。具体的には、図１に模式的に示す手順に従って選定された領域の統合を行った。まず、表3に示したｔａｉｌｅｄプライマーを用いて各種鋳型ＤＮＡからＰＣＲを行い、分子末端に別の増幅産物と相補的な配列を有するＰＣＲ産物を得た。ＰＣＲは、ｔａｉｌｅｄプライマーを各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、鋳型となるＤＮＡを５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。Ａｒｔ１配列の増幅には、ｐＡｒｔ１プラスミド５ｎｇを鋳型とした。ＣａＭＶ配列の増幅には、表２に示したＤＮＡ配列をフォワード側、リバース側ともに化学合成し、各１００ｆｍｏｌ混合物をＰＣＲの鋳型とした。ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＳＳＩＩｂ配列については、ＧＭトウモロコシ陽性コントロールプラスミドを鋳型とした。Ｌｅ１配列の増幅にはＧＭダイズ（ＲＲＳ）陽性コントロールプラスミドを鋳型として用いた。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃ ３０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持した後、４℃に保持した。
配列番号７の人工塩基配列Ａｒｔ１及び表２に記載の塩基配列ＣａＭＶ、ＴＮＯＳ、Ｐ３５Ｓ、ＳＳＩＩｂ、Ｌｅ１を同一分子内に１つずつ含む２本鎖ＤＮＡを標準ＤＮＡ分子として合成することを試みた。具体的には、図１に模式的に示す手順に従って選定された領域の統合を行った。まず、表3に示したｔａｉｌｅｄプライマーを用いて各種鋳型ＤＮＡからＰＣＲを行い、分子末端に別の増幅産物と相補的な配列を有するＰＣＲ産物を得た。ＰＣＲは、ｔａｉｌｅｄプライマーを各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、鋳型となるＤＮＡを５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。Ａｒｔ１配列の増幅には、ｐＡｒｔ１プラスミド５ｎｇを鋳型とした。ＣａＭＶ配列の増幅には、表２に示したＤＮＡ配列をフォワード側、リバース側ともに化学合成し、各１００ｆｍｏｌ混合物をＰＣＲの鋳型とした。ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＳＳＩＩｂ配列については、ＧＭトウモロコシ陽性コントロールプラスミドを鋳型とした。Ｌｅ１配列の増幅にはＧＭダイズ（ＲＲＳ）陽性コントロールプラスミドを鋳型として用いた。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃ ３０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持した後、４℃に保持した。
次に、ＣａＭＶ配列とＴＮＯＳ配列の結合を行った。即ち、先に増幅したＣａＭＶ配列及びＴＮＯＳ配列のＰＣＲ産物を１μＬずつ、ｔａｉｌｅｄプライマーＣａＭＶ２０―５’及びＴＮＯＳ ２０―３’を各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼ ＫＯＤ ｐｌｕｓを１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃ ３０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持したのち、４℃に保持した。増幅産物を電気泳動で確認後、紫外線照射下で標的増幅長をもつバンドをゲルから切出し、ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔを用いて増幅産物を精製した。精製はキットに添付されている標準的な方法に従った。
次に、Ｐ３５Ｓ配列とＳＳＩＩｂ配列の結合を行った。即ち、先に増幅した各々のＰＣＲ産物を１μＬずつ、ｔａｉｌｅｄプライマーＰ３５Ｓ ２０―５’及びＳＳＩＩｂ０１ ２０―３'を各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃３０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持したのち、４℃に保持した。増幅産物を電気泳動で確認後、紫外線照射下で標的増幅長をもつバンドをゲルから切出し、ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔを用いて増幅産物を精製した。精製はキットに添付されている標準的な方法に従った。
次に、ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＳＳＩＩｂ配列からなる４領域の結合を行った。即ち、先に増幅したＣａＭＶ配列及びＴＮＯＳ配列を含むＰＣＲ産物１μＬ、Ｐ３５Ｓ配列及びＳＳＩＩｂ配列を含むＰＣＲ産物を１μＬ、ｔａｉｌｅｄプライマーＣａＭＶ ２０―５'、ＳＳＩＩｂ０１ ２０―３'を各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃４０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持したのち、４℃に保持した。増幅産物を電気泳動で確認後、紫外線照射下で標的増幅長をもつバンドをゲルから切出し、ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔを用いて増幅産物を精製した。
次に、ＣａＭＶ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＴＮＯＳ配列、ＳＳＩＩｂ配列、Ｌｅ１配列からなる５領域の結合を行った。即ち、先に増幅したＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＳＳＩＩｂ配列を含むＰＣＲ産物を１μＬ、Ｌｅ１配列を含むＰＣＲ産物を１μＬ、ｔａｉｌｅｄプライマーＣａＭＶ ２０―５'、Ｌｅ１ ２０―３'を各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃４０秒を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持したのち、４℃に保持した。増幅産物を電気泳動で確認後、紫外線照射下で標的増幅長をもつバンドをゲルから切出し、ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔを用いて増幅産物を精製した。
最後に、Ａｒｔ１配列、ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＳＳＩＩｂ配列、Ｌｅ１配列からなる６領域の結合を行った。即ち、先に増幅したＣａＭＶ配列、Ｐ３５Ｓ配列、ＴＮＯＳ配列、ＳＳＩＩｂ配列、Ｌｅ１配列を含むＰＣＲ産物を１μＬ、Ａｒｔ１を含むＰＣＲ産物を１μＬ、ｔａｉｌｅｄプライマーｔＩＰＣ １―５'、Ｌｅ１ ２０―３'を各０．３μＭ、ｄＮＴＰを２００μＭ、ＭｇＳＯ4を１ｍＭ、１０×ＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ ｆｏｒ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を５μＬ、ＤＮＡポリメラーゼ ＫＯＤ―ｐｌｕｓ―を１ｕｎｉｔ混合したものに蒸留水を加えて、全量５０μＬの反応系とした。反応条件は、９４℃で２分間保持した後、以後９４℃１５秒、６０℃３０秒、６８℃１分を１サイクルとして２５サイクルの反復を行い、２５サイクル終了後に７４℃で２分保持したのち、４℃に保持した。増幅産物を電気泳動で確認後、紫外線照射下で標的増幅長をもつバンドをゲルから切出し、ＱＩＡｑｕｉｃｋ ｇｅｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｋｉｔを用いて増幅産物を精製した。
以上の方法で合成した増幅産物をｐＵＣ１９ベクターとライゲーションした。即ち、ＰＣＲ増幅産物５μＬ、Ｉｎ―Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ中の ５×Ｉｎｆｕｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂｕｆｆｅｒ ２μＬ及びＩｎｆｕｓｉｏｎ ｅｎｚｙｍｅ １μＬ、ｐＵＣ１９ ｖｅｃｔｏｒ ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ １μＬを含む合計１０μＬの反応液を３７℃５分、５０℃５分処理した後、トリス塩酸ＥＤＴＡバッファーを４０μＬ添加した。このライゲーション溶液をＥＣＯＳ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αにトランスフォーメーションし、３７℃一晩静置して形質転換体のコロニーを得た。それぞれのコロニーについてコロニーダイレクトＰＣＲを行い、正しい形質転換体を選択した。即ち、Ｍ１３フォワードプライマー、Ｍ１３リバースプライマーを各０．５μＭ、Ａｍｐｌｉｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅを０．６２５ｕｎｉｔｓ、反応バッファーはＧｅｎｅＡｍｐ １０×ＰＣＲ Ｂｕｆｆｅｒ ＩＩを２．５μＬ用い、ＭｇＣｌ2は反応系あたり１．５ｍＭ、ｄＮＴＰは２００μＭとなるよう調製した。これに蒸留水を加えて、全量２５μＬの反応系とし、この溶液に爪楊枝で拾い上げたコロニーを懸濁した。反応条件は９５℃で５分間保持した後、以後９５℃３０秒、５０℃３０秒、７２℃３０秒を１サイクルとして３０サイクルの反復を行い、３０サイクル終了後に７２℃で７分間保持した後、４℃に保持した。得られた増幅産物をアガロースゲル電気泳動し、設計と合致する増幅産物が認められたコロニーについて５ｍＬのアンピシリン含有ＬＢ液体培地中で３７℃一晩培養した。培養した大腸菌形質転換体からＱＩＡｐｒｅｐ ｓｐｉｎ ｍｉｎｉｐｒｅｐ ｋｉｔにてプラスミドを精製した。プラスミドの抽出はキット添付のプロトコールに従った。得られた増幅産物中に以下の配列番号２５の塩基配列が正確に挿入されていることを確認し、ｐＳＭプラスミドとした。ｐＳＭの構造については図２に模式図を示した。図２に示す分子は、塩基番号４２３番から６２７番にＡｒｔＩ配列、塩基番号６４５番から７３３番にＣａＭＶ配列、塩基番号７４６番から８９６番にＴＮＯＳ配列、塩基番号９０９番から１００９番にＰ３５Ｓ配列、塩基番号１０２２番から１１７２番にＳＳＩＩｂ配列、塩基番号１１７９番から１２９６番にＬｅ１配列が含まれている。図２の分子全体の塩基配列を配列番号２６に記載した。
この分子を以下の実験に使用する際には、制限酵素ＢａｍＨＩで切断、直鎖化した分子を用いた。ｐＳＭプラスミド上に唯一存在するＢａｍＨＩサイトは図２に示した。これにより、Ａｒｔ１配列、ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列の４領域とＳＳＩＩｂ配列、Ｌｅ１配列の２領域が両末端に存在する直鎖ＤＮＡ分子を構築した。以下では、ｐＳＭプラスミドＢａｍＨＩ消化物を標準ＤＮＡ分子として用いた。
＜標準ＤＮＡ分子を一定の分子数含む溶液試料の調製＞
先の通り、調製した標準ＤＮＡ分子溶液のＤＮＡ濃度を分光光度計Ｎａｎｏｄｒｏｐ ＮＤ―１０００にて波長２６０ｎｍにおける吸光度を測定し、吸光度 １＝５０ｎｇ／μＬをもとにＤＮＡの濃度を決定した。２本鎖の標準ＤＮＡ分子は、約１７８６０００の分子量を持つため、そこから溶液中に含まれる分子数を算出した。その後、ＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を用いて、平均して１００，０００、８，０００、６００、５０、８分子／μＬ並びに６５５３、１６３８、４１０、１０２、２５．６、６．４、１．６、０．８、０．４、０．２、０．１分子／μＬとなるよう希釈を行った。
先の通り、調製した標準ＤＮＡ分子溶液のＤＮＡ濃度を分光光度計Ｎａｎｏｄｒｏｐ ＮＤ―１０００にて波長２６０ｎｍにおける吸光度を測定し、吸光度 １＝５０ｎｇ／μＬをもとにＤＮＡの濃度を決定した。２本鎖の標準ＤＮＡ分子は、約１７８６０００の分子量を持つため、そこから溶液中に含まれる分子数を算出した。その後、ＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を用いて、平均して１００，０００、８，０００、６００、５０、８分子／μＬ並びに６５５３、１６３８、４１０、１０２、２５．６、６．４、１．６、０．８、０．４、０．２、０．１分子／μＬとなるよう希釈を行った。
＜限界希釈の確認＞
標準ＤＮＡ分子を６５５３、１６３８、４１０、１０２、２５．６、６．４、１．６、０．８、０．４、０．２、０．１分子含む反応液を調製し、Ｌｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行った。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、ＫＣｌを５０ ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ，ＬＤを０．０３７５Ｕ、塩基配列ＧＣＣＣＴＣＴＡＣＵＣＣＡＣＣＣＣＣＡ（配列番号２７）を有するプライマーＬｅ１ ２―５ｕ及び塩基配列ＧＣＣＣＡＴＣＵＧＣＡＡＧＣＣＴＴＴＴＴ（配列番号２８）を有するプライマーＬｅ１ ２―３ｕを各５００ｎＭ、塩基配列ＡＧＣＴＴＣＧＣＣＧＣＴＴＣＣＴＴＣＡＡＣＴＴＣＡＣ（配列番号２９）を有する蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを２００ｎＭ、鋳型ＤＮＡとして標準ＤＮＡ分子溶液を１μＬを加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。蛍光色素の標識には、５'側をＨＥＸ色素、３‘側をＴＡＭＲＡ色素とした。反応条件は、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。６５５３、１６３８、４１０、１０２分子を含む反応については１２回繰り返し、２５．６、６．４分子を含む反応液については２４回繰り返し１．６、０．８、０．４分子を含む反応については３２回、０．２、０．１分子を含む反応については４８回繰り返しで分析を行った。結果の解析は、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｖｅｒｓｉｏｎ ２．３を用いて、ｄｅｌｔａＲｎ ＶＳ Ｃｙｃｌｅモードで実施した。Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｉｎｅは０．２５６の位置に定め、バックグランドを３から１５サイクルで固定した。分析の結果、図４の増幅曲線が観察され、増幅が確認された回数及び検出率は表４の通りとなった。また、各ＤＮＡ増幅曲線とＴｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｉｎｅが交点をもつサイクル数の値、Ｃｙｃｌｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（Ｃｔ）値については、ＤＮＡの増幅が生じた反応のＣｔ値の平均値及び６５５３分子からの増幅を基準とした際の差（ΔＣｔ値）を表５に示した。ここで、仮に標準ＤＮＡ分子が常に可分の分子数を持つと仮定すると、分子数とΔＣｔ値の関係は図５の通りとなる。一方、分子数と検出率の関係は図６の通りとなる。しかし、実際には、１分子以下は不可分であるため、分子数とΔＣｔ値の関係は理論上図７のようになる。また、分子数と検出率の関係は理論上図８の通りとなる。実際に分析した結果をグラフに示すと図９、図１０のようになり、きわめて理論に合致した結果が得られていることが確認された。以上の結果から、段階希釈試料中に含まれる標準ＤＮＡ分子の数は想定の分子数となっていること、並びに、１分子以下の希釈試料では標準ＤＮＡ分子の数が不可分となり、１分子が含まれる反応液と含まれない反応液に分離することが確認された。
標準ＤＮＡ分子を６５５３、１６３８、４１０、１０２、２５．６、６．４、１．６、０．８、０．４、０．２、０．１分子含む反応液を調製し、Ｌｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行った。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、ＫＣｌを５０ ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ，ＬＤを０．０３７５Ｕ、塩基配列ＧＣＣＣＴＣＴＡＣＵＣＣＡＣＣＣＣＣＡ（配列番号２７）を有するプライマーＬｅ１ ２―５ｕ及び塩基配列ＧＣＣＣＡＴＣＵＧＣＡＡＧＣＣＴＴＴＴＴ（配列番号２８）を有するプライマーＬｅ１ ２―３ｕを各５００ｎＭ、塩基配列ＡＧＣＴＴＣＧＣＣＧＣＴＴＣＣＴＴＣＡＡＣＴＴＣＡＣ（配列番号２９）を有する蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを２００ｎＭ、鋳型ＤＮＡとして標準ＤＮＡ分子溶液を１μＬを加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。蛍光色素の標識には、５'側をＨＥＸ色素、３‘側をＴＡＭＲＡ色素とした。反応条件は、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。６５５３、１６３８、４１０、１０２分子を含む反応については１２回繰り返し、２５．６、６．４分子を含む反応液については２４回繰り返し１．６、０．８、０．４分子を含む反応については３２回、０．２、０．１分子を含む反応については４８回繰り返しで分析を行った。結果の解析は、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｖｅｒｓｉｏｎ ２．３を用いて、ｄｅｌｔａＲｎ ＶＳ Ｃｙｃｌｅモードで実施した。Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｉｎｅは０．２５６の位置に定め、バックグランドを３から１５サイクルで固定した。分析の結果、図４の増幅曲線が観察され、増幅が確認された回数及び検出率は表４の通りとなった。また、各ＤＮＡ増幅曲線とＴｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｉｎｅが交点をもつサイクル数の値、Ｃｙｃｌｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（Ｃｔ）値については、ＤＮＡの増幅が生じた反応のＣｔ値の平均値及び６５５３分子からの増幅を基準とした際の差（ΔＣｔ値）を表５に示した。ここで、仮に標準ＤＮＡ分子が常に可分の分子数を持つと仮定すると、分子数とΔＣｔ値の関係は図５の通りとなる。一方、分子数と検出率の関係は図６の通りとなる。しかし、実際には、１分子以下は不可分であるため、分子数とΔＣｔ値の関係は理論上図７のようになる。また、分子数と検出率の関係は理論上図８の通りとなる。実際に分析した結果をグラフに示すと図９、図１０のようになり、きわめて理論に合致した結果が得られていることが確認された。以上の結果から、段階希釈試料中に含まれる標準ＤＮＡ分子の数は想定の分子数となっていること、並びに、１分子以下の希釈試料では標準ＤＮＡ分子の数が不可分となり、１分子が含まれる反応液と含まれない反応液に分離することが確認された。
＜標準ＤＮＡ分子の１分子検出の確認＞
標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を限界希釈試料とし、それを含む反応液に対してＬｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行った。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、ＫＣｌを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸリファレンスダイ１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、プライマーＬｅ１ ２―５ｕ及びＬｅ１ ２―３ｕを５００ｎＭ、蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを各２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬ加えた液に蒸留水を添加し、全量５ μＬの反応系とした。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、９０ウェルにおいて反応を実施した。また、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液の代わりに、３００分子／μＬ溶液を添加した反応を用意し、陽性コントロールとした。分析の結果、図１１で示した通り、９６ウェルプレート上の５ウェルで限界希釈試料からＤＮＡ増幅曲線が得られた。続いて、各ウェルの反応済み溶液に酵素液及びプライマープローブ溶液を添加し、Ａｒｔ１配列に対してリアルタイムＰＣＲ分析を行った。反応液には、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘを１／２量、塩基配列ＣＣＧＡＧＣＴＴＡＣＡＡＧＧＣＡＧＧＴＴ（配列番号３０）を有するプライマーＩＰＣ １―５'及び塩基配列ＴＧＧＣＴＣＧＴＡＣＡＣＣＡＧＣＡＴＡＣＴＡＧ（配列番号３１）を有するプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、塩基配列ＴＡＧＣＴＴＣＡＡＧＣＡＴＣＴＧＧＣＴＧＴＣＧＧＣ（配列番号３２）を有する蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ含むよう５０μＬの反応液を調製した。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、限界希釈サンプルについて９０ウェル、陽性コントロール１ウェルで反応を実施した。分析の結果、図１２で示したように、９６ウェルプレートの５ウェルで増幅が確認された。これらのウェルは、１度目にＬｅ１配列を標的としてＰＣＲを行った際に増幅が確認されたウェルと完全に一致していた。この結果から、１段階目のＰＣＲにおいて標準ＤＮＡ分子が含まれたウェルが極めて高い確率で検出されていることが確認された。
標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を限界希釈試料とし、それを含む反応液に対してＬｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行った。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、ＫＣｌを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸリファレンスダイ１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ Ｇｏｌｄ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、プライマーＬｅ１ ２―５ｕ及びＬｅ１ ２―３ｕを５００ｎＭ、蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを各２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬ加えた液に蒸留水を添加し、全量５ μＬの反応系とした。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、９０ウェルにおいて反応を実施した。また、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液の代わりに、３００分子／μＬ溶液を添加した反応を用意し、陽性コントロールとした。分析の結果、図１１で示した通り、９６ウェルプレート上の５ウェルで限界希釈試料からＤＮＡ増幅曲線が得られた。続いて、各ウェルの反応済み溶液に酵素液及びプライマープローブ溶液を添加し、Ａｒｔ１配列に対してリアルタイムＰＣＲ分析を行った。反応液には、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘを１／２量、塩基配列ＣＣＧＡＧＣＴＴＡＣＡＡＧＧＣＡＧＧＴＴ（配列番号３０）を有するプライマーＩＰＣ １―５'及び塩基配列ＴＧＧＣＴＣＧＴＡＣＡＣＣＡＧＣＡＴＡＣＴＡＧ（配列番号３１）を有するプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、塩基配列ＴＡＧＣＴＴＣＡＡＧＣＡＴＣＴＧＧＣＴＧＴＣＧＧＣ（配列番号３２）を有する蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ含むよう５０μＬの反応液を調製した。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、限界希釈サンプルについて９０ウェル、陽性コントロール１ウェルで反応を実施した。分析の結果、図１２で示したように、９６ウェルプレートの５ウェルで増幅が確認された。これらのウェルは、１度目にＬｅ１配列を標的としてＰＣＲを行った際に増幅が確認されたウェルと完全に一致していた。この結果から、１段階目のＰＣＲにおいて標準ＤＮＡ分子が含まれたウェルが極めて高い確率で検出されていることが確認された。
＜標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液の調製＞
標準ＤＮＡ分子限界希釈試料（０．１分子／μＬ溶液）を含む反応液に対してＬｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行い、標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料（標準ＤＮＡ１分子溶液）を調製した。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、塩化カリウムを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、プライマーＬｅ１ ２―５ｕ及びＬｅ１ ２―３ｕを５００ｎＭ、蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを各２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬを加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４０サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、９４ウェルにおいて反応を実施した。また、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液の代わりに、３００分子／μＬ溶液を添加した反応を用意し、陽性コントロールとした。分析の結果、図１３で示した通り、９６ウェルプレート上の１０ウェルで限界希釈試料からＤＮＡ増幅曲線が得られた。増幅が得られたウェルには標準ＤＮＡ分子が１分子含まれていることが示唆され、これら増幅ウェルに含まれる溶液を標準ＤＮＡ１分子溶液とした。同様の手法で標準ＤＮＡ１分子溶液を調製し、以後の実験に使用した。
標準ＤＮＡ分子限界希釈試料（０．１分子／μＬ溶液）を含む反応液に対してＬｅ１配列（配列番号１２）を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行い、標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料（標準ＤＮＡ１分子溶液）を調製した。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、塩化カリウムを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、プライマーＬｅ１ ２―５ｕ及びＬｅ１ ２―３ｕを５００ｎＭ、蛍光標識プローブＬｅ１ ２―Ｔａｑ ＨＴを各２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬを加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４０サイクルの反復を行った。９６ウェルプレートの内、９４ウェルにおいて反応を実施した。また、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液の代わりに、３００分子／μＬ溶液を添加した反応を用意し、陽性コントロールとした。分析の結果、図１３で示した通り、９６ウェルプレート上の１０ウェルで限界希釈試料からＤＮＡ増幅曲線が得られた。増幅が得られたウェルには標準ＤＮＡ分子が１分子含まれていることが示唆され、これら増幅ウェルに含まれる溶液を標準ＤＮＡ１分子溶液とした。同様の手法で標準ＤＮＡ１分子溶液を調製し、以後の実験に使用した。
＜標準ＤＮＡ１分子溶液を鋳型としたＰＣＲ増幅＞
調製した標準ＤＮＡ１分子溶液を鋳型として用い、Ａｒｔ１配列に対するリアルタイムＰＣＲ分析を実施した。即ち、標準ＤＮＡ１分子溶液５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘを１／２量、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ、滅菌超純水を添加し、５０μＬの反応液を調製した。蛍光標識プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。陰性コントロールには標準ＤＮＡ１分子溶液の代わりに滅菌超純水を鋳型として用いた。標的毎に標準ＤＮＡ１分子溶液１０サンプル及び陰性コントロール１サンプルについて分析を行った。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。分析の結果として得られたＤＮＡ増幅曲線を図１４に示した。標準ＤＮＡ１分子溶液を含む全ての反応でＤＮＡの増幅が確認された。また、陰性コントロールでＤＮＡの増幅は確認されなかった。以上の結果から、上記＜標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液の調製＞の方法で調製した標準ＤＮＡ１分子溶液中にはほぼ確実にＤＮＡが存在していることが裏付けられた。
調製した標準ＤＮＡ１分子溶液を鋳型として用い、Ａｒｔ１配列に対するリアルタイムＰＣＲ分析を実施した。即ち、標準ＤＮＡ１分子溶液５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘを１／２量、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ、滅菌超純水を添加し、５０μＬの反応液を調製した。蛍光標識プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。陰性コントロールには標準ＤＮＡ１分子溶液の代わりに滅菌超純水を鋳型として用いた。標的毎に標準ＤＮＡ１分子溶液１０サンプル及び陰性コントロール１サンプルについて分析を行った。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。分析の結果として得られたＤＮＡ増幅曲線を図１４に示した。標準ＤＮＡ１分子溶液を含む全ての反応でＤＮＡの増幅が確認された。また、陰性コントロールでＤＮＡの増幅は確認されなかった。以上の結果から、上記＜標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液の調製＞の方法で調製した標準ＤＮＡ１分子溶液中にはほぼ確実にＤＮＡが存在していることが裏付けられた。
＜標準ＤＮＡ１分子溶液を用いたリアルタイムＰＣＲ分析における検量線作成＞
標準ＤＮＡ分子の段階希釈溶液及び１分子溶液を鋳型として、Ａｒｔ１配列、ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列を鋳型としてリアルタイムＰＣＲ分析を行い、分子数とリアルタイムＰＣＲ測定で得られるＣｔ値とを関連付ける検量線を作成した。即ち、鋳型ＤＮＡとして１００，０００、８，０００、６００、５０分子／μＬの標準ＤＮＡ分子段階希釈溶液又は標準ＤＮＡ１分子溶液を５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマー及びリバースプライマーを各５００ｎＭ、蛍光標識プローブを２００ｎＭを含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。Ａｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲには、プライマーＩＰＣ １―５'及びＩＰＣ １―３'、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを用いた。ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列を標的とするプライマー及びプローブの塩基配列は表６に示した。蛍光標識プローブは、基本的に５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。ＣａＭＶ―ＭＧＢプローブについては、５'側をＦＡＭ、３’側をブラックホールクエンチャーで標識したＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブを使用した。各濃度の段階希釈サンプル及び標準ＤＮＡ１分子溶液について３ウェル並行で分析を行った。なお、陰性コントロールにはＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を鋳型ＤＮＡとして使用し、３ウェル並行で分析を行った。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。Ａｒｔ１配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１５に示した。ＣａＭＶ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１６に示した。ＴＮＯＳ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１７に示した。Ｐ３５Ｓ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１８に示した。本発明に基づいて製造した標準ＤＮＡ１分子溶液を使用することで、いずれの標的についても１分子まで定量が可能な正確な検量線を作成しうることが確認された。
標準ＤＮＡ分子の段階希釈溶液及び１分子溶液を鋳型として、Ａｒｔ１配列、ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列を鋳型としてリアルタイムＰＣＲ分析を行い、分子数とリアルタイムＰＣＲ測定で得られるＣｔ値とを関連付ける検量線を作成した。即ち、鋳型ＤＮＡとして１００，０００、８，０００、６００、５０分子／μＬの標準ＤＮＡ分子段階希釈溶液又は標準ＤＮＡ１分子溶液を５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマー及びリバースプライマーを各５００ｎＭ、蛍光標識プローブを２００ｎＭを含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。Ａｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲには、プライマーＩＰＣ １―５'及びＩＰＣ １―３'、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを用いた。ＣａＭＶ配列、ＴＮＯＳ配列、Ｐ３５Ｓ配列を標的とするプライマー及びプローブの塩基配列は表６に示した。蛍光標識プローブは、基本的に５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。ＣａＭＶ―ＭＧＢプローブについては、５'側をＦＡＭ、３’側をブラックホールクエンチャーで標識したＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブを使用した。各濃度の段階希釈サンプル及び標準ＤＮＡ１分子溶液について３ウェル並行で分析を行った。なお、陰性コントロールにはＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を鋳型ＤＮＡとして使用し、３ウェル並行で分析を行った。熱サイクルは、５０℃で２分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。Ａｒｔ１配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１５に示した。ＣａＭＶ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１６に示した。ＴＮＯＳ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１７に示した。Ｐ３５Ｓ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及び検量線は図１８に示した。本発明に基づいて製造した標準ＤＮＡ１分子溶液を使用することで、いずれの標的についても１分子まで定量が可能な正確な検量線を作成しうることが確認された。
＜標準ＤＮＡ１分子溶液によるＰＣＲ装置及び試薬の性能評価＞
標準ＤＮＡ１分子溶液２１試料を添加した９６ウェルＰＣＲプレートを用意し、Ａｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲを行った。即ち、標準ＤＮＡ１分子溶液５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。蛍光標識プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。熱サイクルは、５０℃で１０分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして５０サイクルの反復を行った。リアルタイムＰＣＲによるＤＮＡ増幅曲線の結果は、図１９に示した。また、各増幅産物を電気泳動で分析した結果については図２０に示した。リアルタイムＰＣＲ、電気泳動ともに、２１試料中、２０試料でＤＮＡの増幅が確認された。国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１７０２５では、ある分析法の検出限界濃度は偽陰性率５％以下となる濃度と定義づけられている。本試験における偽陰性率は４．８％（１÷２１×１００）と算出されることから、ＤＮＡ１分子が上記の規格に照らして検出限界濃度以上、すなわち、十分検出可能なレベルの濃度であると判断された。また同時に、本分析に使用した試薬及びＰＣＲ装置が、ＤＮＡ１分子まで検出可能な性能を有することが科学的に示された。以上の通り、本発明の標準ＤＮＡ１分子試料は、ＰＣＲに使用した試薬や装置の性能を客観的に評価する手段としても利用することができる。
標準ＤＮＡ１分子溶液２１試料を添加した９６ウェルＰＣＲプレートを用意し、Ａｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲを行った。即ち、標準ＤＮＡ１分子溶液５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。蛍光標識プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したものを使用した。熱サイクルは、５０℃で１０分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして５０サイクルの反復を行った。リアルタイムＰＣＲによるＤＮＡ増幅曲線の結果は、図１９に示した。また、各増幅産物を電気泳動で分析した結果については図２０に示した。リアルタイムＰＣＲ、電気泳動ともに、２１試料中、２０試料でＤＮＡの増幅が確認された。国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１７０２５では、ある分析法の検出限界濃度は偽陰性率５％以下となる濃度と定義づけられている。本試験における偽陰性率は４．８％（１÷２１×１００）と算出されることから、ＤＮＡ１分子が上記の規格に照らして検出限界濃度以上、すなわち、十分検出可能なレベルの濃度であると判断された。また同時に、本分析に使用した試薬及びＰＣＲ装置が、ＤＮＡ１分子まで検出可能な性能を有することが科学的に示された。以上の通り、本発明の標準ＤＮＡ１分子試料は、ＰＣＲに使用した試薬や装置の性能を客観的に評価する手段としても利用することができる。
＜Ｌｅ１配列以外の塩基配列の検出による標準ＤＮＡ１分子溶液の調製＞
標準ＤＮＡ分子限界希釈試料（０．１分子／μＬ溶液）を含む反応液に対してＡｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行い、標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料（標準ＤＮＡ１分子溶液）を調製した。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、塩化カリウムを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬ加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。プローブは、５'側をＨＥＸ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したＴａｑＭａｎプローブを使用した。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。増幅が得られたウェルの試料を標準ＤＮＡ分子1分子溶液とした。標準ＤＮＡ分子の段階希釈溶液及びＡｒｔ１配列の検出で調製した１分子溶液を鋳型として、ＣａＭＶ配列を標的としてリアルタイムＰＣＲ分析を行い、分子数とリアルタイムＰＣＲ測定で得られるＣｔ値とを関連付ける検量線を作成した。即ち、鋳型ＤＮＡとして１００，０００、８，０００、６００、５０分子／μＬの標準ＤＮＡ分子段階希釈溶液又は標準ＤＮＡ１分子溶液を５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマーＣａＭＶＦ及びリバースプライマーＣａＭＶＲを各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＣａＭＶ−ＭＧＢを２００ｎＭ含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。プライマー及びプローブの塩基配列は表６に示した。プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をブラックホールクエンチャーで標識したＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブを使用した。各濃度の段階希釈サンプル及び標準ＤＮＡ１分子溶液について３ウェル並行で分析を行った。なお、陰性コントロールにはＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を鋳型ＤＮＡとして使用し、３ウェル並行で分析を行った。熱サイクルは、５０℃で１０分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして５０サイクルの反復を行った。ＣａＭＶ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及びそこから導出した検量線は図２１に示した。Ａｒｔ１配列をリアルタイムＰＣＲの検出に用いて標準ＤＮＡ１分子試料を調製した場合にも標準ＤＮＡ１分子試料を調製可能であることが検量線から確認された。また、図３に示した通り、ＣａＭＶ配列とＡｒｔ１配列は隣接している。このように、目的とする塩基配列に隣接する塩基配列を検出に用いた場合にも標準ＤＮＡ１分子試料を調製可能であることが確認された。
標準ＤＮＡ分子限界希釈試料（０．１分子／μＬ溶液）を含む反応液に対してＡｒｔ１配列を標的とするリアルタイムＰＣＲ分析を行い、標準ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料（標準ＤＮＡ１分子溶液）を調製した。即ち、Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ ｐＨ８．０を１０ｍＭ、塩化カリウムを５０ｍＭ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ―１００を０．００５％、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＵＴＰをそれぞれ０．２ｍＭ、ＭｇＣｌ2を２．５ｍＭ、ＲＯＸ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｙｅを１／５０量、ＴＨＵＮＤＥＲ ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ， ＬＤを０．０３７５Ｕ、フォワードプライマーＩＰＣ １―５'及びリバースプライマーＩＰＣ １―３'を各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＩＰＣ １―Ｔａｑを２００ｎＭ、標準ＤＮＡ分子０．１分子／μＬ溶液を１μＬ加えた液に蒸留水を添加し全量５μＬの反応系とした。プローブは、５'側をＨＥＸ、３’側をＴＡＭＲＡで標識したＴａｑＭａｎプローブを使用した。熱サイクルは、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして４５サイクルの反復を行った。増幅が得られたウェルの試料を標準ＤＮＡ分子1分子溶液とした。標準ＤＮＡ分子の段階希釈溶液及びＡｒｔ１配列の検出で調製した１分子溶液を鋳型として、ＣａＭＶ配列を標的としてリアルタイムＰＣＲ分析を行い、分子数とリアルタイムＰＣＲ測定で得られるＣｔ値とを関連付ける検量線を作成した。即ち、鋳型ＤＮＡとして１００，０００、８，０００、６００、５０分子／μＬの標準ＤＮＡ分子段階希釈溶液又は標準ＤＮＡ１分子溶液を５μＬ、ＴａｑＭａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）１／２量、フォワードプライマーＣａＭＶＦ及びリバースプライマーＣａＭＶＲを各５００ｎＭ、蛍光標識プローブＣａＭＶ−ＭＧＢを２００ｎＭ含む液に滅菌超純水を添加し、全体が５０μＬとなるよう反応液を調製した。プライマー及びプローブの塩基配列は表６に示した。プローブは、５'側をＦＡＭ、３’側をブラックホールクエンチャーで標識したＴａｑＭａｎ ＭＧＢプローブを使用した。各濃度の段階希釈サンプル及び標準ＤＮＡ１分子溶液について３ウェル並行で分析を行った。なお、陰性コントロールにはＣｏｌＥ１ ＤＮＡ溶液を鋳型ＤＮＡとして使用し、３ウェル並行で分析を行った。熱サイクルは、５０℃で１０分間、９５℃で１０分間保持した後、９５℃１５秒、６０℃６０秒を１サイクルとして５０サイクルの反復を行った。ＣａＭＶ配列に対するＤＮＡ増幅曲線及びそこから導出した検量線は図２１に示した。Ａｒｔ１配列をリアルタイムＰＣＲの検出に用いて標準ＤＮＡ１分子試料を調製した場合にも標準ＤＮＡ１分子試料を調製可能であることが検量線から確認された。また、図３に示した通り、ＣａＭＶ配列とＡｒｔ１配列は隣接している。このように、目的とする塩基配列に隣接する塩基配列を検出に用いた場合にも標準ＤＮＡ１分子試料を調製可能であることが確認された。
＜乾燥試料、測定試薬キット＞
上記のようにして得られる標準ＤＮＡ１分子試料は、乾燥した試料として提供されてもよい。その場合、上記の標準ＤＮＡ１分子試料を乾燥することにより、目的とする塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む乾燥試料が得られる。また、上記のようにして得られた標準ＤＮＡ１分子試料は、測定試薬キットとして提供されてもよい。例えば、測定試薬キットは、上記の標準ＤＮＡ１分子試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとで構成される。また、測定試薬キットは、上記の乾燥試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとで構成されてもよい。
上記のようにして得られる標準ＤＮＡ１分子試料は、乾燥した試料として提供されてもよい。その場合、上記の標準ＤＮＡ１分子試料を乾燥することにより、目的とする塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む乾燥試料が得られる。また、上記のようにして得られた標準ＤＮＡ１分子試料は、測定試薬キットとして提供されてもよい。例えば、測定試薬キットは、上記の標準ＤＮＡ１分子試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとで構成される。また、測定試薬キットは、上記の乾燥試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとで構成されてもよい。
以上のように、本発明にかかるＤＮＡ溶液試料の調製方法は、目的の塩基配列を１分子含むＤＮＡ溶液試料を調製することができるという効果を有し、有用である。
Claims (8)
- 目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む溶液試料の製造方法であって、
前記製造方法は、
前記目的の塩基配列を一部にもつＤＮＡ分子上で前記目的の塩基配列とは異なる塩基配列をリアルタイムＰＣＲで検出することと、
前記リアルタイムＰＣＲの検出結果から得られるＤＮＡ増幅曲線に基づいてＤＮＡ増幅が確認された溶液試料を、前記ＤＮＡ分子が１試料あたり平均１分子以下の濃度で含まれる溶液試料群から、前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料として選ぶことと、
を含む、溶液試料の製造方法。 - 前記リアルタイムＰＣＲで検出する塩基配列が配列番号１２の塩基配列である、請求項１記載の溶液試料の製造方法。
- 配列番号２７、２８の塩基配列を有するプライマー及び配列番号２９の塩基配列を有する蛍光標識プローブを用いたリアルタイムＰＣＲを用いる、請求項２記載の溶液試料の製造方法。
- 目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む乾燥試料の製造方法であって、
前記製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか記載の製造方法によって製造された溶液試料を乾燥することにより前記乾燥試料を得ることを含む、乾燥試料の製造方法。 - 測定試薬キットの製造方法であって、
前記測定試薬キットは、目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む溶液試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとを備え、
前記製造方法は、
請求項１乃至請求項３のいずれか記載の製造方法によって前記溶液試料を製造することを含む、測定試薬キットの製造方法。 - 測定試薬キットの製造方法であって、
前記測定試薬キットは、目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む乾燥試料と、目的配列検出のためのプライマーセットとを備え、
前記製造方法は、
請求項１乃至請求項３のいずれか記載の製造方法によって製造された溶液試料を乾燥することにより前記乾燥試料を得ることを含む、測定試薬キットの製造方法。 - 目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む溶液試料を用いたＰＣＲ性能評価方法であって、
前記ＰＣＲ性能評価方法は、
前記目的の塩基配列を一部にもつＤＮＡ分子上で前記目的の塩基配列とは異なる塩基配列をリアルタイムＰＣＲで検出することと、
前記リアルタイムＰＣＲの検出結果から得られるＤＮＡ増幅曲線に基づいてＤＮＡ増幅が確認された溶液試料を、前記ＤＮＡ分子が１試料あたり平均１分子以下の濃度で含まれる溶液試料群から、前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料として選ぶことと、
前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料に含まれる前記目的の塩基配列をＰＣＲで検出し、前記検出結果に基づいて前記ＰＣＲの性能を評価することと、
を含む、ＰＣＲ性能評価方法。 - 目的の塩基配列を有するＤＮＡを１分子含む溶液試料を用いた検量線作成方法であって、
前記検量線作成方法は、
前記目的の塩基配列を一部にもつＤＮＡ分子上で前記目的の塩基配列とは異なる塩基配列をリアルタイムＰＣＲで検出することと、
前記リアルタイムＰＣＲの検出結果から得られるＤＮＡ増幅曲線に基づいてＤＮＡ増幅が確認された溶液試料を、前記ＤＮＡ分子が１試料あたり平均１分子以下の濃度で含まれる溶液試料群から、前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料として選ぶことと、
前記ＤＮＡ分子を１分子含む溶液試料に含まれる前記目的の塩基配列をＰＣＲで検出し、前記検出結果に基づいて前記検量線を作成することと、
を含む、検量線作成方法。
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