JP6262203B2 - Rna完全性の測定方法 - Google Patents
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Description
本発明は生体試料のRNA完全性を定量化する方法、特にmRNA完全性を定量化する方法に関する。本発明の方法は、興味がある試料における、RNA完全性の定量化を容易にするだけでなく、RNA分解の範囲を考慮に入れたmRNA発現の定量化の結果を訂正する手段も提供する。本発明の方法は、より正確にmRNA発現レベルを決定するための手段を提供することなどを含むが、mRNAレベルの変化によって特徴付けられた状態を診断するかまたはモニターすることの文脈においてなど、これらに限定されない様々な用途で有用である。
本明細書における、いかなる先行文献(または、それから得られた情報)または既知のいかなる事象への参照は、先行文献(または、それから得られた情報)または既知の知られている事象が本明細書に関する努力傾注分野における従来技術の一部を形成するということを承認または同意、またはいかなる形式で提案したとみなすべきではない。
本明細書、およびそれに続く請求の範囲の全体を通じて、文脈が別途必要としない限り、「含む」なる語、および「含み」または「含んで」のようなその変化形は、記述された実体または実体群の包含を意味するが、他のいかなる実体または実体群の除外も意味しない。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象(instance)、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
を含む。
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含み得る。
(iii)標準遺伝子から転写された興味のある遺伝子から転写されたRNAを定量化すること、および段階(ii)で決定された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含み得る。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること;
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたmRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該mRNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該mRNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたmRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該mRNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該mRNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること;
(iii)興味のある遺伝子から転写されたおよび標準遺伝子から転写されたRNAを定量化すること、および段階(ii)で算出された完全性の尺度および興味のあるRNAの長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
(i)少なくとも一つのRNA分子の標準定量化を表すRNA発現プロファイリングデータにアクセスすること;
(ii)該RNA分子の各々の事象の完全性の定量的尺度を表すRNA完全性データにアクセスすること、
(iii)RNA分子のそれぞれの分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の一つ以上の長さを表す長さデータにアクセスすること;および
(iv)RNA発現プロファイリングデータ、RNA完全性データおよび長さデータを処理して、該少なくとも一つのRNA分子の該定量化の訂正された値を表す、訂正済RNA発現プロファイリングデータを生成すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定して、該定量的尺度および該長さを表すアッセイデータを生成すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該アッセイデータを処理して該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を表す完全性データを生成すること、
を含む。
(iii)興味のあるRNAを定量化すること;および
(iv)段階(ii)で決定された完全性の尺度および興味のあるRNAの分解関連セグメント(またはそれらの派生物)に対応する長さを用いて該定量化の結果を訂正すること、
を含む。
(i)少なくとも一つのRNA分子の標準定量化を表すRNA発現プロファイリングデータにアクセスする;
(ii)該RNA分子の各々の事象の完全性の定量的尺度を表すRNA完全性データにアクセスする、
(iii)RNA分子のそれぞれの分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の一つ以上の長さを表す長さデータにアクセスする;および
(iv)RNA発現プロファイリングデータ、RNA完全性データおよび長さデータを処理して、該少なくとも一つのRNA分子の該定量化の訂正された値を表す、訂正済RNA発現プロファイリングデータを生成する、
ように設定された、一つ以上のRNA完全性成分を含む、RNA発現プロファイリングシステムが提供される。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定して、該定量的尺度および該長さを表すアッセイデータを生成する、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該アッセイデータを処理して該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を表す完全性データを生成する、
ように設定される。
本発明は、一つは興味のある生体試料のRNA塩基が破損されている確率を測定することに基づくRNA完全性を定量化するための手段の開発を前提とする。この開発は、初めて、興味のある試料における有意でより正確なRNA完全性の定量化、およびさらにこの情報を用いて、分解の度合いについて、同じ試料からの興味のある遺伝子を読み取るRNA発現レベルの定量化を訂正する能力の両方を可能にした。本方法の開発は、より有益で正確なRNA発現データを得ることを可能にし、その結果、RNA発現情報による、診断、予防および治療用途に関する実用性の有意な改善を容易にする。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること;
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたmRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該mRNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該mRNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたmRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該mRNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該mRNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること、
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;
(ii)決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を決定すること;
(iii)興味のある遺伝子から転写されたRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメント(またはそれらの派生物)の長さを用いて結果を訂正すること、
を含む。
1.試料中の興味のあるRNA転写産物の絶対数についての尺度を得る;
1.1もし尺度が、興味のあるRNA転写産物の長さLの完全なセグメントの事象(Stest)の数を直接決定する、高スループットRNAシークエンシングまたはデジタルPCRなどの直接法で得られるのであれば、興味のあるRNA転写の事象(Ntest)の数は:
1.2もし尺度が別個の試料に含まれる既知の量(Nstan)の外部RNA標準に関する相対的定量化を用いて間接的に得られるのであれば、興味のあるRNA転写の事象の数(Ntest)は:
DNAプローブは固体表面にスポットされ、蛍光でラベルされたRNAと接触される。理論的に、参照遺伝子に沿った2つ以上の配列に対応する場所で蛍光を定量化することによって、マイクロアレイで分解を完全に測定できるが、これは、非常に煩雑であり、不正確である。ほぼ確実に、分解は限定的なマイクロアレイ研究の前に独立した技術で定量化されるであろう。興味のあるRNAおよび内部標準の定量化での分解の相対的な効果は、RNAが単離されてハイブリダイズされる手段および分解の測定の両方により決定されるであろう。次に、RNAが各々の2つのRNA種のためにポリTで捕捉されるならば、ポリA配列およびプライマーがハイブリダイズする配列との間の距離は定量化に影響するであろう。RNAが無作為のプライミングでcDNAに変換されたならば、2つのハイブリダイズする配列の相対的な長さは定量化の結果に影響するであろう。
各種のRNAは、遺伝子に固有の捕捉プローブで捕捉され、蛍光でラベルされたレポータープローブとハイブリダイズされ、電気泳動される。理論的に、分解は、各々が参照RNAの異なる配列にハイブリダイズする数個のレポータープローブを用いる本技術で定量化できるであろう。しかしながら、実際には、限定的なナノストリング研究の前に独立した方法で劣化を決定することが、はるかに簡単であろう。次に、興味のあるRNAおよび内部標準の定量化での分解の相対的な効果は、分解の尺度および、各々の興味のあるRNAおよび標準のRNAのために、捕捉プローブのハイブリダイゼーション配列およびレポータープローブのハイブリダイゼーション配列を含む、それらの間のRNAの長さにより決定されるであろう。
この技術には多くの種類がある。RNAは、ポリTで捕捉され、次に制限酵素によって消化される。次に、操作の複雑な配列が続き、最終的な結果は酵素切断部位の次の配列が配列決定により同定される。定量化はこの配列が明示される回数に基づく。
莫大な数の読み取りを得ることができる高スループットRNAシークエンシングは、RNA定量化にますます利用されている。最終的な定量化は、完全なおよび分解RNAの両方を認識し、外部標準の必要性なしで絶対数を提供する。しかしながら、シークエンシングによる定量化を準備する予備操作が、分解に影響する、ポリT捕捉による陽性選択などの長さに依存する工程に関すると、複数のRNA分子の複数のセグメントの読み取りの数を定量化することにより、または参照遺伝子を含む別個の方法を用いることにより、分解を測定する必要が生じる。
分解の程度は、異なる長さの2以上のアンプリコンを増幅することによって、またはRNAがポリTで捕捉されているならば2つ以上の別個のアンプリコンを増幅することによってのいずれかで、簡単におよび便利に参照遺伝子のqPCRにより測定される。
RNAの損傷は、傷害が下流の定量化によるその分子の検出を妨げるRNA分子への損傷と定義される状態で、1塩基あたりの傷害の平均数で定量化され得る。基本的な仮定では、傷害は無作為かつ独立して起こる。この仮定は、加水分解、加リン酸分解または熱力学的開裂、または付加物の生産によりRNAを損傷させる外部の物理的変化を生じさせるものまたは化学薬品を考慮すると、疑いがないように見える。しかしながら、RNAはまた多くの、エンドリボヌクレアーゼまたはエキソリボヌクレアーゼのいずれかのリボヌクレアーゼの作用で分解できる。エンドリボヌクレアーゼはいくつかの塩基または配列に特異性を示し得る。しかし、総RNA鎖との関係で、塩基および/または短い配列が無作為に生じるため、酵素活性は無作為であると見なすことができる。多くの酵素および様々なメカニズムがあるように、エキソリボヌクレアーゼの無作為性または非無作為性を評価することは難しい。しかしながら、大部分のエキソリボヌクレアーゼおよび大部分のRNA配列において、酵素によって分解されたRNA鎖は完全に分解され、我々はこれが非無作為の形式で起こるという説得力のある証拠を知らない。上記のことを考慮して、我々は、主要なRNA分解が無作為に起こるとみなす。
(i)少なくとも1個のRNA分子の標準の定量化を示す保存されたRNA発現プロファイリングデータを検索するか、またはそうでなければ、アクセスする;
(ii)各々の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を示す保存されたRNA完全性データを検索するか、またはそうでなければ、アクセスする;
(iii)RNA分子の分解関連セグメント(またはその派生物)に相当する1つ以上の長さを示す保存された長さのデータを検索するか、またはそうでなければ、アクセスする;および
(iv)RNA発現プロファイリングデータ、RNA完全性データおよび長さデータを処理して、該少なくとも1つのRNA分子の該定量化の訂正された値を示す訂正されたRNA発現プロファイリングデータを生成すること、
のために構成される。
(i)参照遺伝子から転写されたRNA分子の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む試料をアッセイし、該試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々の完全な事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定し、該定量的尺度および該長さを示すアッセイデータを生成すること、ここで該セグメントはそれぞれ異なった長さを有する;および
(ii)該アッセイデータを処理して、決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係に基づいて、該試料中の該RNA分子の事象の完全性の定量的尺度を示す完全性データを生成すること、
を生じるように構成される。
(iii)興味のあるRNAを定量化して、段階(ii)で算出された完全性の尺度および興味のあるRNAの対応する分解関連セグメントの長さを用いてこの結果を訂正すること、
を生じるように構成される。
Claims (12)
- RNA分子、またはそれらの派生物、の事象(instance)、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む単一の試料中のRNAの完全性の比尺度上の定量的尺度を決定する方法であって、
(i)該単一の試料中の該RNA分子の複数の分解関連セグメントの各々の無傷の事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度をアッセイすること、および該セグメントのそれぞれ異なる長さを決定すること;および
(ii)該RNA分子の事象の完全性、決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の統計上の関係を用いて、該単一の試料中の該RNA分子の事象の完全性の比尺度上の定量的尺度を得ること、ここで、統計上の関係は、該単一の試料中の該RNA分子の事象の数(N)、該単一の試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々iの無傷の事象の相対または絶対数の定量的尺度(N i )、該セグメントの対応する長さ(L i )、および該単一の試料中の該RNA分子の事象のヌクレオチドあたりの傷害の平均数(r)の、以下の式で与えられる関係を含む:
- さらに、
(iii)興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で計算された完全性の尺度および興味のあるRNAの分解関連セグメントの長さを用いることにより、興味のあるRNAの訂正された定量化結果を得ること、
を含む、請求項1に記載の方法。 - さらに、
(iii)標準遺伝子から転写された興味のあるRNAを定量化すること、および段階(ii)で決定された完全性の尺度および興味のあるRNAの分解関連セグメントの長さを用いることにより、興味のあるRNAの訂正された定量化結果を得ること、
を含む、請求項1に記載の方法。 - さらに、標準RNA分子と比較して定量化される、該単一の試料中の該RNA分子の複数のセグメントの全事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定することを含み、該単一の試料中の該RNA分子の総数Ntestの、標準RNA分子の総数Nstanに対する比が:
- 一つ以上のRNA分子、またはそれらの派生物、の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む単一の試料中の興味のある少なくとも一つのRNA分子の複数のセグメントの全事象の相対的または絶対的な数の定量的尺度を決定する方法であって:
(a)該単一の試料中の各々の該RNA分子の従来の定量化を示すRNA発現プロファイリングデータにアクセスすること;
(b)以下の(i)、(ii)を含む方法により、該単一の試料中の少なくとも一つの該興味のあるRNA分子の事象の完全性の比尺度上の定量的尺度を示すRNA完全性データを得ること:
(i)該単一の試料中の該少なくとも一つの興味のあるRNA分子の複数の分解関連セグメントの各々の無傷の事象の相対的または絶対的な数の定量的尺度をアッセイすること;および
(ii)該少なくとも一つの興味のあるRNA分子の事象の完全性、決定した定量的尺度および該セグメントのそれぞれ異なる長さの間の統計的関係を用いて、該単一の試料中の該少なくとも一つの興味のあるRNA分子の事象の完全性の比尺度上の定量的尺度を得ること、ここで、統計的関係は、該単一の試料中の該RNA分子の事象の数(N)、該単一の試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々iの無傷の事象の相対または絶対数の定量的尺度(N i )、該セグメントの対応する長さ(L i )、および該単一の試料中の該RNA分子の事象のヌクレオチドあたりの傷害の平均数(r)の、以下の式で与えられる関係を含む:
(c)該単一の試料中の該少なくとも一つのRNA分子のそれぞれの分解関連セグメントの一つ以上の長さを示す長さデータにアクセスすること;および
(d)RNA発現プロファイリングデータ、RNA完全性データおよび長さデータを処理して、該単一の試料中の該少なくとも一つのRNA分子の該定量化の訂正された値を示す、訂正済RNA発現プロファイリングデータを生成すること、
を含む、方法。 - RNA分子、またはそれらの派生物、の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む単一の試料中のRNAの完全性の比尺度上の定量的尺度を決定するために用いられる方法であって、
(i)該単一の試料中の該RNA分子の複数の分解関連セグメントの各々の無傷の事象の、相対的または絶対的な数の定量的尺度をアッセイし、および該セグメントのそれぞれ異なる長さを決定して、該定量的尺度および該長さを示すアッセイデータを生成すること;および
(ii)該アッセイデータを処理して、該RNA分子の事象の完全性、決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の統計的関係を用いて、該単一の試料中の該RNA分子の事象の完全性の比尺度上の定量的尺度を示す完全性データを生成すること、ここで、統計的関係は、該単一の試料中の該RNA分子の事象の数(N)、該単一の試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々iの無傷の事象の相対または絶対数の定量的尺度(N i )、該セグメントの対応する長さ(L i )、および該単一の試料中の該RNA分子の事象のヌクレオチドあたりの傷害の平均数(r)の、以下の式で与えられる関係を含む:
- さらに:
(iii)興味のあるRNAを定量化すること;および
(iv)段階(ii)で決定された完全性の尺度、および興味のあるRNAの分解関連セグメントの長さを用いて、興味のあるRNAの訂正された定量化結果を得ること、
を含む、請求項7に記載の方法。 - 該RNAがmRNAである、請求項1に記載の方法。
- 各々の決定されたそれぞれの長さが定数成分および可変成分を含む、請求項1に記載の方法。
- 各々の決定されたそれぞれの長さが異なる複数の長さの統計的平均である、請求項1に記載の方法。
- データプロセッシングシステムの少なくとも1つのプロセッサーにより実行されると、少なくとも1つのプロセッサーが、RNA分子、またはそれらの派生物、の事象、該事象の少なくともいくつかは破損している、を含む単一の試料中のRNAの完全性の比尺度上の定量的尺度の決定に用いられる方法を実行するようになる、実行可能な指示を格納されたコンピューター読み取り媒体であって、該方法は、
(i)該単一の試料中の該RNA分子の複数の分解関連セグメントの各々の無傷の事象の相対的または絶対的な数の定量的尺度を示すアッセイデータにアクセスすること、ここで該セグメントは決定されたそれぞれ異なる長さを有し、該アッセイデータは該定量的尺度および該長さを含む;および
(ii)該アッセイデータを処理して、該RNA分子の事象の完全性、決定された定量的尺度およびそれぞれ異なる長さの該セグメントとの間の関係を用いることにより、該単一の試料中の該RNA分子の事象の完全性の比尺度上の定量的尺度を示す完全性データを生成すること、ここで、統計的関係は、該単一の試料中の該RNA分子の事象の数(N)、該単一の試料中の該RNA分子の複数のセグメントの各々iの無傷の事象の相対または絶対数の定量的尺度(N i )、該セグメントの対応する長さ(L i )、および該単一の試料中の該RNA分子の事象のヌクレオチドあたりの傷害の平均数(r)の、以下の式で与えられる関係を含む:
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