JP6950184B2 - PCR method - Google Patents

PCR method Download PDF

Info

Publication number
JP6950184B2
JP6950184B2 JP2016566150A JP2016566150A JP6950184B2 JP 6950184 B2 JP6950184 B2 JP 6950184B2 JP 2016566150 A JP2016566150 A JP 2016566150A JP 2016566150 A JP2016566150 A JP 2016566150A JP 6950184 B2 JP6950184 B2 JP 6950184B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pcr
dna polymerase
pcna
amino acid
seq
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016566150A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2016104272A1 (en
Inventor
哲大 小林
哲大 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
Publication of JPWO2016104272A1 publication Critical patent/JPWO2016104272A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6950184B2 publication Critical patent/JP6950184B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Description

本発明は、核酸増幅、特にPCR(Polymerase chain reaction)の分野に関する。さらに詳しくは、PCR反応時間を短縮させる方法に関する。 The present invention relates to the field of nucleic acid amplification, particularly PCR (Polymerase chain reaction). More specifically, it relates to a method of shortening the PCR reaction time.

PCR法とは、(1)熱処理によるDNA変性(2本鎖DNAから1本鎖DNAへの解離)、(2)鋳型1本鎖DNAへのプライマーのアニーリング、(3)DNAポリメラーゼを用いた前記プライマーの伸長、という3ステップを1サイクルとし、このサイクルを繰り返すことによって、試料中の標的核酸を増幅する方法である。この方法により、数コピーといった極微量サンプルから標的核酸を何十万倍に増幅することができるため、研究用途のみならず、遺伝子診断、臨床診断といった法医学分野、あるいは、食品や環境中の微生物検査等においても、広く用いられている。 The PCR method includes (1) DNA denaturation by heat treatment (dissociation from double-stranded DNA to single-stranded DNA), (2) annealing of primers to template single-stranded DNA, and (3) the above-mentioned using DNA polymerase. This is a method in which the target nucleic acid in the sample is amplified by repeating this cycle with three steps of primer extension as one cycle. By this method, the target nucleic acid can be amplified hundreds of thousands of times from a very small amount of sample such as several copies, so that it is used not only for research purposes but also in the forensic field such as genetic diagnosis and clinical diagnosis, or microbiological examination in food and environment. It is also widely used in such cases.

PCRは高い検出感度を持つものの、反応に熱サイクルを実施する必要があり、反応時間が長いことが問題となっている。最近では高速で温度変化を実施するサーマルサイクラーが販売され、より短時間で反応を終了させるための装置の検討が行われている。また、反応の面においても、高速サイクルに対応すべく、PCRの組成、方法の検討が行われている。 Although PCR has high detection sensitivity, it is necessary to carry out a thermal cycle for the reaction, and the problem is that the reaction time is long. Recently, a thermal cycler that changes the temperature at high speed has been sold, and a device for completing the reaction in a shorter time is being studied. Also, in terms of reaction, the composition and method of PCR are being studied in order to cope with high-speed cycles.

反応の面において、高速PCRにはPCRに用いるDNAポリメラーゼの性能が重要となる。我々は、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが、Taq DNAポリメラーゼなどのファミリーAに属するポリメラーゼより高速PCRに向いていることを見出している(特許文献1)。またDNAポリメラーゼの補助因子、特にPCNA(Proliferating Cell Nuclear Antigen;増殖細胞核抗原)の添加によって、反応時間を短縮できることも報告されている(特許文献2)。 In terms of reaction, the performance of the DNA polymerase used for PCR is important for high-speed PCR. We have found that DNA polymerases belonging to Family B are more suitable for high-speed PCR than polymerases belonging to Family A such as Taq DNA polymerase (Patent Document 1). It has also been reported that the reaction time can be shortened by adding a cofactor of DNA polymerase, particularly PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) (Proliferating Cell Nuclear Antigen) (Patent Document 2).

しかしながら、これらの検討が進められているに関わらず、極端な高速サイクルではDNAポリメラーゼがうまく作用せず、増幅不良が散見されていた。また診断用途では測定サンプルにPCRを阻害する物質が含まれている場合があり、このような阻害物質が含まれる条件では高速PCRができなかった。特に、診断用途では迅速な結果報告が要求されており、高速にかつ高効率にDNA合成する方法が強く求められていた。 However, despite the progress of these studies, DNA polymerase did not work well in extremely high-speed cycles, and amplification defects were occasionally found. In addition, for diagnostic purposes, the measurement sample may contain a substance that inhibits PCR, and high-speed PCR could not be performed under conditions containing such a substance. In particular, for diagnostic purposes, rapid result reporting is required, and a method for high-speed and high-efficiency DNA synthesis has been strongly demanded.

特開2010−239880号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-239880 国際公開第2007/004654号パンフレットInternational Publication No. 2007/004654 Pamphlet

PCRを用いたDNA合成において、反応時間を短縮させる方法、及び試薬組成を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a method for shortening a reaction time and a reagent composition in DNA synthesis using PCR.

本発明者らは、上記事情に鑑み鋭意研究を行った結果、反応時間の短い高速PCRにおいて、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ及びPCNAを用い、さらにプライマー濃度を高くすることで、より効率的な核酸増幅が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
代表的な本発明は、以下の通りである。
As a result of diligent research in view of the above circumstances, the present inventors have used DNA polymerase and PCNA belonging to Family B in high-speed PCR with a short reaction time, and further increased the primer concentration to make a more efficient nucleic acid. We have found that amplification can be obtained, and have completed the present invention.
A typical invention is as follows.

項1.ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ、Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA;増殖細胞核抗原)、および及び0.6μM以上の濃度でプライマーを含み、かつ、30サイクルから50サイクルを40分以内で実施するための組成であることを特徴とするPCR方法組成。
項2.30サイクルから50サイクルを20分以内で実施するための組成である項1に記載のPCR方法組成。
項3.30サイクルから50サイクルを12分以内で実施するための組成である項1又は2に記載のPCR方法組成。
項4.プライマーの濃度が0.8μM以上である項1から3のいずれかに記載のPCR組成方法。
項5.プライマーの濃度が1.0μM以上である項1から4のいずれかに記載のPCR組成方法。
項6.昇温又は降温の速度が0.1℃/秒から20℃/秒の範囲でPCRを実施するための組成であることを特徴とする項1から5のいずれかに記載のPCR方法組成。
項7.昇温又は降温の速度が5℃/秒から20℃/秒の範囲でPCRを実施するための組成である項1から6のいずれかに記載のPCR方法組成。
項8.昇温又は降温の速度が10℃/秒から20℃/秒の範囲でPCRを実施するための組成である項1から7のいずれかに記載のPCR方法組成。
項9.ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが、古細菌(Archea)由来のDNAポリメラーゼである項1から8のいずれかに記載のPCR組成。
項10.ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが減少した塩基類似体検出活性を有する古細菌DNAポリメラーゼ変異体である項1から9のいずれかに記載のPCR組成。
項11.PCNAが古細菌(Archea)由来のPCNAである項1から10のいずれかに記載のPCR組成。
項12.PCNAがDNAポリメラーゼ増幅増強活性をもつ変異型PCNAである項1から11のいずれかに記載のPCR組成。
項13.項1から12のいずれかに記載のPCR組成を含むことを特徴とするPCR用試薬。
項14.項13に記載のPCR用試薬を含むことを特徴とするPCR用試薬キット。
項15.項1から12のいずれかに記載のPCR組成により、15回から50回の熱サイクルによるPCR方法であって、かつ、PCRの反応時間が60分以内であることを特徴とするPCR方法。
項16.PCRの反応時間が30分以内である項15に記載のPCR方法。
項17.項1から12のいずれかに記載のPCR組成を含む反応液中に、生体試料を直接添加することを特徴とする項15又は16に記載のPCR方法。
Item 1. It contains DNA polymerase belonging to Family B, Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA), and primers at a concentration of 0.6 μM or more, and has a composition for carrying out 30 to 50 cycles within 40 minutes. A PCR method composition characterized by being present.
Item 2. The PCR method composition according to Item 1, which is a composition for carrying out 30 to 50 cycles within 20 minutes.
Item 3. The PCR method composition according to Item 1 or 2, which is a composition for carrying out 30 to 50 cycles within 12 minutes.
Item 4. Item 4. The PCR composition method according to any one of Items 1 to 3, wherein the primer concentration is 0.8 μM or more.
Item 5. Item 4. The PCR composition method according to any one of Items 1 to 4, wherein the primer concentration is 1.0 μM or more.
Item 6. Item 2. The PCR method composition according to any one of Items 1 to 5, wherein the composition is for carrying out PCR in a temperature range of 0.1 ° C./sec to 20 ° C./sec.
Item 7. Item 2. The PCR method composition according to any one of Items 1 to 6, which is a composition for carrying out PCR in a temperature range of 5 ° C./sec to 20 ° C./sec at a rate of temperature increase or decrease.
Item 8. Item 2. The PCR method composition according to any one of Items 1 to 7, which is a composition for carrying out PCR in a temperature range of 10 ° C./sec to 20 ° C./sec at a rate of temperature increase or decrease.
Item 9. Item 4. The PCR composition according to any one of Items 1 to 8, wherein the DNA polymerase belonging to Family B is a DNA polymerase derived from archaea.
Item 10. Item 4. The PCR composition according to any one of Items 1 to 9, which is an archaeal DNA polymerase variant having a reduced base analog detection activity in which DNA polymerase belonging to Family B is reduced.
Item 11. Item 4. The PCR composition according to any one of Items 1 to 10, wherein the PCNA is a PCNA derived from archaea.
Item 12. Item 6. The PCR composition according to any one of Items 1 to 11, wherein the PCNA is a mutant PCNA having a DNA polymerase amplification enhancing activity.
Item 13. A reagent for PCR, which comprises the PCR composition according to any one of Items 1 to 12.
Item 14. Item 3. A PCR reagent kit comprising the PCR reagent according to Item 13.
Item 15. A PCR method according to any one of Items 1 to 12, wherein the PCR method is performed by 15 to 50 thermal cycles, and the PCR reaction time is within 60 minutes.
Item 16. Item 2. The PCR method according to Item 15, wherein the PCR reaction time is 30 minutes or less.
Item 17. Item 15. The PCR method according to Item 15 or 16, wherein the biological sample is directly added to the reaction solution containing the PCR composition according to any one of Items 1 to 12.

本発明により、PCRの反応時間の短縮ができる。本発明における及び組成は血液などの阻害物質が含まれる条件でも、高速PCRを可能にし、特に迅速性が求められる診断用途において非常に有用である。 According to the present invention, the reaction time of PCR can be shortened. The and composition in the present invention enable high-speed PCR even under conditions containing an inhibitor such as blood, and are very useful especially in diagnostic applications where rapidity is required.

プライマー濃度、マグネシウム濃度の検討 Ct値Examination of primer concentration and magnesium concentration Ct value プライマー濃度、マグネシウム濃度の検討 融解曲線Examination of primer concentration and magnesium concentration Melting curve プライマー濃度の検討 融解曲線Examination of primer concentration Melting curve PCNAと高濃度プライマーの相乗効果の確認Confirmation of synergistic effect of PCNA and high-concentration primer PCR阻害物質存在下での高速PCRの検討Examination of fast PCR in the presence of PCR inhibitors PCR阻害物質・dUTP存在下での高速PCRの検討Examination of high-speed PCR in the presence of PCR inhibitor / dUTP PCNAの配列比較PCNA sequence comparison

以下、本発明の実施形態を示しつつ、本発明についてさらに詳説する。
本発明におけるPCR方法は、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ、PCNA及び高濃度プライマーを反応液中に含み、高速でPCRを行うことを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail while showing embodiments of the present invention.
The PCR method in the present invention is characterized in that a DNA polymerase belonging to Family B, PCNA and a high-concentration primer are contained in the reaction solution, and PCR is performed at high speed.

(1)アミノ酸の表記
本明細書においては、塩基配列、アミノ酸配列及びその個々の構成因子については、アルファベット表記による簡略化した記号を用いる場合があるが、いずれも分子生物学・遺伝子工学分野における慣行に従う。また、本明細書においては、アミノ酸配列の変異を簡潔に示すため、例えば「D143A」などの表記を用いる。「D143A」は、第143番目のアスパラギン酸をアラニンに置換したことを示しており、すなわち、置換前のアミノ酸残基の種類、その場所、置換後のアミノ酸残基の種類を示している。また、配列番号は、特に断らない限り、配列表に記載された配列番号に対応する。また、多重変異体の場合は、上記の表記を「/」でつなげて表す。例えば「D143A/D147A」は、第143番目のアスパラギン酸をアラニンに置換し、かつ、第147番目のアスパラギン酸をアラニンに置換したことを示す。
また、本明細書において「変異体」、「変異型」とは、従来知られたタンパク質とは異なるアミノ酸配列を備えることを意味するものであり、人為的変異によるか自然界における変異によるかを区別するものではない。
(1) Notation of Amino Acids In this specification, abbreviated symbols in alphabetical notation may be used for the base sequence, amino acid sequence and their individual constituent factors, but all of them are in the fields of molecular biology and genetic engineering. Follow the practice. Further, in the present specification, in order to briefly indicate the mutation of the amino acid sequence, for example, a notation such as "D143A" is used. "D143A" indicates that the 143rd aspartic acid was replaced with alanine, that is, the type of amino acid residue before the substitution, its location, and the type of the amino acid residue after the substitution. The SEQ ID NOs correspond to the SEQ ID NOs listed in the sequence listing unless otherwise specified. In the case of multiple mutants, the above notation is connected by "/". For example, "D143A / D147A" indicates that the 143rd aspartic acid was replaced with alanine and the 147th aspartic acid was replaced with alanine.
Further, in the present specification, the terms "mutant" and "mutant type" mean that the protein has an amino acid sequence different from that of a conventionally known protein, and distinguishes between an artificial mutation and a mutation in the natural world. It's not something to do.

なお、「配列番号1に記載のアミノ酸配列における、142番目に『相当する』アミノ酸」とは、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列を有するPCNAにおいて、配列番号1の142番目に対応するアミノ酸配列を含む表現である。本明細書において、前記と同じ形式の表記における「相当する」の意味は、前記の例示と同じである。 The "142nd" corresponding "amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1" is 142 of SEQ ID NO: 1 in PCNA having an amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is an expression containing the second corresponding amino acid sequence. In the present specification, the meaning of "corresponding" in the same form of notation as described above is the same as that of the above examples.

本願明細書において、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列おける、配列番号1上のある位置(順番)と対応する位置とは、配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、配列番号1の当該位置と対応する位置とする。本明細書において、前記と同じ形式の表記における「対応する位置」の意味は、前記の例示と同じである。 In the specification of the present application, in an amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, a certain position (order) on SEQ ID NO: 1 and a corresponding position are when the primary structure of the sequence is compared (aligned). , The position corresponding to the position of SEQ ID NO: 1. In the present specification, the meaning of "corresponding position" in the notation of the same form as described above is the same as that of the above-mentioned example.

配列の一次構造を比較する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、市販の又は電気通信回線(インターネット)を通じて利用可能な解析ツールを用いて算出することができる。本明細書では、DNA Databank of Japan(DDBJ)のClustalW(http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja)においてデフォルト(初期設定)のパラメータを用いることにより、配列の一次構造を比較する。 Various methods are known as methods for comparing the primary structures of sequences. For example, it can be calculated using a commercially available analysis tool available through a telecommunication line (Internet). In the present specification, by using the default (initial setting) parameters in ClustalW (http://clustalw.dbbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja) of DNA Databank of Japan (DDBJ). Compare the primary structures of the sequences.

(2)高速PCR
本発明におけるPCRは、30回の熱サイクルを行う場合に、反応時間が40分以内である高速PCRであり、好ましくは30分以内、さらに好ましくは20分以内、さらに好ましくは反応時間が10分以内である高速PCRが挙げられる。反応時間とは変性、アニーリング、伸長を繰り返す熱サイクルの時間を示す。通常のサーマルサイクラーの熱サイクル設定では反応時間が60分以内になることはほとんどない。例えば、PCR system GeneAmp(登録商標)9700(Applied Biosystem製)で60分以内に反応を終わらせるには熱サイクルの各ステップの時間を極端に短くする必要がある。実際、各ステップの時間を極端に短くし、94℃、2分の前反応の後、98℃、0秒→60℃、0秒→68℃、0秒を40サイクル実施すると反応時間は約60分となる。また、30分以内の反応時間を達成するには、高速で温度変化を実施するサーマルサイクラーを使用し、さらに熱サイクルの各ステップの時間を短くする必要がある。例えば高速での温度変化が可能なLight cycler(登録商標)2.0(Roche)を用いた場合、94℃、2分の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0分を50サイクル実施すると反応時間は約20分となる。本発明におけるPCRの熱サイクル数は、15回から50回の範囲で設定して実施することができる。好ましくは25回から45回であり、より好ましくは30回から40回である。
(2) High-speed PCR
The PCR in the present invention is a high-speed PCR in which the reaction time is 40 minutes or less when 30 thermal cycles are performed, preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, and further preferably 10 minutes or less. Fast PCR is within. The reaction time indicates the time of a thermal cycle in which denaturation, annealing, and elongation are repeated. With the thermal cycle setting of a normal thermal cycler, the reaction time is rarely less than 60 minutes. For example, in order to complete the reaction within 60 minutes with the PCR system GeneAmp® 9700 (manufactured by Applied Biosystem), the time of each step of the thermal cycle needs to be extremely short. In fact, if the time of each step is extremely shortened and 40 cycles of 98 ° C., 0 seconds → 60 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds are carried out after the pre-reaction at 94 ° C. for 2 minutes, the reaction time is about 60. It will be a minute. Further, in order to achieve a reaction time of 30 minutes or less, it is necessary to use a thermal cycler that changes the temperature at a high speed and further shorten the time of each step of the thermal cycle. For example, when Light cycler (registered trademark) 2.0 (Roche) capable of changing the temperature at high speed is used, after a pre-reaction at 94 ° C. for 2 minutes, 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68. When 50 cycles of 0 minutes at ° C. are carried out, the reaction time becomes about 20 minutes. The number of heat cycles of PCR in the present invention can be set and carried out in the range of 15 to 50 times. It is preferably 25 to 45 times, more preferably 30 to 40 times.

本発明における高速の熱サイクル設定においては、アニーリングステップを短くすることが好ましい。なぜなら、PCR反応速度を上げるためにはプライマーの濃度を高くする必要があるが、一般に、プライマーの濃度を高くすると非特異やプライマーダイマーが生じやすい。アニーリングステップを短くすることにより、高濃度のプライマーでも非特異やプライマーダイマーが生じにくくなると考えられる。好ましいアニーリングステップの時間は10秒である。さらに好ましくは5秒、特に好ましくは0秒である。 In the high-speed thermal cycle setting in the present invention, it is preferable to shorten the annealing step. This is because it is necessary to increase the concentration of the primer in order to increase the PCR reaction rate, but in general, when the concentration of the primer is increased, non-specificity and primer dimer are likely to occur. By shortening the annealing step, it is considered that non-specificity and primer dimer are less likely to occur even with a high concentration of primer. The preferred annealing step time is 10 seconds. It is more preferably 5 seconds, and particularly preferably 0 seconds.

(3)ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ
本発明の核酸増幅法に用いるDNAポリメラーゼは、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼである。本発明においてファミリーBに属するDNAポリメラーゼとは、3’−5’エキソヌクレアーゼ活性を有し、5’−3’エキソヌクレアーゼ活性を有さないDNAポリメラーゼをいう。好ましくは古細菌(Archea)由来のDNAポリメラーゼである。
(3) DNA polymerase belonging to family B The DNA polymerase used in the nucleic acid amplification method of the present invention is a DNA polymerase belonging to family B. In the present invention, the DNA polymerase belonging to Family B refers to a DNA polymerase having 3'-5'exonuclease activity and not 5'-3'exonuclease activity. A DNA polymerase derived from archaea is preferred.

(3.1)古細菌由来のDNAポリメラーゼ
ファミリーBに属する古細菌由来のDNAポリメラーゼとしては、パイロコッカス(Pyrococcus)属及びサーモコッカス(Thermococcus)属の細菌から単離されるDNAポリメラーゼが挙げられる。パイロコッカス属由来のDNAポリメラーゼとしては、Pyrococcus furiosus、Pyrococcus sp.GB−D、Pyrococcus Woesei、Pyrococcus abyssi、Pyrococcus horikoshiiから単離されたDNAポリメラーゼを含むが、これらに限定されない。サーモコッカス属に由来するDNAポリメラーゼとしては、Thermococcus kodakaraensis、Thermococcus gorgonarius、Thermococcus litoralis、Thermococcus sp.JDF−3、Thermococcus sp.9degrees North−7(Thermococcus sp.9°N−7)、Thermococcus sp.KS−1、Thermococcus celer、又はThermococcus siculiから単離されたDNAポリメラーゼを含むが、これらに限定されない。これらのDNAポリメラーゼを用いたPCR酵素は市販されており、Pfu(Staragene社)、KOD(Toyobo)、Pfx(Life Technologies社)、Vent(New England Biolabs)、Deep Vent(New England Biolabs)、Tgo(Roche)、Pwo(Roche)などがある。
(3.1) Archaeal-derived DNA polymerase Examples of archaeal-derived DNA polymerases belonging to family B include DNA polymerases isolated from bacteria of the genus Pyrococcus and Thermococcus. Examples of the DNA polymerase derived from the genus Pyrococcus include Pyrococcus furiosus and Pyrococcus sp. DNA polymerases isolated from GB-D, Pyrococcus Womenei, Pyrococcus abyssi, Pyrococcus horikoshii, but not limited to these. Examples of the DNA polymerase derived from the genus Thermococcus include Thermococcus kodakaraensis, Thermococcus gogonarius, Thermococcus litoralis, and Thermococcus sp. JDF-3, Thermococcus sp. 9degres North-7 (Thermococcus sp. 9 ° N-7), Thermococcus sp. Includes, but is not limited to, DNA polymerases isolated from KS-1, Thermococcus celer, or Thermococcus siculi. PCR enzymes using these DNA polymerases are commercially available, and are commercially available: Pfu (Staragene), KOD (Toyobo), Pfx (Life Technologies), Vent (New England Biolabs), Deep Vent (New England) Roche), Pwo (Roche) and the like.

なかでもPCR効率の観点から、伸長性や熱安定性の優れたKOD DNAポリメラーゼが好ましい。 Among them, KOD DNA polymerase having excellent extensibility and thermal stability is preferable from the viewpoint of PCR efficiency.

また、前記DNAポリメラーゼに、後述の3‘−5’エキソヌクレアーゼ領域の改変、及び/又は、減少した塩基類似体検出活性を有するような改変を施した変異体を用いても良い。 Further, the DNA polymerase may be a mutant obtained by modifying the 3'-5'exonuclease region described later and / or modifying the DNA polymerase so as to have a reduced base analog detection activity.

(3.2)DNAポリメラーゼの改変(I)3‘−5’エキソヌクレアーゼ領域の改変
本発明に用いる改変されたDNAポリメラーゼは、さらに3’−5’エキソヌクレアーゼ活性領域のアミノ酸配列のいずれかに少なくとも1つのアミノ酸の改変を含んでいてもよい。3‘−5’ エキソヌクレアーゼ活性とは、取り込まれたヌクレオチドをDNA重合体の3’末端から除去する能力を指し、上記の3‘−5’エキソヌクレアーゼ領域とは、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼで高度に保存されている部位であり、サーモコッカス・コダカラエンシスに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号1)、パイロコッカス・フリオサスに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号2)、サーモコッカス・ゴルゴナリウスに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号3)、サーモコッカス・リトラリスに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号4)、パイロコッカス・エスピーGB−Dに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号5)、サーモコッカス・エスピーJDF−3に由来するDNAポリメラーゼ(配列番号6)、サーモコッカス・エスピー9°N−7に由来するDNAポリメラーゼ(配列番号7)、サーモコッカス・エスピーKS−1に由来するDNAポリメラーゼ(配列番号8)、サーモコッカス・セラーに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号9)、又はサーモコッカス・シクリに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号10)においては、137〜147、206〜222、及び308〜318番目のアミノ酸である。本発明は、具体的に配列を提示したDNAポリメラーゼ以外のDNAポリメラーゼにも適用される。また、配列番号1〜10に示されるDNAポリメラーゼ以外のファミリーBに属する古細菌由来DNAポリメラーゼにおいては、配列番号1の137〜147、206〜222、及び308〜318番目のアミノ酸からなる3‘−5’エキソヌクレアーゼ領域と対応する領域のことを示す。
(3.2) Modification of DNA polymerase (I) Modification of 3'-5'exonuclease region The modified DNA polymerase used in the present invention is further subjected to any of the amino acid sequences of the 3'-5'exonuclease active region. It may contain modifications of at least one amino acid. The 3'-5'exonuclease activity refers to the ability to remove the incorporated nucleotide from the 3'end of the DNA polymer, and the 3'-5' exonuclease region described above is a DNA polymerase belonging to Family B. It is a highly conserved site and is derived from the DNA polymerase derived from Thermococcus kodakaraensis (SEQ ID NO: 1), the DNA polymerase derived from Pyrococcus friosus (SEQ ID NO: 2), and Thermococcus gorgonarius. DNA polymerase (SEQ ID NO: 3), DNA polymerase derived from Thermococcus litralis (SEQ ID NO: 4), DNA polymerase derived from Pyrococcus SP GB-D (SEQ ID NO: 5), derived from Thermococcus SP JDF-3 DNA polymerase (SEQ ID NO: 6), DNA polymerase derived from Thermococcus SP 9 ° N-7 (SEQ ID NO: 7), DNA polymerase derived from Thermococcus SP KS-1 (SEQ ID NO: 8), Thermococcus. In DNA polymerase derived from cellar (SEQ ID NO: 9) or DNA polymerase derived from Thermococcus shikuri (SEQ ID NO: 10), it is the amino acids 137 to 147, 206 to 222, and 308 to 318. The present invention is also applied to DNA polymerases other than the DNA polymerases specifically presented with sequences. Further, in the archaeal DNA polymerase belonging to Family B other than the DNA polymerases shown in SEQ ID NOs: 1 to 10, the 3'-consisting of the amino acids 137 to 147, 206 to 222, and 308 to 318 of SEQ ID NO: 1 The region corresponding to the 5'exonuclease region is shown.

なお、「配列番号1に示される137〜147、206〜222、及び308〜318番目に相当するアミノ酸」とは、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列を有するDNAポリメラーゼにおいて、配列番号1の137〜147、206〜222、及び308〜318番目に対応するアミノ酸配列を含む表現である。本発明において、前記と同じ形式の表記における「相当する」の意味は、前記の例示と同じである。 The "amino acids corresponding to positions 137 to 147, 206 to 222, and 308 to 318 shown in SEQ ID NO: 1" are used in DNA polymerases having an amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. , 137-147, 206-222, and 308-318 of SEQ ID NO: 1. In the present invention, the meaning of "corresponding" in the same form of notation as described above is the same as the above-mentioned example.

本発明において、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列における、配列番号1上のある位置(順番)と対応するアミノ酸の位置とは、配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、配列番号1の当該位置と対応する位置とする。本発明において、前記と同じ形式の表記における「対応する位置」の意味は、前記の例示と同じである。 In the present invention, in the amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, a certain position (order) on SEQ ID NO: 1 and the position of the corresponding amino acid are compared (aligned) with the primary structure of the sequence. When, the position corresponds to the position of SEQ ID NO: 1. In the present invention, the meaning of "corresponding position" in the same type of notation as described above is the same as that of the above embodiment.

配列の一次構造を比較する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、市販の又は電気通信回線(インターネット)を通じて利用可能な解析ツールを用いて算出することができる。本発明においては、DNA Databank of Japan(DDBJ)のClustalW(http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja)においてデフォルト(初期設定)のパラメーターを用いることにより、配列の一次構造を比較する。 Various methods are known as methods for comparing the primary structures of sequences. For example, it can be calculated using a commercially available analysis tool available through a telecommunication line (Internet). In the present invention, by using the default (initial setting) parameters in ClustalW (http://clustalw.dbbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja) of DNA Data Bank of Japan (DDBJ). Compare the primary structures of the sequences.

上記の3‘−5’エキソヌクレアーゼ領域の改変とは、置換、欠失、又は付加からなり得るが特に限定されない。例えば、配列番号1における137〜147、206〜222、及び308〜318番目に対応するアミノ酸への改変を示す。 The modification of the 3'-5'exonuclease region described above may consist of substitutions, deletions, or additions, but is not particularly limited. For example, modifications to the amino acids corresponding to positions 137-147, 206-222, and 308-318 in SEQ ID NO: 1 are shown.

前記3’−5’エキソヌクレアーゼ活性領域を改変したDNAポリメラーゼとしては、配列番号1又は配列番号2における141、142、143、210、311番目に対応するアミノ酸の少なくとも一つを改変したものが好ましい。これらの改変型DNAポリメラーゼは、3‘−5’エキソヌクレアーゼ活性が欠損している。より好ましくは、アミノ酸の改変がD141A、E143A、D141A/E143A、I142R、N210D、又はY311Fから選択されるいずれか一つである、3‘−5’エキソヌクレアーゼ活性を欠損させたDNAポリメラーゼである。なお、3‘−5’エキソヌクレアーゼ活性を欠損させた(エキソ(−))DNAポリメラーゼとは、活性の完全な欠如を含み、例えば、親酵素と比較して0.03%、0.05%、0.1%、1%、5%、10%、20%、又は最大でも50%以下のエキソヌクレアーゼ活性を有する改変されたDNAポリメラーゼを指す。 As the DNA polymerase in which the 3'-5'exonuclease active region is modified, it is preferable that at least one of the amino acids corresponding to positions 141, 142, 143, 210 and 311 in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 is modified. .. These modified DNA polymerases lack 3'-5'exonuclease activity. More preferably, it is a DNA polymerase lacking 3'-5'exonuclease activity, in which the amino acid modification is any one selected from D141A, E143A, D141A / E143A, I142R, N210D, or Y311F. The (exo (-)) DNA polymerase lacking 3'-5'exonuclease activity includes a complete lack of activity, for example, 0.03% and 0.05% as compared with the parent enzyme. , 0.1%, 1%, 5%, 10%, 20%, or modified DNA polymerase having an exonuclease activity of up to 50% or less.

前記3’−5’エキソヌクレアーゼ活性領域を改変したDNAポリメラーゼとして、別の好ましい形態は、配列番号1又は配列番号2におけるH147E、又はH147Dから選択されるいずれか一つである。これらの改変型DNAポリメラーゼは、エキソヌクレアーゼ活性を維持したまま、PCR効率が向上している。 Another preferred form of the DNA polymerase modified from the 3'-5'exonuclease active region is any one selected from H147E or H147D in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. These modified DNA polymerases have improved PCR efficiency while maintaining exonuclease activity.

なお、3‘−5’エキソヌクレアーゼ活性領域を改変したDNAポリメラーゼを生成する方法や、3‘−5’エキソヌクレアーゼ活性を解析する方法は公知であり、例えば、米国特許第6946273号公報に開示されている。PCR効率を向上させたDNAポリメラーゼとは、PCR産物の量が親酵素と比較して増加している改変されたDNAポリメラーゼを示す。PCR産物の量が親酵素と比較して増加しているかどうかを解析するための方法は、特許第3891330号公報等に記載されている。 A method for producing a DNA polymerase obtained by modifying a 3'-5'exonuclease active region and a method for analyzing 3'-5'exonuclease activity are known, and are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,946,273. ing. A DNA polymerase with improved PCR efficiency refers to a modified DNA polymerase in which the amount of PCR product is increased compared to the parent enzyme. A method for analyzing whether or not the amount of PCR product is increased as compared with the parent enzyme is described in Japanese Patent No. 3891330 and the like.

(3.3)DNAポリメラーゼの改変(II)減少した塩基類似体検出活性を有するDNAポリメラーゼ変異体を作製する改変
(3.3.1)
本発明に用いるファミリーBに属するDNAポリメラーゼは、減少した塩基類似体検出活性を有する変異体でもよい。塩基類似体とはアデニンやシトシン、グアニン、チミン以外の塩基を示し、ウラシルやイノシンなどが挙げられる。通常、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼは、塩基類似体であるウラシルやイノシンを検出すると強く結合し、DNAポリメラーゼ機能を阻害する。塩基類似体検出活性とは、塩基類似体と強く結合し、DNAポリメラーゼ機能を阻害する活性を示す。減少した塩基類似体検出活性を有するファミリーBに属するDNAポリメラーゼ変異体とは、ウラシルやイノシンへの結合能力が低いことを特徴とするファミリーBに属するDNAポリメラーゼ変異体である。
(3.3) Modification of DNA polymerase (II) Modification to prepare a DNA polymerase mutant having reduced base analog detection activity (3.3.1)
The DNA polymerase belonging to Family B used in the present invention may be a mutant having reduced base analog detection activity. Base analogs indicate bases other than adenine, cytosine, guanine, and thymine, and examples thereof include uracil and inosine. Normally, DNA polymerases belonging to Family B bind strongly when they detect base analogs such as uracil and inosine, and inhibit the DNA polymerase function. The base analog detection activity indicates an activity that strongly binds to a base analog and inhibits the DNA polymerase function. The DNA polymerase variant belonging to Family B having reduced base analog detection activity is a DNA polymerase variant belonging to Family B characterized by a low binding ability to uracil and inosine.

このような変異体は、ウラシルの結合に関するアミノ酸配列(ウラシル結合ポケット)の少なくとも1か所に改変を加えることにより作製できる。具体的には、ファミリーBに属する古細菌DNAポリメラーゼ、例えば、Thermococcus kodakaraensis KOD1株由来のDNAポリメラーゼのアミノ酸配列(配列番号1)の1〜40番目、及び78〜130番目によって形成されるウラシル結合ポケットの少なくとも1か所に改変を加え、野生型のDNAポリメラーゼと比較してウラシルやイノシンへの結合能力を低下させたDNAポリメラーゼ変異体が例示される。ウラシルやイノシンへの結合能力が低いDNAポリメラーゼ変異体は、dUTPの存在下のPCRでもDNAポリメラーゼの機能低下があまり見られず、dUTPによるDNAポリメラーゼの伸長反応への影響が低減されている。 Such variants can be made by modifying at least one of the amino acid sequences for uracil binding (uracil binding pockets). Specifically, uracil-binding pockets formed by positions 1 to 40 and 78 to 130 of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) of a DNA polymerase belonging to Family B, for example, a DNA polymerase derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain. An example is a DNA polymerase variant in which at least one of the DNA polymerases is modified to reduce the ability to bind to uracil or inosin as compared with the wild-type DNA polymerase. DNA polymerase variants with low binding ability to uracil and inosin do not show much decrease in DNA polymerase function even in PCR in the presence of dUTP, and the effect of dUTP on the elongation reaction of DNA polymerase is reduced.

ウラシルの結合に関するアミノ酸配列はパイロコッカス属に由来するDNAポリメラーゼ及びサーモコッカス属に由来するDNAポリメラーゼにおいて高度に保存されている。サーモコッカス・コダカラエンシスに由来するDNAポリメラーゼ(配列番号1)においては、アミノ酸1〜40及びアミノ酸78〜130によって形成される。パイロコッカス・フリオサス(配列番号2)においては、アミノ酸1〜40、及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・ゴルゴナリウス(配列番号3)においては、アミノ酸1〜40、及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・リトラリス(配列番号4)においては、アミノ酸1〜40、及びアミノ酸78〜130によって形成される。パイロコッカス・エスピーGB−D(配列番号5)においては、アミノ酸1〜40及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・エスピーJDF−3(配列番号6)のおいては、アミノ酸1〜40、及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・エスピー9°N−7(配列番号7)においては、アミノ酸1〜40及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・エスピーKS−1(配列番号8)においては、アミノ酸1〜40、及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・セラー(配列番号9)においては、アミノ酸1〜40及びアミノ酸78〜130によって形成される。サーモコッカス・シクリ(配列番号10)においては、アミノ酸1〜40及びアミノ酸78〜130によって形成される。 The amino acid sequences for uracil binding are highly conserved in DNA polymerases from the genus Pyrococcus and DNA polymerases from the genus Thermococcus. In the DNA polymerase (SEQ ID NO: 1) derived from Thermococcus kodakaraensis, it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Pyrococcus furiosus (SEQ ID NO: 2), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus gorgonarius (SEQ ID NO: 3), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus litralis (SEQ ID NO: 4), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Pyrococcus SP GB-D (SEQ ID NO: 5), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus SP JDF-3 (SEQ ID NO: 6), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus SP 9 ° N-7 (SEQ ID NO: 7), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus SP KS-1 (SEQ ID NO: 8), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In the thermococcus cellar (SEQ ID NO: 9), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130. In Thermococcus shikuri (SEQ ID NO: 10), it is formed by amino acids 1-40 and amino acids 78-130.

(3.3.2)
本発明に用いる減少した塩基類似体検出活性を有するDNAポリメラーゼ変異体として、より好ましいのは、ウラシルと相互作用に直接関連していると想定されている7、36、37、90〜97及び112〜119番目のアミノ酸のうち少なくとも1つに改変を加えた古細菌DNAポリメラーゼ変異体、例えば、(a)配列番号1又は配列番号2で示されるアミノ酸配列の7、36、37、90〜97及び112〜119番目に相当するアミノ酸のうち、少なくとも1つのアミノ酸の改変を有するアミノ酸配列で示される古細菌DNAポリメラーゼ変異体である。
(3.3.2)
More preferred as the DNA polymerase variants with reduced base analog detection activity used in the present invention are 7, 36, 37, 90-97 and 112, which are assumed to be directly related to interaction with uracil. Paleobacterial DNA polymerase variants in which at least one of the 119th amino acids has been modified, such as (a) 7, 36, 37, 90-97 and the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. It is an paleobacterial DNA polymerase variant represented by an amino acid sequence having a modification of at least one amino acid among the amino acids corresponding to positions 112 to 119.

上記の古細菌DNAポリメラーゼ変異体は、以下の(b)のアミノ酸配列で示されるものであってもよい。
(b)(a)で示されるアミノ酸配列においてさらに7、36、37、90〜97及び112〜119番目以外の部位において少なくとも1つのアミノ酸が改変されており、そのアミノ酸配列と配列番号1との同一性又はそのアミノ酸配列と配列番号2との同一性が80%以上(好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上であり、特に好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上である)であり、かつ、減少した塩基類似体検出活性を有するDNAポリメラーゼをコードするアミノ酸配列。
The archaeal DNA polymerase variant described above may be represented by the amino acid sequence of (b) below.
(B) In the amino acid sequence shown in (a), at least one amino acid is further modified at a site other than positions 7, 36, 37, 90 to 97 and 112 to 119, and the amino acid sequence and SEQ ID NO: 1 are linked. The identity or the identity of the amino acid sequence thereof and SEQ ID NO: 2 is 80% or more (preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 98%. The amino acid sequence encoding the DNA polymerase having the above, most preferably 99% or more) and the reduced base analog detection activity.

アミノ酸配列の同一性を算出する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、市販の又は電気通信回線(インターネット)を通じて利用可能な解析ツールを用いて算出することができる。
本発明においては、全米バイオテクノロジー情報センター(NCBI)の相同性アルゴリズムBLAST(Basic local alignment search tool)http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/においてデフォルト(初期設定)のパラメーターを用いることにより、アミノ酸配列の同一性を算出する。
Various methods are known as methods for calculating the identity of amino acid sequences. For example, it can be calculated using a commercially available analysis tool available through a telecommunication line (Internet).
In the present invention, the National Center for Biotechnology Information (NCBI) homology algorithm BLAST (Basic local alignment search tool) http: // www. ncbi. nlm. nih. Amino acid sequence identity is calculated by using the default (default) parameters in gov / BLAST /.

上記の古細菌DNAポリメラーゼ変異体は、以下の(c)のアミノ酸配列で示されるものであってもよい。
(c)(a)で示されるアミノ酸配列において、さらに7、36、37、90〜97及び112〜119番目以外の部位において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されており、かつ、減少した塩基類似体検出活性を有するDNAポリメラーゼをコードするアミノ酸配列。
The archaeal DNA polymerase variant described above may be represented by the amino acid sequence of (c) below.
(C) In the amino acid sequence shown in (a), one or several amino acids are further deleted, substituted or added at sites other than positions 7, 36, 37, 90 to 97 and 112 to 119, and , An amino acid sequence encoding a DNA polymerase with reduced base analog detection activity.

ここで「数個」とは、「減少した塩基類似体検出活性」が維持される限り制限されないが、例えば、全アミノ酸の約20%未満に相当する数であり、好ましくは約15%未満に相当する数であり、さらに好ましくは約10%未満に相当する数であり、より一層好ましくは約5%未満に相当する数であり、最も好ましくは約1%未満に相当する数である。より具体的には、変異されるアミノ酸残基の個数は、例えば、2〜160個、好ましくは2〜120個、より好ましくは2〜80個、更に好ましくは2〜40個であり、特に好ましくは2〜5個である。 Here, "several" is not limited as long as "reduced base analog detection activity" is maintained, but is, for example, a number corresponding to less than about 20% of all amino acids, preferably less than about 15%. It is a corresponding number, more preferably a number corresponding to less than about 10%, even more preferably a number corresponding to less than about 5%, and most preferably a number corresponding to less than about 1%. More specifically, the number of amino acid residues to be mutated is, for example, 2 to 160, preferably 2 to 120, more preferably 2 to 80, still more preferably 2 to 40, and particularly preferably. Is 2 to 5.

なお、「配列番号1に示されるアミノ酸配列における7、36、37、90〜97及び112〜119番目に相当するアミノ酸」とは、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列を有するDNAポリメラーゼにおいて、配列番号1の7、36、37、90〜97及び112〜119番目に対応するウラシルの結合に関するアミノ酸配列を含む表現である。 The "amino acid corresponding to positions 7, 36, 37, 90 to 97 and 112 to 119 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1" refers to an amino acid sequence that is not completely the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is an expression including the amino acid sequence relating to the binding of uracil corresponding to positions 7, 36, 37, 90 to 97 and 112 to 119 of SEQ ID NO: 1 in the DNA polymerase having.

本発明において、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列おける、配列番号1上のある位置(順番)と対応する位置とは、配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、配列番号1の当該位置と対応する位置とする。本明細書において、前記と同じ形式の表記における「相当する」の意味は、前記の例示と同じである。 In the present invention, in an amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, a certain position (order) on SEQ ID NO: 1 and a corresponding position are when the primary structure of the sequence is compared (aligned). The position corresponds to the position of SEQ ID NO: 1. In the present specification, the meaning of "corresponding" in the same form of notation as described above is the same as that of the above examples.

本発明において、配列番号1に示されるアミノ酸配列と完全同一ではないアミノ酸配列おける、配列番号1上のある位置(順番)と対応する位置とは、配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、配列番号1の当該位置と対応する位置とする。本明細書において、前記と同じ形式の表記における「対応する位置」の意味は、前記の例示と同じである。 In the present invention, in an amino acid sequence that is not exactly the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, a certain position (order) on SEQ ID NO: 1 and a corresponding position are when the primary structure of the sequence is compared (aligned). The position corresponds to the position of SEQ ID NO: 1. In the present specification, the meaning of "corresponding position" in the notation of the same form as described above is the same as that of the above-mentioned example.

配列の一次構造を比較する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、市販の又は電気通信回線(インターネット)を通じて利用可能な解析ツールを用いて算出することができる。本発明においては、DNA Databank of Japan(DDBJ)のClustalW(http://clustalw.ddbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja)においてデフォルト(初期設定)のパラメーターを用いることにより、配列の一次構造を比較する。 Various methods are known as methods for comparing the primary structures of sequences. For example, it can be calculated using a commercially available analysis tool available through a telecommunication line (Internet). In the present invention, by using the default (initial setting) parameters in ClustalW (http://clustalw.dbbj.nig.ac.jp/index.php/lang=ja) of DNA Data Bank of Japan (DDBJ). Compare the primary structures of the sequences.

(3.3.3)
本発明に用いる減少した塩基類似体検出活性を有する古細菌DNAポリメラーゼ変異体は、より好ましくは、配列番号1又は配列番号2におけるアミノ酸Y7、P36、又はV93に相当するアミノ酸から選択される少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する。ここで、例えばY7とは、7番目のアミノ酸であるチロシン(Y)残基を意味しており、アルファベット1文字は通用されているアミノ酸の略号を表している。好ましい例において、Y7アミノ酸はチロシン(Y)が非極性アミノ酸に置換されており、具体的にはY7A、Y7G、Y7V、Y7L、Y7I、Y7P、Y7F、Y7M、Y7W、及びY7Cからなる群より選ばれるアミノ酸置換である。別の好ましい例において、P36アミノ酸はプロリン(P)が正電荷をもつ極性アミノ酸に置換されており、具体的にはP36H、P36K、又はP36Rのアミノ酸置換である。別の好ましい例において、V93アミノ酸はバリン(V)が、正電荷をもち極性アミン酸に置換されており、具体的にはV93H、V93K、又はV93Rのアミノ酸置換である。
(3.3.3)
The archaeal DNA polymerase variant with reduced base analog detection activity used in the present invention is more preferably at least one selected from the amino acids corresponding to amino acids Y7, P36, or V93 in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. Has one amino acid modification. Here, for example, Y7 means a tyrosine (Y) residue which is the seventh amino acid, and one letter of the alphabet represents an abbreviation of a commonly used amino acid. In a preferred example, the Y7 amino acid is selected from the group consisting of tyrosine (Y) substituted with a non-polar amino acid, specifically Y7A, Y7G, Y7V, Y7L, Y7I, Y7P, Y7F, Y7M, Y7W, and Y7C. Amino acid substitution. In another preferred example, the P36 amino acid is a proline (P) substituted with a positively charged polar amino acid, specifically an amino acid substitution of P36H, P36K, or P36R. In another preferred example, the V93 amino acid is valine (V) substituted with a positively charged polar amine acid, specifically an amino acid substitution of V93H, V93K, or V93R.

より好ましくは、改変がY7A、P36H、P36K、P36R、V93Q、V93K、及びV93Rからなる群より選ばれる、少なくとも1つのアミノ酸の改変である。さらに好ましくはP36K、P36R又はP36Hである。特に好ましくはP36Hである。 More preferably, the modification is a modification of at least one amino acid selected from the group consisting of Y7A, P36H, P36K, P36R, V93Q, V93K, and V93R. More preferably, it is P36K, P36R or P36H. Particularly preferably, it is P36H.

本発明において用いられる減少した塩基類似体検出活性を有する古細菌DNAポリメラーゼ変異体は、配列番号1又は配列番号2におけるアミノ酸Y7、P36、又はV93に相当するアミノ酸から選択される2つ以上のアミノ酸を改変したものでも良い。具体的には、Y7A/V93K、Y7A/P36H、Y7A/P36R、Y7A/V93R、Y7A/V93Q又はP36H/V93Kなどが挙げられ、好ましくは、Y7A/P36H又はY7A/V93Kなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The archaeal DNA polymerase variant with reduced base analog detection activity used in the present invention is two or more amino acids selected from the amino acids corresponding to amino acids Y7, P36, or V93 in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. May be modified. Specific examples thereof include Y7A / V93K, Y7A / P36H, Y7A / P36R, Y7A / V93R, Y7A / V93Q or P36H / V93K, and preferably Y7A / P36H or Y7A / V93K. It is not limited to.

上記に例示したDNAポリメラーゼの改変をもとに、本発明に用いる改変されたDNAポリメラーゼとして、種々の変異体が考えられる。そのような変異体として、以下の(1)−(4)のいずれかの改変を有する古細菌DNAポリメラーゼの変異体が例示されるが、これに限定されるわけではない。
(1)(A)H147Eと、(B)Y7A/V93K、Y7A/V93R、Y7A/V93Q、Y7A/P36H、Y7A/P36R、P36H/V93K、P36K、P36R、P36H、V93R又はV93Qのいずれか
(2)(A)N210Dと、(B)Y7A/V93K、Y7A/P36H、Y7A/P36R、P36K、P36R、P36H、V93Q、V93K又はV93Rのいずれか
(3)(A)I142Rと、(B)Y7A/V93K、Y7A/V93R、Y7A/V93Q、Y7A/P36H、Y7A/P36R、P36R、P36H、V93K、V93R又はV93Qのいずれか
(4)(A)D141A/E143Aと、(B)Y7A/V93K、Y7A/P36H、Y7A/P36R、P36R、P36H又はV93Kのいずれか
Based on the modifications of the DNA polymerase exemplified above, various variants can be considered as the modified DNA polymerase used in the present invention. Examples of such mutants include, but are not limited to, variants of archaeal DNA polymerase having any of the following modifications (1)-(4).
(1) Either (A) H147E and (B) Y7A / V93K, Y7A / V93R, Y7A / V93Q, Y7A / P36H, Y7A / P36R, P36H / V93K, P36K, P36R, P36H, V93R or V93Q (2) ) (A) N210D and (B) Y7A / V93K, Y7A / P36H, Y7A / P36R, P36K, P36R, P36H, V93Q, V93K or V93R (3) (A) I142R and (B) Y7A / Either (4) (A) D141A / E143A and (B) Y7A / V93K, Y7A / Either P36H, Y7A / P36R, P36R, P36H or V93K

(3.3.4)塩基類似体検出活性の評価方法
本発明における塩基類似体検出活性はPCRによって評価できる。塩基類似体は、典型的にはウラシルである。本発明においては、鋳型となるDNA、緩衝材、マグネシウム、dNTPs、プライマー、及び評価対象のDNAポリメラーゼを含む通常のPCR反応液に、dUTP溶液を、終濃度0.5μM〜200μMで添加し、熱サイクルを行う。反応後に、エチジウムブロマイド染色1%アガロース電気泳動でPCR産物の有無を確認し、許容できたdUTP濃度によって、ウラシルの検出活性を評価することが出来る。ウラシル検出活性の高いDNAポリメラーゼは少しのdUTPの添加で伸長反応が阻害され、PCR産物が確認できない。また、ウラシルの検出活性の低いDNAポリメラーゼは、高濃度のdUTPを添加しても問題なくPCRによる遺伝子増幅が確認できる。
(3.3.4) Method for evaluating base analog detection activity The base analog detection activity in the present invention can be evaluated by PCR. The base analog is typically uracil. In the present invention, a dUTP solution is added to a normal PCR reaction solution containing a template DNA, a buffer material, magnesium, dNTPs, a primer, and a DNA polymerase to be evaluated at a final concentration of 0.5 μM to 200 μM, and heat is added. Perform a cycle. After the reaction, the presence or absence of the PCR product can be confirmed by ethidium bromide staining 1% agarose gel electrophoresis, and the detection activity of uracil can be evaluated by the acceptable dUTP concentration. For DNA polymerase having high uracil detection activity, the extension reaction is inhibited by the addition of a small amount of dUTP, and the PCR product cannot be confirmed. In addition, for DNA polymerase having low uracil detection activity, gene amplification by PCR can be confirmed without any problem even if a high concentration of dUTP is added.

減少した塩基類似体検出活性を有する古細菌DNAポリメラーゼ変異体とは、酵素至適の反応Buffer中で、任意のプライマー、及び鋳型となるDNAを用い、至適の熱サイクルを行った結果、変異がない野生型と比較し、高濃度のdUTPを添加しても伸長反応が阻害されず、PCR産物が確認できるDNAポリメラーゼのことをいう。ただし、野生型との比較が困難な場合は、dUTPを0.5μMの濃度で添加してもPCRの増幅ができる古細菌DNAポリメラーゼ変異体については、当該変異体が野生型と比較して減少した塩基類似体検出活性を有すると推定する。 Paleobacterial DNA polymerase variants with reduced base analog detection activity are mutated as a result of performing an optimal thermal cycle using arbitrary primers and template DNA in an enzyme-optimal reaction buffer. It refers to a DNA polymerase that does not inhibit the elongation reaction even when a high concentration of dUTP is added, and a PCR product can be confirmed, as compared with the wild type without DNA. However, if it is difficult to compare with the wild type, the number of archaeal DNA polymerase mutants that can amplify PCR even if dUTP is added at a concentration of 0.5 μM is reduced compared to the wild type. It is presumed that it has the activity of detecting base analogs.

本発明における塩基類似体検出活性の評価は、以下の方法に従う。
KOD −Plus− Ver.2(Toyobo製)添付の10×PCR Buffer、又はPfu DNA Polymerase(Agilent製)添付の10×PCR Bufferを用い、1×PCR Buffer、及び1.5mM MgSO、0.2mM dNTPs(dATP、dTTP,dCTP、dGTP)、約1.3kbを増幅する15pmolの配列番号11及び12に記載のプライマー、10ngのヒトゲノムDNA(Roche製)、1Uの各酵素を含む50μlの反応液中に、dUTP(Roche製)を終濃度0.5、5、50、100、200μMになるよう添加する。94℃、30秒の前反応の後、98℃、10秒→65℃、30秒→68℃、1分30秒を30サイクル繰り返すスケジュールでPCR system GeneAmp(登録商標)9700(Applied Biosystem)にてPCRを行う。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下約1.3kbの増幅DNA断片を確認することで、塩基類似体検出活性が減少しているかどうかが評価できる。
The evaluation of the base analog detection activity in the present invention follows the following method.
KOD-Plus-Ver. Using the 10 × PCR Buffer attached to 2 (manufactured by Toyobo) or the 10 × PCR Buffer attached to Pfu DNA Polymerase (manufactured by Agent), 1 × PCR Buffer, and 1.5 mM sulfonyl 4 , 0.2 mM dNTPs (dATP, dTTP, dCTP, dGTP), the primer set forth in SEQ ID NOs: 11 and 12 of 15 pmol that amplifies about 1.3 kb, 10 ng of human genomic DNA (manufactured by Roche), and dUTP (manufactured by Roche) in 50 μl of a reaction solution containing 1 U of each enzyme. ) Is added to a final concentration of 0.5, 5, 50, 100, 200 μM. After a pre-reaction at 94 ° C. for 30 seconds, PCR system GeneAmp® 9700 (Applied Biosystem) was used on a schedule of repeating 30 cycles of 98 ° C., 10 seconds → 65 ° C., 30 seconds → 68 ° C., 1 minute 30 seconds. Perform PCR. After completion of the reaction, 1% agarose gel electrophoresis was performed on 5 μl of the reaction solution, stained with ethidium bromide, and an amplified DNA fragment of about 1.3 kb was confirmed under ultraviolet irradiation to see if the base analog detection activity was reduced. Can be evaluated.

(3.4)アミノ酸改変の導入方法
本発明に用いるDNAポリメラーゼを改変する方法は、既に当該技術分野において確立されている。よって、公知の方法に従い改変を行うことが出来、その態様は特に制限されない。
(3.4) Method for introducing amino acid modification A method for modifying the DNA polymerase used in the present invention has already been established in the art. Therefore, the modification can be performed according to a known method, and the mode thereof is not particularly limited.

アミノ酸の改変を導入する方法の一態様として、Inverse PCR法に基づく部位特異的変異導入法を用いることができる。例えば、KOD −Plus− Mutagenesis Kit(Toyobo製)は、(1)目的とする遺伝子を挿入したプラスミドを変性させ、該プラスミドに変異プライマーをアニーリングさせ、続いてKOD DNAポリメラーゼを用いて伸長反応を行う、(2)(1)のサイクルを15回繰り返す、(3)制限酵素DpnIを用いて鋳型としたプラスミドのみを選択的に切断する、(4)新たに合成された遺伝子をリン酸化、Ligationを実施し環化させる、(5)環化した遺伝子を大腸菌に形質転換し、目的とする変異の導入されたプラスミドを保有する形質転換体を取得することのできるキットである。 As one aspect of the method for introducing amino acid modification, a site-specific mutagenesis method based on the Inverse PCR method can be used. For example, KOD-Plus-Mutagenesis Kit (manufactured by Toyobo) (1) denatures a plasmid into which a gene of interest has been inserted, anneaates the plasmid with a mutation primer, and then carries out an extension reaction using KOD DNA polymerase. , (2) Repeat the cycle of (1) 15 times, (3) Selectively cleave only the plasmid used as a template using the restriction enzyme DpnI, (4) Phosphorize the newly synthesized gene, and perform ligation. It is a kit that can be carried out and cyclized, (5) transforming the cyclized gene into Escherichia coli, and obtaining a transformant carrying the plasmid into which the desired mutation has been introduced.

(3.5)
上記改変DNAポリメラーゼ遺伝子を必要に応じて発現ベクターに移し替え、宿主として例えば大腸菌を、該発現ベクターを用いて形質転換した後、アンピシリン等の薬剤を含む寒天培地に塗布し、コロニーを形成させる。コロニーを栄養培地、例えばLB培地や2×YT培地に接種し、37℃で12〜20時間培養した後、菌体を破砕して粗酵素液を抽出する。ベクターとしては、pBluescript由来のものが好ましい。菌体を破砕する方法としては公知のいかなる手法を用いても良いが、例えば超音波処理、フレンチプレスやガラスビーズ破砕のような物理的破砕法やリゾチームのような溶菌酵素を用いることができる。この粗酵素液を80℃、30分間熱処理し、宿主由来のDNAポリメラーゼを失活させ、DNAポリメラーゼ活性を測定する。
(3.5)
The modified DNA polymerase gene is transferred to an expression vector as needed, and Escherichia coli, for example, as a host is transformed with the expression vector and then applied to an agar medium containing a drug such as ampicillin to form colonies. The colonies are inoculated into a nutrient medium, for example, LB medium or 2 × YT medium, cultured at 37 ° C. for 12 to 20 hours, and then the cells are disrupted to extract a crude enzyme solution. The vector is preferably derived from pBluescript. Any known method may be used for crushing the cells, and for example, sonication, a physical crushing method such as French press or glass bead crushing, or a lytic enzyme such as lysozyme can be used. This crude enzyme solution is heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes to inactivate the host-derived DNA polymerase, and the DNA polymerase activity is measured.

上記方法により選抜された菌株から精製DNAポリメラーゼを取得する方法は、いかなる手法を用いても良いが、例えば下記のような方法がある。栄養培地に培養して得られた菌体を回収した後、酵素的又は物理的破砕法により破砕抽出して粗酵素液を得る。得られた粗酵素抽出液から熱処理、例えば80℃、30分間処理し、その後硫安沈殿によりDNAポリメラーゼ画分を回収する。この粗酵素液をセファデックスG−25(アマシャムファルマシア・バイオテク製)を用いたゲル濾過等の方法により脱塩を行うことができる。この操作の後、ヘパリンセファロースカラムクロマトグラフィーにより分離、精製し、精製酵素標品を得ることができる。該精製酵素標品はSDS−PAGEによってほぼ単一バンドを示す程度に純化される。 Any method may be used for obtaining the purified DNA polymerase from the strain selected by the above method, and for example, there are the following methods. After collecting the bacterial cells obtained by culturing in a nutrient medium, they are crushed and extracted by an enzymatic or physical crushing method to obtain a crude enzyme solution. The obtained crude enzyme extract is heat-treated, for example, at 80 ° C. for 30 minutes, and then the DNA polymerase fraction is recovered by ammonium sulfate precipitation. This crude enzyme solution can be desalted by a method such as gel filtration using Sephadex G-25 (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech). After this operation, it can be separated and purified by heparin sepharose column chromatography to obtain a purified enzyme preparation. The purified enzyme preparation is purified by SDS-PAGE to the extent that it exhibits a nearly single band.

(3.5.1)DNAポリメラーゼ活性測定法
本発明に用いるDNAポリメラーゼは、以下のように活性を測定する。酵素活性が強い場合には、保存緩衝液(50mM Tris−HCl(pH8.0),50mM KCl,1mM ジチオスレイトール,0.1% Tween20,0.1% Nonidet P40,50% グリセリン)でサンプルを希釈して測定を行う。(1)下記のA液25μl、B液5μl、C液5μl、滅菌水10μl、及び酵素溶液5μlをマイクロチューブに加えて75℃にて10分間反応する。(2)その後氷冷し、E液50μl、D液100μlを加えて、攪拌後更に10分間氷冷する。(3)この液をガラスフィルター(ワットマン製GF/Cフィルター)で濾過し、0.1N 塩酸及びエタノールで十分洗浄する。(4)フィルターの放射活性を液体シンチレーションカウンター(パーキンエルマー製TriCarb 2810TR)で計測し、鋳型DNAのヌクレオチドの取り込みを測定する。酵素活性の1単位はこの条件で30分当りの10nmolのヌクレオチドを酸不溶性画分(即ち、D液を添加したときに不溶化する画分)に取り込む酵素量とする。
A液:40mM Tris−HCl緩衝液(pH7.5)、16mM 塩化マグネシウム、15mM ジチオスレイトール、100μg/mL BSA(牛血清アルブミン)
B液:1.5μg/μl 活性化仔牛胸腺DNA
C液:1.5mM dNTP(250cpm/pmol [3H]dTTP)
D液:20% トリクロロ酢酸(2mM ピロリン酸ナトリウム)
E液:1mg/mL仔牛胸腺DNA
(3.5.1) Method for measuring DNA polymerase activity The activity of the DNA polymerase used in the present invention is measured as follows. If the enzyme activity is strong, sample with storage buffer (50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 50 mM KCl, 1 mM dithiothreitol, 0.1% Tween 20, 0.1% Nonidet P40, 50% glycerin). Dilute and measure. (1) Add 25 μl of the following solution A, 5 μl of solution B, 5 μl of solution C, 10 μl of sterilized water, and 5 μl of enzyme solution to a microtube and react at 75 ° C. for 10 minutes. (2) After that, the mixture is ice-cooled, 50 μl of E solution and 100 μl of D solution are added, and after stirring, ice-cooled for another 10 minutes. (3) This liquid is filtered through a glass filter (GF / C filter manufactured by Whatman) and thoroughly washed with 0.1N hydrochloric acid and ethanol. (4) The radioactivity of the filter is measured with a liquid scintillation counter (TriCarb 2810TR manufactured by PerkinElmer), and the uptake of nucleotides in the template DNA is measured. One unit of enzyme activity is the amount of enzyme that takes up 10 nmol nucleotides per 30 minutes into an acid-insoluble fraction (that is, a fraction that is insolubilized when solution D is added) under these conditions.
Solution A: 40 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 16 mM magnesium chloride, 15 mM dithiothreitol, 100 μg / mL BSA (bovine serum albumin)
Solution B: 1.5 μg / μl Activated calf thymus DNA
Solution C: 1.5 mM dNTP (250 cpm / pmol [3H] dTTP)
Liquid D: 20% trichloroacetic acid (2 mM sodium pyrophosphate)
Solution E: 1 mg / mL calf thymus DNA

(4)PCNA
(4.1)
本発明に用いるPCNAは、PCR増強因子の一種である。前記PCNAとしては、特に限定されないが、PCRの熱サイクルに耐えられる耐熱性のものが望ましく、好ましくはPCR後も活性が残るものが望まれる。さらに好ましくは80℃で30分の熱処理を行っても可溶性であり、活性が50%以上、さらに好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上残っているものが望まれる。
(4) PCNA
(4.1)
The PCNA used in the present invention is a kind of PCR enhancer. The PCNA is not particularly limited, but a heat-resistant one that can withstand the heat cycle of PCR is desirable, and one that remains active even after PCR is preferably desired. More preferably, it is soluble even after heat treatment at 80 ° C. for 30 minutes, and it is desirable that the activity remains 50% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 90% or more.

そのようなPCNAとしては、例えばパイロコッカス(Pyrococcus)属及びサーモコッカス(Thermococcus)属の細菌から単離されたPCNAが挙げられる。パイロコッカス属由来のPCNAとしては、Pyrococcus furiosus(配列番号13)、Pyrococcus sp.GB−D、Pyrococcus Woesei、Pyrococcus abyssi又はPyrococcus horikoshiiから単離されたPCNAを含むが、これらに限定されない。サーモコッカス属に由来するPCNAとしては、Thermococcus kodakaraensis(配列番号14)、Thermococcus gorgonarius、Thermococcus litoralis、Thermococcus sp.JDF−3、Thermococcus sp.9degrees North−7(Thermococcus sp.9°N−7)、Thermococcus sp.KS−1、Thermococcus celer、又はThermococcus siculi、Methanocaldococcus jannaschii(Mja)又はMethanobacterium thermoautotrophicum(Mth)から単離されたPCNAを含むが、これらに限定されない。 Such PCNAs include, for example, PCNAs isolated from bacteria of the genus Pyrococcus and Thermococcus. Examples of PCNAs derived from the genus Pyrococcus include Pyrococcus furiosus (SEQ ID NO: 13) and Pyrococcus sp. It includes, but is not limited to, PCNAs isolated from GB-D, Pyrococcus Wosei, Pyrococcus abyssi or Pyrococcus horikoshii. Examples of PCNAs derived from the genus Thermococcus include Thermococcus kodakaransis (SEQ ID NO: 14), Thermococcus gogonarius, Thermococcus litoralis, and Thermococcus sp. JDF-3, Thermococcus sp. 9degres North-7 (Thermococcus sp. 9 ° N-7), Thermococcus sp. KS-1, Thermococcus celer, or Thermococcus siculi, Methanocaldococcus jannaschii (Mja) or Methanobacterium thermoatotrophicum (Mth), not limited to PCNA isolated from these, including PCNA isolated from these.

PCNAをコードする遺伝子は、PCNAをもつ生物からクローニングすることができる。また、アミノ酸の配列情報や核酸の配列情報をもとに人工的に合成することもできる。 The gene encoding the PCNA can be cloned from an organism having the PCNA. It can also be artificially synthesized based on amino acid sequence information and nucleic acid sequence information.

さらに、本発明に用いるPCNAは単独でDNAにロードする(DNAポリメラーゼ増幅増強活性のある)変異体であってもよい。PCNAは通常、多量体を形成し輪のような構造をとる。DNAにロードするとは、PCNA多量体の輪の構造内部にDNAを通すことを示し、通常はRFCと呼ばれる因子と共同して初めてPCNAはDNAにロードすることができる。単独でDNAにロードする変異体とは、PCNAの多量体形成に関わる部位を改変し、多量体形成を不安定化することで、RFCなしでもDNAをPCNA多量体内部に通しやすくした変異体を示す。 Furthermore, the PCNA used in the present invention may be a mutant (having DNA polymerase amplification enhancing activity) that is loaded into DNA alone. PCNAs usually form multimers and have a ring-like structure. Loading into DNA means passing DNA through the structure of the ring of PCNA multimers, and PCNA can only be loaded into DNA in collaboration with a factor, usually called RFC. A mutant that loads into DNA alone is a mutant that makes it easier for DNA to pass through the PCNA multimer without RFC by modifying the site involved in PCNA multimer formation and destabilizing the multimer formation. show.

(4.1.1)KOD−PCNA及びPfu−PCNA
PCNAが多量体形成に関する部位は、サーモコッカス・コダカラエンシスに由来するPCNA(KOD−PCNAとも記載)(配列番号13)、パイロコッカス・フリオサスのPCNA(Pfu−PCNAとも記載)(配列番号14)においては、82、84、109番目のアミノ酸からなるN末端領域と139、143、147番目のアミノ酸からなるC末端領域が挙げられる。N末端領域はプラスに帯電し、C末端領域はマイナスに帯電し、相互作用することで多量体形成を行う。
(4.1.1) KOD-PCNA and Pfu-PCNA
The sites where PCNA is involved in multimeric formation are PCNA derived from Thermococcus kodakaraensis (also described as KOD-PCNA) (SEQ ID NO: 13) and PCNA of Pyrococcus friosus (also described as Pfu-PCNA) (SEQ ID NO: 14). In, the N-terminal region consisting of the 82nd, 84th, and 109th amino acids and the C-terminal region consisting of the 139th, 143rd, and 147th amino acids can be mentioned. The N-terminal region is positively charged and the C-terminal region is negatively charged, and interacts to form a multimer.

上記及び下記において、配列番号13又は配列番号14を例にして説明したことは、本明細書で具体的に配列を提示したPCNA以外のPCNAにも適用される。例えば、図7で示したように配列番号13及び14に示されるPCNA以外のPCNAにおいては、配列番号13の82、84、109、139、143、147番目のアミノ酸からなる多量体形成に関する領域と対応する領域のことを示す。ここで、異なる2つのアミノ酸配列があるとき、基準となる一方のアミノ酸配列においてアミノ酸や領域が「対応する」とは、アミノ酸配列の一次構造を比較(アラインメント)したとき、基準となる配列の当該位置と対応する位置とする。 What has been described above and below by exemplifying SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14 also applies to PCNAs other than the PCNA specifically presented with the sequence herein. For example, in PCNAs other than the PCNAs shown in SEQ ID NOs: 13 and 14, as shown in FIG. 7, the region relating to multimeric formation consisting of the 82, 84, 109, 139, 143, and 147th amino acids of SEQ ID NO: 13 Indicates the corresponding area. Here, when there are two different amino acid sequences, the fact that the amino acid or region "corresponds" in one of the reference amino acid sequences means that the reference sequence corresponds to the reference sequence when the primary structures of the amino acid sequences are compared (aligned). The position corresponds to the position.

単独でDNAにロードするPCNA変異体は、より好ましくは、PCNAの多量体形成に関わる、
(a)82、84、109番目に相当するアミノ酸からなるN末端領域、又は、
(b)139、143、147番目に相当するアミノ酸からなるC末端領域に少なくともひとつの改変を有し、RFCがなくともDNAにロードし、DNAポリメラーゼの伸長反応を促進する変異体が挙げられる。
PCNA variants that load DNA alone are more preferably involved in PCNA multimer formation.
(A) N-terminal region consisting of amino acids corresponding to the 82nd, 84th, and 109th positions, or
(B) Examples thereof include mutants having at least one modification in the C-terminal region consisting of amino acids corresponding to positions 139, 143 and 147, loading into DNA even in the absence of RFC, and promoting the elongation reaction of DNA polymerase.

例えば、配列番号13の143番目に相当するアミノ酸を塩基性アミノ酸に改変したもの、82番目と143番目を共に中性アミノ酸に改変したもの、147番目を中性アミノ酸に改変したもの、又は、109番目と143番目を共に中性アミノ酸に改変したものなどが挙げられる。
本発明の中性アミノ酸としては、天然のものであれば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、プロリン、セリン、スレオニン、システイン、メチオニン、アスパラギン、グルタミンが挙げられる。好ましくは、置換部位の周辺部位の立体構造に与える影響が最も小さいアラニンである。塩基性アミノ酸としては、天然のものであれば、アルギニン、ヒスチジン、リシン及びトリプトファンが挙げられる。好ましくはアルギニン又はリジンである。
For example, the amino acid corresponding to the 143rd position of SEQ ID NO: 13 is modified to a basic amino acid, the 82nd and 143rd positions are both modified to a neutral amino acid, the 147th position is modified to a neutral amino acid, or 109. Examples thereof include those obtained by modifying both the 143rd and 143rd amino acids to neutral amino acids.
Examples of the neutral amino acid of the present invention include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, tyrosine, proline, serine, threonine, cysteine, methionine, asparagine and glutamine as long as they are natural. Preferably, alanine has the least effect on the three-dimensional structure of the site surrounding the substitution site. Examples of basic amino acids include arginine, histidine, lysine and tryptophan if they are naturally occurring. It is preferably arginine or lysine.

より好ましくは、WO2007/004654に記載のPCNA変異体が例示されるほか、第147番目のアミノ酸残基をアラニンに換えた配列(D147A)、第82番目、及び第143番目のアミノ酸残基をアラニンに変えた配列(R82A/D143A、もしくはR82A/E143A)、第109番目、及び第143番目のアミノ酸残基をアラニンに変えた配列(R109A/D143A、もしくはR109A/E143A)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 More preferably, the PCNA variant described in WO2007 / 004654 is exemplified, and the sequence in which the 147th amino acid residue is replaced with alanine (D147A), the 82nd and 143rd amino acid residues are alanine. (R82A / D143A or R82A / E143A), the 109th and 143rd amino acid residues changed to alanine (R109A / D143A or R109A / E143A), and the like. It is not limited to.

また、本発明に用いるPCNAは発現量を増やすため、配列番号13又は配列番号14の73番目に相当するメチオニンを改変したものでもよい。より好ましくはM73Lに改変したものが挙げられるが、これに限定されない。 Further, the PCNA used in the present invention may be a modified methionine corresponding to the 73rd position of SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14 in order to increase the expression level. More preferably, it may be modified to M73L, but the present invention is not limited to this.

(4.1.2)Mja−PCNA
また、本発明に用いるPCNAは、以下の(A)から(E)のうちいずれかに示されるPCNA単量体である。
(A)配列番号23に記載のアミノ酸配列における142番目のアミノ酸残基を、リジン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファンからなる群から選択されるいずれかのアミノ酸残基に置換したアミノ酸配列からなるポリペプチドからなり、かつ、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を有するポリペプチド。
(B)(A)で示されるPCNA単量体において、さらに、配列番号23に記載のアミノ酸配列における142番目のアミノ酸残基を、リジン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファンからなる群がら選択されるいずれかのアミノ酸残基に置換したアミノ酸配列からなるポリペプチドからなり、以下の(a)から(e)のいずれかの置換、欠失、挿入及び/又は付加(これらを纏めて「変異」とも表す。)を含んでなり、かつ、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を有するポリペプチド。
(a)80番目のアミノ酸残基をリジン、ヒスチジン及びトリプトファンからなる群から選択されるいずれかに置換
(b)82番目のアミノ酸残基をアルギニン、ヒスチジン及びトリプトファンからなる群から選択されるいずれかに置換
(c)108番目のアミノ酸残基をリジン、ヒスチジン及びトリプトファンからなる群から選択されるいずれかに置換
(d)138番目のアミノ酸残基をグルタミン酸に置換
(e)146番目のアミノ酸残基をグルタミン酸に置換
(C)(A)で示されるPCNA単量体において、さらに、配列番号23に記載のアミノ酸配列における142番目のアミノ酸残基を、リジン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファンからなる群から選択されるいずれかのアミノ酸残基に置換したアミノ酸配列からなるポリペプチドからなり、80番目、82番目、108番目、138番目、142番目及び第146番目に相当するアミノ酸残基以外の、1乃至数個のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入又は付加されているアミノ酸配列からなり、かつ、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を有するポリペプチド。
(D)(A)で示されるPCNA単量体において、さらに、配列番号23に記載のアミノ酸配列の142番目のアミノ酸残基のみを、リジン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファンからなる群から選択されるいずれかのアミノ酸残基に置換したアミノ酸配列からなるポリペプチド。
(E)(A)で示されるPCNA単量体において、さらに、配列番号23で示されるアミノ酸配列との相同性が80%以上であるアミノ酸配列からなり、かつ、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を有するポリペプチド。
(4.1.2) Mja-PCNA
The PCNA used in the present invention is a PCNA monomer shown in any of the following (A) to (E).
(A) From a polypeptide consisting of an amino acid sequence in which the 142nd amino acid residue in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23 is replaced with any amino acid residue selected from the group consisting of lysine, arginine, histidine, and tryptophan. A polypeptide having a DNA polymerase amplification enhancing activity.
(B) In the PCNA monomer represented by (A), the 142nd amino acid residue in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23 is further selected from the group consisting of lysine, arginine, histidine, and tryptophan. It consists of a polypeptide consisting of an amino acid sequence substituted with an amino acid residue, and any of the following (a) to (e) substitutions, deletions, insertions and / or additions (collectively referred to as "mutations"). A polypeptide comprising, and having DNA polymerase amplification enhancing activity.
(A) Substitute the 80th amino acid residue with one selected from the group consisting of lysine, histidine and tryptophan (b) Any one selected from the group consisting of arginine, histidine and tryptophan with the 82nd amino acid residue Substituted with (c) Replaced the 108th amino acid residue with one selected from the group consisting of lysine, histidine and tryptophan (d) Replaced the 138th amino acid residue with glutamic acid (e) 146th amino acid residue In the PCNA monomer represented by (C) and (A), the 142nd amino acid residue in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23 is further selected from the group consisting of lysine, arginine, histidine, and tryptophan. Consists of a polypeptide consisting of an amino acid sequence substituted with any of the amino acid residues that are A polypeptide consisting of an amino acid sequence in which individual amino acid residues are substituted, deleted, inserted or added, and having DNA polymerase amplification enhancing activity.
(D) In the PCNA monomer represented by (A), only the 142nd amino acid residue of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23 is selected from the group consisting of lysine, arginine, histidine, and tryptophan. A polypeptide consisting of an amino acid sequence substituted with the amino acid residue.
(E) In the PCNA monomer represented by (A), a poly consisting of an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23 and having a DNA polymerase amplification enhancing activity. peptide.

配列番号23において、142番目のアミノ酸残基はPCNAの多量体形成に関わるアミノ酸残基のうちの1つである。PCNAの多量体形成に関わるアミノ酸残基は、各単量体のN末端側領域とC末端側領域とに存在する。PCNA多量体は、一方の単量体のN末端側領域と他方の単量体のC末端側領域とが界面となって接合することにより形成される。真核細胞及び古細菌においては、多くの場合PCNAは三量体を形成する。配列番号23で示されるアミノ酸配列においては、N末端領域が下記の(a)で示される群の位置に該当し、C末端領域が下記の(b)で示される群の位置に該当する。
(a)80、82、108番目のアミノ酸残基群
(b)138、142、146番目のアミノ酸残基群
In SEQ ID NO: 23, the 142nd amino acid residue is one of the amino acid residues involved in PCNA multimer formation. Amino acid residues involved in PCNA multimer formation are present in the N-terminal region and the C-terminal region of each monomer. The PCNA multimer is formed by joining the N-terminal region of one monomer and the C-terminal region of the other monomer as an interface. In eukaryotic cells and archaea, PCNAs often form trimers. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23, the N-terminal region corresponds to the position of the group shown in (a) below, and the C-terminal region corresponds to the position of the group shown in (b) below.
(A) Amino acid residue group at positions 80, 82 and 108 (b) Amino acid residue group at positions 138, 142 and 146

上記(2)のポリペプチドは、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を保持する限度で、配列番号23に示されるアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸配残基が置換、欠失、挿入及び/又は付加(以下、これらを纏めて「変異」とも表す。)されたアミノ酸配列からなるポリペプチドである。一又は数個の変異は、制限酵素処理、エキソヌクレアーゼやDNAリガーゼ等による処理、位置指定突然変異導入法やランダム突然変異導入法(Molecular Cloning, Third Edition, Chapter 13 ,Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)など公知の手法を利用して、後述する本発明のPCNA単量体をコードするDNAに変異を導入することによって実施することが可能である。また、紫外線照射など他の方法によってもバリアントPCNA単量体を得ることができる。バリアントPCNA単量体には、PCNAを保持する微生物の個体差、種や属の違いに基づく場合などの天然に生じるバリアント(例えば、一塩基多型)も含まれる。 In the above-mentioned polypeptide (2), one or several amino acid residue is substituted, deleted, inserted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23 as long as it retains the DNA polymerase amplification enhancing activity. (Hereinafter, these are collectively referred to as "mutation".) It is a polypeptide consisting of an amino acid sequence. One or several mutations can be treated with restriction enzymes, treatment with exonuclease, DNA ligase, etc., position-specific mutation introduction method or random mutation introduction method (Molecular Cloning, Third Edition, Chapter 13, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New). It can be carried out by introducing a mutation into the DNA encoding the PCNA monomer of the present invention described later by using a known method such as York). The variant PCNA monomer can also be obtained by other methods such as ultraviolet irradiation. Variant PCNA monomers also include naturally occurring variants (eg, single nucleotide polymorphisms), such as when based on individual differences in microorganisms carrying PCNA, differences in species or genera.

上記[3]のポリペプチドは、DNAポリメラーゼ増幅増強活性を保持することを限度で、配列番号23に示されるアミノ酸配列と比較した同一性が80%以上であるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。好ましくは、本発明のPCNA単量体が有するアミノ酸配列と配列番号23に示されるアミノ酸配列との同一性は、85%以上であり、より好ましくは88%以上、更に好ましくは90%以上、より更に好ましくは93%以上、一層好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上である。このような一定以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドは、上述するような公知の遺伝子工学的手法に基づいて作成することができる。 The polypeptide of [3] above is a polypeptide consisting of an amino acid sequence having 80% or more identity as compared with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23, as long as it retains the DNA polymerase amplification enhancing activity. Preferably, the amino acid sequence of the PCNA monomer of the present invention has an identity of 85% or more, more preferably 88% or more, still more preferably 90% or more, and more. It is more preferably 93% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more, and most preferably 99% or more. A polypeptide consisting of an amino acid sequence having such an identity of a certain level or more can be prepared based on a known genetic engineering technique as described above.

上記の[2]又は[3]に記載したようなPCNAとして、好ましくは、PCNAの精製を簡便にすべくN末端に挿入したHisタグなどのアフィニティタグを付加するものが挙げられるが、特にこれに限定されない。 As the PCNA as described in [2] or [3] above, preferably, an affinity tag such as a His tag inserted at the N-terminal is added to facilitate the purification of the PCNA, and this is particularly preferable. Not limited to.

上記のPCNA単量体においては、配列番号23における142番目のアミノ酸残基が塩基性アミノ酸残基に置換されるが、置換する塩基性アミノ酸の種類は特に限定されない。塩基性アミノ酸としては、天然のものであれば、アルギニン、ヒスチジン、リシン及びトリプトファンが挙げられる。好ましくはアルギニン又はリジンである。 In the above PCNA monomer, the 142nd amino acid residue in SEQ ID NO: 23 is replaced with a basic amino acid residue, but the type of basic amino acid to be replaced is not particularly limited. Examples of basic amino acids include arginine, histidine, lysine and tryptophan if they are naturally occurring. It is preferably arginine or lysine.

(4.2)
上記PCNAを得る方法はPCNA遺伝子を必要に応じて発現ベクターに移し替え、宿主として例えば大腸菌を、該発現ベクターを用いて形質転換した後、アンピシリン等の薬剤を含む寒天培地に塗布し、コロニーを形成させる。コロニーを栄養培地、例えばLB培地や2×YT培地に接種し、37℃で12〜20時間培養した後、菌体を破砕して粗酵素液を抽出する。ベクターとしては、pBluescript由来のものが好ましい。菌体を破砕する方法としては公知のいかなる手法を用いても良いが、例えば超音波処理、フレンチプレスやガラスビーズ破砕のような物理的破砕法やリゾチームのような溶菌酵素を用いることができる。この粗酵素液を80℃、30分間熱処理し、遠心することで宿主由来のタンパクを除去し、SDS−PAGEに供することで、目的タンパク質の発現を確認することができる。
(4.2)
In the method for obtaining PCNA, the PCNA gene is transferred to an expression vector as needed, Escherichia coli as a host is transformed with the expression vector, and then applied to an agar medium containing a drug such as ampicillin to obtain colonies. To form. The colonies are inoculated into a nutrient medium, for example, LB medium or 2 × YT medium, cultured at 37 ° C. for 12 to 20 hours, and then the cells are disrupted to extract a crude enzyme solution. The vector is preferably derived from pBluescript. Any known method may be used for crushing the cells, and for example, sonication, a physical crushing method such as French press or glass bead crushing, or a lytic enzyme such as lysozyme can be used. The expression of the target protein can be confirmed by heat-treating this crude enzyme solution at 80 ° C. for 30 minutes, centrifuging it to remove the protein derived from the host, and subjecting it to SDS-PAGE.

上記方法により選抜された菌株から精製PCNAを取得する方法は、いかなる手法を用いても良いが、例えば下記のような方法がある。栄養培地に培養して得られた菌体を回収した後、酵素的又は物理的破砕法により破砕抽出して粗酵素液を得る。得られた粗酵素抽出液から熱処理、例えば80℃、30分間処理し、その後硫安沈殿によりPCNA画分を回収する。この粗酵素液をセファデックスG−25(アマシャムファルマシア・バイオテク製)を用いたゲル濾過等の方法により脱塩を行うことができる。この操作の後、Qセファロースカラムクロマトグラフィーにより分離、精製し、精製酵素標品を得ることができる。該精製酵素標品は、SDS−PAGEによってほぼ単一バンドを示す程度に純化される。 Any method may be used for obtaining the purified PCNA from the strain selected by the above method, and for example, there are the following methods. After collecting the bacterial cells obtained by culturing in a nutrient medium, they are crushed and extracted by an enzymatic or physical crushing method to obtain a crude enzyme solution. The obtained crude enzyme extract is heat-treated, for example, at 80 ° C. for 30 minutes, and then the PCNA fraction is recovered by ammonium sulfate precipitation. This crude enzyme solution can be desalted by a method such as gel filtration using Sephadex G-25 (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech). After this operation, it can be separated and purified by Q Sepharose column chromatography to obtain a purified enzyme preparation. The purified enzyme preparation is purified by SDS-PAGE to the extent that it exhibits a nearly single band.

(4.3)DNAポリメラーゼ増幅増強活性
上記PCNA変異体が単独でDNAにロードできるか(DNAポリメラーゼ増幅増強活性があるか)どうかは、PCRによって評価できる。鋳型となるDNA、緩衝材、マグネシウム、dNTPs、プライマー、及びファミリーBに属するDNAポリメラーゼを含むPCR反応液に、評価するPCNAを添加し、PCNA添加なしのもの、また野生型PCNA添加のものと増幅量を比較することで、単独でDNAにロードできるかを確認することができる。野生型のPCNAをはじめ、単独でDNAにロードできないPCNAは添加しても、PCRの増幅量は変化せず、むしろ増幅量を減らす傾向がある。一方、単独でDNAにロードできる変異体は、PCNA添加なしのものと比較することでDNAポリメラーゼ増幅増強活性を評価することができる。
(4.3) DNA polymerase amplification-enhancing activity Whether or not the PCNA variant can be loaded into DNA alone (whether it has DNA polymerase amplification-enhancing activity) can be evaluated by PCR. PCNA to be evaluated was added to a PCR reaction solution containing template DNA, buffer material, magnesium, dNTPs, primers, and DNA polymerase belonging to Family B, and amplified with those without PCNA addition and those with wild PCNA addition. By comparing the amounts, it can be confirmed whether the DNA can be loaded alone. Even if PCNAs that cannot be loaded into DNA by themselves, such as wild-type PCNAs, are added, the amplification amount of PCR does not change, but rather tends to decrease the amplification amount. On the other hand, mutants that can be loaded into DNA alone can be compared with those without PCNA addition to evaluate the DNA polymerase amplification-enhancing activity.

本発明において「PCNA変異体が単独でDNAにロードできるかどうか」の評価(DNAポリメラーゼ増幅増強活性の評価)は、以下の方法に従う。
KOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Buffer(反応に用いる濃度の10倍に濃縮されている)を用いて、
1×PCR Buffer、
0.2mM dNTPs、
約3.6kbを増幅する15pmolの配列番号15及び16に記載のプライマー、
10ngのヒトゲノムDNA(Roche製Human Genomic DNA;型番11691112001)、
1U KOD −Plus− ポリメラーゼ
を含むよう反応液を調製し、
50μlの反応液中に、評価するPCNAを250ng添加し、
94℃、30秒の前反応の後、98℃、10秒→68℃、30秒を30サイクル繰り返すスケジュールでPCRを行う。反応終了後、5μlの反応液について1%アガロース電気泳動を行い、エチジウムブロマイド染色し、紫外線照射下約3.6kbの増幅DNA断片を、野生型PCNAを添加したものと比較することで、単独でDNAにロードできるPCNAかどうかを評価することができる。単独でDNAにロードできるPCNAは添加によって増幅量が増加する。
In the present invention, the evaluation of "whether the PCNA variant can be loaded into DNA alone" (evaluation of DNA polymerase amplification enhancing activity) follows the following method.
Using the 10 × PCR Buffer (concentrated 10 times the concentration used in the reaction) attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo),
1 × PCR Buffer,
0.2 mM dNTPs,
Primers according to SEQ ID NOs: 15 and 16 of 15 pmol, which amplifies about 3.6 kb.
10 ng of human genomic DNA (Roche Human Genomic DNA; model number 11691112001),
Prepare the reaction solution to contain 1U KOD-Plus-polymerase and prepare the reaction solution.
250 ng of PCNA to be evaluated was added to 50 μl of the reaction solution, and the mixture was added.
After the pre-reaction at 94 ° C. for 30 seconds, PCR is performed on a schedule of repeating 30 cycles of 98 ° C., 10 seconds → 68 ° C., 30 seconds. After completion of the reaction, 1% agarose gel electrophoresis was performed on 5 μl of the reaction solution, stained with ethidium bromide, and the amplified DNA fragment of about 3.6 kb under ultraviolet irradiation was compared with the one to which wild PCNA was added. It is possible to evaluate whether or not the PCNA can be loaded into DNA. The amount of amplification of PCNA, which can be loaded into DNA alone, increases with the addition.

増幅量の増加を定量的に評価するためには、本発明においては、Gel Pro Analyzer(Media Cybernetics)という解析ソフトウェアを利用することにより、増幅量を数値化することにより行う。このような方法で増幅量を比較したとき、PCNAを添加した場合の増幅量が、PCNAを添加しなかった場合の増幅量の1.0倍(好ましくは1.2倍、さらに好ましくは1.5倍、さらに好ましくは2倍、3倍)を超える。もしくは増幅していなかったターゲットが増幅すれば、そのPCNAが「DNAポリメラーゼ増幅増強活性を有する」と判断する。 In order to quantitatively evaluate the increase in the amplification amount, in the present invention, the amplification amount is quantified by using analysis software called Gel Pro Analyzer (Media Cybernetics). When the amplification amounts are compared by such a method, the amplification amount when PCNA is added is 1.0 times (preferably 1.2 times, more preferably 1.) the amplification amount when PCNA is not added. 5 times, more preferably 2 times, 3 times). Alternatively, if the unamplified target is amplified, it is determined that the PCNA "has DNA polymerase amplification enhancing activity".

PCNAの改変についても、DNAポリメラーゼの改変と同様に行うことができる。 The modification of PCNA can be performed in the same manner as the modification of DNA polymerase.

(5)高濃度プライマー
本発明におけるプライマー濃度は、0.6μM以上である。一般に、高濃度のプライマーは非特異やプライマーダイマーの原因になるため、通常のPCRでは0.1〜0.5μMで使用するのが一般的といわれている。本発明における高速PCR条件では、サイクルのアニーリングステップが短いため、高い濃度でないとプライミングの効率が低下することがわかっている。逆に、高速PCR条件ではアニーリングステップが短いため、高濃度のプライマーでも非特異やプライマーダイマーが生じにくい。本発明におけるプライマー濃度は、より好ましくは0.8μM以上、さらに好ましくは1.0μM以上である。なお、4.0μM、好ましくは2.0μM、さらに好ましくは1.4μMを超えないことが好ましい。
(5) High-concentration primer The primer concentration in the present invention is 0.6 μM or more. In general, high-concentration primers cause non-specificity and primer dimers, so it is generally said that 0.1 to 0.5 μM is used in ordinary PCR. It has been found that under the fast PCR conditions of the present invention, the priming efficiency is reduced unless the concentration is high because the annealing step of the cycle is short. On the contrary, since the annealing step is short under high-speed PCR conditions, non-specificity and primer dimers are unlikely to occur even with a high concentration of primers. The primer concentration in the present invention is more preferably 0.8 μM or more, still more preferably 1.0 μM or more. It is preferable that it does not exceed 4.0 μM, preferably 2.0 μM, and more preferably 1.4 μM.

本明細書において、「プライマー濃度0.6μM以上」と言う場合、一組のプライマー対におけるフォワード(F)、リバース(R)それぞれのプライマー濃度が同じであってもよいし、どちらか一方のプライマー濃度が他方の濃度を超えていても(プライマー濃度が非対称であっても)よい。また、マルチプレックスPCRの場合は、前記のほか、すべてのプライマー対間の濃度が同じであってもよいし、各プライマー対間で濃度が異なっていてもよい。 In the present specification, when the term "primer concentration of 0.6 μM or more" is used, the primer concentrations of forward (F) and reverse (R) in a set of primer pairs may be the same, or one of the primers may be the same. The concentration may exceed the other concentration (even if the primer concentration is asymmetric). Further, in the case of multiplex PCR, in addition to the above, the concentration between all the primer pairs may be the same, or the concentration may be different between each primer pair.

(6)熱サイクルの速度
本発明におけるPCRにおいては、熱サイクルにおける昇温又は降温の速度が0.1℃/秒から20℃/秒で実施することが好ましい。より好ましくは5℃/秒から20℃/秒の範囲、さらに好ましくは10℃/秒から20℃/秒の範囲である。このような昇温又は降温の速度の熱サイクルを実施するためには、空気による加熱及び冷却により温度制御することができるようなサーマルサイクラーを用いることが特に好ましい。
(6) Heat cycle rate In the PCR in the present invention, it is preferable that the rate of temperature rise or fall in the heat cycle is 0.1 ° C./sec to 20 ° C./sec. It is more preferably in the range of 5 ° C./sec to 20 ° C./sec, and even more preferably in the range of 10 ° C./sec to 20 ° C./sec. In order to carry out a thermal cycle at such a rate of temperature rise or fall, it is particularly preferable to use a thermal cycler whose temperature can be controlled by heating and cooling with air.

(7)阻害物質を含んだ状態でのPCR
本発明のPCR方法は、阻害物質を含んだ状態で実施することに適している。本発明における阻害物質とは、例えば生体試料を示すが、PCRを阻害する物質であれば特に限定されない。生体試料は、生体から採取された試料であれば特に限定されない。例えば、体毛、爪、口腔粘膜などの動植物組織、血液などの体液、糞便や尿などの排泄物、細胞、細菌、ウイルス等をいう。体液には血液や唾液が含まれ、細胞には血液から分離した白血球が含まれるが、これらに限定されるものではない。
(7) PCR containing an inhibitor
The PCR method of the present invention is suitable for carrying out in a state containing an inhibitor. The inhibitor in the present invention indicates, for example, a biological sample, but is not particularly limited as long as it is a substance that inhibits PCR. The biological sample is not particularly limited as long as it is a sample collected from a living body. For example, it refers to animal and plant tissues such as body hair, nails and oral mucosa, body fluids such as blood, excrement such as feces and urine, cells, bacteria, viruses and the like. Body fluids include blood and saliva, and cells include, but are not limited to, leukocytes separated from blood.

(8)抗体
本発明においては、必要に応じて、さらに耐熱性DNAポリメラーゼのポリメラーゼ活性及び/又は3’−5’エキソヌクレアーゼ活性を抑制する活性を有する抗体を用いても良い。前記抗体としては、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体などが挙げられる。本反応組成は、PCRの感度上昇、非特異的増幅の軽減に特に有効である。
(8) Antibody In the present invention, if necessary, an antibody having an activity of further suppressing the polymerase activity and / or the 3'-5'exonuclease activity of the heat-resistant DNA polymerase may be used. Examples of the antibody include a monoclonal antibody and a polyclonal antibody. This reaction composition is particularly effective in increasing the sensitivity of PCR and reducing non-specific amplification.

(9)核酸増幅法を実行するための試薬
本発明のPCRを実行するための試薬は、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ、及びPCNA及び0.6μM以上の濃度のプライマーを反応液中に含み、それ以外の構成は特に限定されない。なお、前記試薬にはキットの形態も含まれる。
(9) Reagent for Performing Nucleic Acid Amplification Method The reagent for carrying out the PCR of the present invention contains DNA polymerase belonging to Family B, PCNA and a primer having a concentration of 0.6 μM or more in the reaction solution. The configuration other than is not particularly limited. The reagent also includes the form of a kit.

以下、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。もっとも、本発明は、下記実施例により、特に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. However, the present invention is not particularly limited by the following examples.

(実施例1)
KOD DNAポリメラーゼ変異体の作製
後述の実施例に用いるために、サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来の改変型耐熱性DNAポリメラーゼ(Y7A/P36H/N210D変異体)遺伝子を含有するプラスミドを作製した。変異導入に使用されるDNA鋳型は、pBluescriptにクローニングされたサーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来の改変型耐熱性DNAポリメラーゼ遺伝子(配列番号17)(pKOD)を用いた。
変異導入にはKOD −Plus− Mutagenesis Kit(Toyobo製)を用いて、方法は取扱い説明書に準じて行った。なお、変異体の確認は塩基配列の解読で行った。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリJM109を形質転換し、酵素調製に用いた。
(Example 1)
Preparation of KOD DNA polymerase mutant A plasmid containing a modified heat-resistant DNA polymerase (Y7A / P36H / N210D mutant) gene derived from the Thermococcus-Kodakaraensis KOD1 strain for use in the examples described later. Was produced. As the DNA template used for mutagenesis, a modified heat-resistant DNA polymerase gene (SEQ ID NO: 17) (pKOD) derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain cloned into pBluescript was used.
KOD-Plus-Mutagenesis Kit (manufactured by Toyobo) was used for mutagenesis, and the method was performed according to the instruction manual. The mutant was confirmed by decoding the base sequence. Escherichia coli JM109 was transformed with the obtained plasmid and used for enzyme preparation.

(実施例2)
改変型耐熱性DNAポリメラーゼの作製
実施例1で得られた菌体の培養は以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular cloning 2nd edition、p.A.2)80mLを、500mL坂口フラスコに分注した。この培地に、予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム;ギブコ製)で37℃、16時間培養したエシェリシア・コリJM109(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、37℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、50mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に、細胞破砕液を80℃にて15分間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、ヘパリンセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(50mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、50mM 塩化カリウム、1mM ジチオスレイトール、0.1% Tween20、0.1% ノニデットP40、50% グリセリン)に置換し、改変型耐熱性DNAポリメラーゼを得た。
上記精製工程のDNAポリメラーゼ活性測定は、上記のDNAポリメラーゼ活性測定法に従い行った。また、酵素活性が高い場合はサンプルを希釈して測定を行った。
(Example 2)
Preparation of Modified Thermostable DNA Polymerase The cells obtained in Example 1 were cultured as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular cloning 2nd edition, p.A.2) containing 100 μg / mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Eshericia was previously cultured in 3 mL of LB medium (1% plasmid, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; manufactured by Gibco) containing 100 μg / mL ampicillin in this medium at 37 ° C. for 16 hours. -Kori JM109 (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated and aerated and cultured at 37 ° C. for 16 hours. The cells were collected from the culture medium by centrifugation, suspended in 50 mL of disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were subjected to sonication treatment. It was crushed to obtain a cell crushed solution. Next, the cell disruption solution was treated at 80 ° C. for 15 minutes, and then the insoluble fraction was removed by centrifugation. Further, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and heparin Sepharose chromatography were performed, and finally a storage buffer (50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 50 mM potassium chloride, 1 mM dithioslateol, 0) was performed. .1% Tween20, 0.1% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain a modified heat-resistant DNA polymerase.
The measurement of DNA polymerase activity in the above purification step was carried out according to the above method for measuring DNA polymerase activity. When the enzyme activity was high, the sample was diluted for measurement.

(実施例3)
KOD−PCNA変異体の作製
サーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来の改変型耐熱性PCNA(M73L/D147A変異体)遺伝子を含有するプラスミドを作製した。変異導入に使用されるDNA鋳型は、pBlueScriptにクローニングされたサーモコッカス・コダカラエンシス KOD1株由来のPCNA(配列番号18)(pKODPCNA)を用いた。変異導入にはKOD −Plus− Mutagenesis Kit(Toyobo製)を用いて、方法は取扱い説明書に準じて行った。なお、変異体の確認は塩基配列の解読で行った。得られたプラスミドによりエシェリシア・コリDH5αを形質転換し、酵素調製に用いた。
(Example 3)
Preparation of KOD-PCNA mutant A plasmid containing a modified thermostable PCNA (M73L / D147A mutant) gene derived from Thermococcus kodakaraensis KOD1 strain was prepared. As the DNA template used for mutagenesis, PCNA (SEQ ID NO: 18) (pKODPCNA) derived from Thermococcus Kodakaraensis KOD1 strain cloned into pBlueScript was used. KOD-Plus-Mutagenesis Kit (manufactured by Toyobo) was used for mutagenesis, and the method was performed according to the instruction manual. The mutant was confirmed by decoding the base sequence. Escherichia coli DH5α was transformed with the obtained plasmid and used for enzyme preparation.

(実施例4)
改変型耐熱性PCNAの作製
実施例3で得られた菌体の培養は、以下のようにして実施した。まず、滅菌処理した100μg/mLのアンピシリンを含有するTB培地(Molecular cloning 2nd edition、p.A.2)80mLを、500mL坂口フラスコに分注した。この培地に予め100μg/mLのアンピシリンを含有する3mLのLB培地(1% バクトトリプトン、0.5% 酵母エキス、0.5% 塩化ナトリウム;ギブコ製)で37℃、16時間培養したエシェリシア・コリDH5α(プラスミド形質転換株)(試験管使用)を接種し、37℃にて16時間通気培養した。培養液より菌体を遠心分離により回収し、50mLの破砕緩衝液(30mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、30mM NaCl、0.1mM EDTA)に懸濁後、ソニケーション処理により菌体を破砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を80℃にて15分間処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去した。更に、ポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫安塩析、Qセファロースクロマトグラフィーを行い、最後に保存緩衝液(50mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、50mM 塩化カリウム、1mM ジチオスレイトール、0.1% Tween20、0.1% ノニデットP40、50% グリセリン)に置換し、改変型耐熱性PCNAを得た。
(Example 4)
Preparation of Modified Heat-Resistant PCNA The cells obtained in Example 3 were cultured as follows. First, 80 mL of TB medium (Molecular cloning 2nd edition, p.A.2) containing 100 μg / mL ampicillin that had been sterilized was dispensed into a 500 mL Sakaguchi flask. Eshericia was cultured in 3 mL of LB medium (1% plasmid, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride; manufactured by Gibco) containing 100 μg / mL ampicillin in advance at 37 ° C. for 16 hours. Cory DH5α (plasmid transformant) (using a test tube) was inoculated, and aerated culture was performed at 37 ° C. for 16 hours. The cells were collected from the culture medium by centrifugation, suspended in 50 mL of disruption buffer (30 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA), and then the cells were subjected to sonication treatment. It was crushed to obtain a cell crushed solution. Next, the cell disruption solution was treated at 80 ° C. for 15 minutes, and then the insoluble fraction was removed by centrifugation. Further, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate salting out, and Q-sepharose chromatography were performed, and finally, a storage buffer (50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 50 mM potassium chloride, 1 mM dithioslateol, 0) was performed. .1% Tween20, 0.1% nonidet P40, 50% glycerin) was substituted to obtain a modified heat-resistant PCNA.

(実施例5)
プライマー濃度、マグネシウム濃度の検討
上記で得られたKOD Y7A/P36H/N210D、及びKOD PCNA D147Aを用いて、高速PCRを実施し、プライマー濃度の影響、及びマグネシウム濃度の影響を確認した。
PCRにはKOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Bufferを10倍希釈した 1×PCR Buffer(1.2mM MgSOを含む)に、0.2mM dNTPs、1U KOD DNAポリメラーゼ変異体、250ng KOD PCNA変異体、及び、1/30,000に希釈したSYBR(登録商標) GreenIを含む50μlの反応液中に、以下の(a)又は(b)を添加し、それぞれでCt値を比較した。
(a)サルモネラのinvA遺伝子(約700bp)を増幅する配列番号19及び20に記載のプライマー、及び、50コピー相当のサルモネラ菌ゲノム(b)アクチン遺伝子(約550bp)を増幅する配列番号21及び22に記載のプライマー、及び、50コピー相当のヒトゲノムプライマー濃度は0.2、0.4、0.6μMの3水準を設定した。また、MgSOを添加して、Mg濃度を1.2、2、4、6、8mMの5水準で設定し、前記プライマー濃度3水準との組合せをそれぞれ検討した。
PCRは、94℃、30秒の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0秒の高速サイクルを50サイクル繰り返すスケジュールでLight cycler2.0を用いて、昇温及び降温の速度を20℃/秒で行った。反応時間は約20分で実施された。
(Example 5)
Examination of primer concentration and magnesium concentration Using the KOD Y7A / P36H / N210D and KOD PCNA D147A obtained above, high-speed PCR was performed to confirm the effects of primer concentration and magnesium concentration. ..
For PCR, 0.2 mM dNTPs, 1 U KOD DNA polymerase mutant, 250 ng KOD PCNA were added to 1 × PCR Buffer (including 1.2 mM sulfonyl 4 ) obtained by diluting 10 × PCR Buffer attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo) 10 times. The following (a) or (b) was added to 50 μl of the reaction solution containing the mutant and SYBR® Green I diluted to 1 / 30,000, and the Ct values of each were compared.
(A) Primers set forth in SEQ ID NOs: 19 and 20 for amplifying the salmonella invA gene (about 700 bp), and SEQ ID NOs: 21 and 22 for amplifying the Salmonella genome (b) actin gene (about 550 bp) equivalent to 50 copies. The concentrations of the above-mentioned primers and the human genome primer corresponding to 50 copies were set at three levels of 0.2, 0.4, and 0.6 μM. Further, Prevent 4 was added to set the Mg concentration at 5 levels of 1.2, 2, 4, 6, and 8 mM, and the combination with the primer concentration of 3 levels was examined.
PCR is performed by using Light cycler 2.0 with a schedule of repeating a high-speed cycle of 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds for 50 cycles after a prereaction at 94 ° C. for 30 seconds. And the rate of temperature lowering was 20 ° C./sec. The reaction time was about 20 minutes.

図1は、プライマー濃度、Mg濃度を変えて、50コピー相当のサルモネラ菌ゲノム又はヒトゲノムから高速PCRで増幅を比較した場合のCt値、図2はそれらの融解曲線を示す。プライマー濃度は、0.2、0.4、0.6μM、Mg濃度は1.2、2、4、6、8mMで実施し、融解曲線で非特異的な増幅が見られる場合、Ct値は非特異増幅の量に応じて、丸で囲いマーキング(目的増幅もあるが非特異的増幅もある)、四角で囲いマーキングした(非特異的増幅のみ見られる)。 FIG. 1 shows the Ct values when amplification was compared by high-speed PCR from the Salmonella genome or the human genome corresponding to 50 copies by changing the primer concentration and Mg concentration, and FIG. 2 shows their melting curves. Primer concentrations were 0.2, 0.4, 0.6 μM, Mg concentrations were 1.2, 2, 4, 6, and 8 mM, and if non-specific amplification was seen on the melting curve, the Ct value was Depending on the amount of non-specific amplification, circle marking (some objective amplification but non-specific amplification) and square marking (only non-specific amplification is seen).

サルモネラ菌invA遺伝子の増幅は、プライマー、Mg濃度をそれぞれ高めることで、Ctが改善される傾向が見られた。
これに対して、アクチン遺伝子の増幅は、Mg濃度が低い場合は、プライマー濃度を高めることでCtが改善されたが、Mg濃度を上げると非特異増幅が出現する結果となった。プライマー、Mgは濃度を上げると、それぞれPCRの効率を高める働きがある、一方、あまり上げすぎると非特異的増幅につながることが知られている。しかし、今回のような高速PCRにおいては、高濃度のMgは通常のPCRと同様、非特異的増幅を増やす可能性が高まるものの、高濃度のプライマーでは非特異的増幅は生じにくくする結果になった。
高速PCR条件では、サイクルのアニーリングステップが短いため、高濃度のプライマーを用いても非特異的増幅やプライマーダイマーが生じにくく、特異性を保ったまま、PCR効率のみを向上させる働きがあることが考えられる。
In the amplification of the Salmonella invA gene, Ct tended to be improved by increasing the primers and Mg concentrations, respectively.
On the other hand, in the amplification of the actin gene, when the Mg concentration was low, the Ct was improved by increasing the primer concentration, but when the Mg concentration was increased, non-specific amplification appeared. It is known that increasing the concentration of the primer and Mg has the function of increasing the efficiency of PCR, while increasing the concentration too much leads to non-specific amplification. However, in high-speed PCR such as this time, high-concentration Mg increases the possibility of increasing non-specific amplification as in normal PCR, but high-concentration primers make it difficult for non-specific amplification to occur. rice field.
Under high-speed PCR conditions, the cycle annealing step is short, so non-specific amplification and primer dimers are unlikely to occur even when high-concentration primers are used, and there is a function to improve only PCR efficiency while maintaining specificity. Conceivable.

(実施例6)
プライマー濃度の検討
実施例5と同様、上記で得られたKOD Y7A/P36H/N210D、及びKOD PCNA D147Aを用いて、高速PCRを実施し、プライマー濃度の影響を確認した。
ここでは。dUTP存在下の高速PCRでもプライマー濃度の影響があるかについても確認した。
(Example 6)
Examination of primer concentration As in Example 5, high-speed PCR was performed using the KOD Y7A / P36H / N210D and KOD PCNA D147A obtained above to confirm the effect of the primer concentration.
here. It was also confirmed whether the primer concentration had an effect even in high-speed PCR in the presence of dUTP.

PCRにはKOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Bufferを10倍希釈した 1×PCR Buffer(1.2mM MgSOを含む)に、0.2mM dNTPs、又はdTTPをdUTPに置換した2mM dNTPs(dATP、dUTP,dCTP、dGTP)、1U KOD DNAポリメラーゼ変異体、250ng KOD PCNA変異体、及び、1/30,000に希釈したSYBR GreenIを含む50μlの反応液中に、アクチン遺伝子 約550bpを増幅する配列番号21及び22に記載のプライマー、ならびに50コピー相当のヒトゲノムを添加し、それぞれでCt値を比較した。プライマー濃度はそれぞれ0.2、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4μMで実施した。PCRは、94℃、30秒の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0秒の高速サイクルを50サイクル繰り返すスケジュールでLight cycler2.0を用いて、昇温及び降温の速度を20℃/秒で行った。反応時間は約20分で実施された。 For PCR, 1 × PCR Buffer (including 1.2 mM Then 4 ) obtained by diluting 10 × PCR Buffer attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo) 10-fold, 0.2 mM dNTPs, or 2 mM dNTPs in which dTTP was replaced with dUTP ( Amplify about 550 bp of the actin gene in 50 μl of reaction solution containing dATP, dUTP, dCTP, dGTP), 1 U KOD DNA polymerase variant, 250 ng KOD PCNA variant, and SYBR GreenI diluted to 1 / 30,000. The primers set forth in SEQ ID NOs: 21 and 22 and the human genome equivalent to 50 copies were added, and the Ct values were compared for each. Primer concentrations were 0.2, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2 and 1.4 μM, respectively. PCR is performed by using Light cycler 2.0 with a schedule of repeating a high-speed cycle of 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds for 50 cycles after a prereaction at 94 ° C. for 30 seconds. And the rate of temperature lowering was 20 ° C./sec. The reaction time was about 20 minutes.

表1は、プライマー濃度を変えて、高速PCRによる50コピーからの増幅を比較した場合のCt値、図3は融解曲線を示す。dTTP存在下(通常のdNTPs)とdUTP存在下(dTTPをdUTPに置換したdNTPs)で、プライマー濃度は、0.2、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4μMで実施した。 Table 1 shows the Ct value when the amplification from 50 copies by high-speed PCR was compared by changing the primer concentration, and FIG. 3 shows the melting curve. Primer concentrations were 0.2, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 μM in the presence of dTTP (normal dNTPs) and in the presence of dUTP (dNTPs in which dTTP was replaced with dUTP). It was carried out in.

Figure 0006950184
Figure 0006950184

結果、dTTP存在下、dUTP存在下共にプライマー濃度を0.6μM以上に上げることで、Ct値が改善することが示された。また、この実験では非特異的増幅やプライマーダイマーはまったく見られなかった。 As a result, it was shown that the Ct value was improved by increasing the primer concentration to 0.6 μM or more in both the presence of dTTP and the presence of dUTP. In addition, no non-specific amplification or primer dimer was observed in this experiment.

(実施例7)
PCNAと高濃度プライマーの相乗効果の確認
上記で得られたKOD Y7A/P36H/N210D及びKOD PCNA D147Aを用いて、高速PCRを実施し、PCNAと高濃度プライマーの相乗効果を確認した。PCRにはKOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Bufferを10倍希釈した 1×PCR Buffer(1.2mM MgSOを含む)に、0.2mM dNTPs、1U KOD DNAポリメラーゼ変異体、250ng KOD PCNA変異体、及び、1/30,000に希釈したSYBR GreenIを含む50μlの反応液中に、アクチン遺伝子、約550bpを増幅する配列番号21及び22に記載のプライマー、ならびに様々な濃度のヒトゲノムを添加し、それぞれでCt値を比較した。
ヒトゲノムは、10、10、10、10コピー、ノンテンプレートコントロール(NTC)の5サンプルで行った。今回、PCNA変異体を含まない組成でもPCRを実施し、比較した。プライマー濃度はそれぞれ0.2、1.0μMで実施し、PCRは、94℃、30秒の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0秒のサイクルを50サイクル繰り返す高速PCRスケジュールと、94℃、30秒の前反応の後、98℃、10秒→60℃、10秒→68℃、30秒のサイクルを50サイクル繰り返す通常PCRスケジュールの2種類で比較した。サーマルサイクラーにはLight cycler(登録商標)2.0を用いて、昇温及び降温の速度を20℃/秒で行った。
(Example 7)
Confirmation of synergistic effect of PCNA and high-concentration primer Using the KOD Y7A / P36H / N210D and KOD PCNA D147A obtained above, high-speed PCR was performed to confirm the synergistic effect of PCNA and high-concentration primer. .. For PCR, 0.2 mM dNTPs, 1 U KOD DNA polymerase variant, 250 ng KOD PCNA were added to 1 × PCR Buffer (including 1.2 mM sulfonyl 4 ) obtained by diluting 10 × PCR Buffer attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo) 10 times. In 50 μl of the reaction solution containing the mutant and SYBR GreenI diluted to 1 / 30,000, the actin gene, the primers set forth in SEQ ID NOs: 21 and 22 for amplifying about 550 bp, and human genomes of various concentrations were added. Then, the Ct values were compared for each.
The human genome was run on 5 samples: 10 4 , 10 3 , 10 2 , 10 1 copy, non-template control (NTC). This time, PCR was performed and compared even with a composition containing no PCNA mutant. Primer concentrations were 0.2 and 1.0 μM, respectively, and PCR was performed with 50 cycles of 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds after the prereaction of 94 ° C. and 30 seconds. Two types of comparisons were made: a high-speed PCR schedule in which cycles were repeated, and a normal PCR schedule in which cycles of 98 ° C., 10 seconds → 60 ° C., 10 seconds → 68 ° C., and 30 seconds were repeated for 50 cycles after a prereaction at 94 ° C. for 30 seconds. .. Light cycler (registered trademark) 2.0 was used as the thermal cycler, and the rate of temperature rise and fall was performed at 20 ° C./sec.

図4は、プライマー濃度とPCNA変異体の相乗効果を確認するため、様々なコピー数のヒトゲノムから高速PCRで増幅を比較し、Ct値を示したものになる。プライマー濃度は、0.2、1.0μMで実施し、PCNAがある場合とない場合とのそれぞれにおけるCtを示した。またプライマー0.2μMにおいて、通常のサイクルでのPCNAがある場合とない場合とのそれぞれにおけるCtも示した。ここでは融解曲線で非特異的な増幅が見られる場合、非特異的増幅の量に応じて、丸で囲いマーキング(目的遺伝子の増幅もあるが非特異的増幅もある)、四角で囲いマーキングした(非特異的増幅のみ見られる)。 FIG. 4 shows Ct values by comparing amplification by high-speed PCR from human genomes of various copy numbers in order to confirm the synergistic effect between the primer concentration and the PCNA mutant. The primer concentrations were 0.2 and 1.0 μM, and the Ct was shown with and without PCNA. In addition, in the primer 0.2 μM, Ct in each case with and without PCNA in the normal cycle is also shown. Here, when non-specific amplification is seen in the melting curve, it is marked with a circle (there is amplification of the target gene but also non-specific amplification) and a square mark according to the amount of non-specific amplification. (Only non-specific amplification is seen).

プライマー濃度が0.2μMの場合、通常のサイクルではPCNAの添加で大きな差は見られなかった。通常のサイクルでは、PCNAの添加の大きな効果は見られないことが示される。一方、高速サイクルでは、PCNAの添加なしでは大きくCtが遅れるものの、PCNAの添加でCtが改善する結果となった。しかし、プライマー濃度が0.2μMではPCNAを添加しても通常サイクルに比べ、Ctは劣る結果となっている。プライマー濃度が1.0μMの場合、PCNAなしでもCtは改善するものの、やはり通常サイクルにはCtが1程度遅れている。そこへPCNAを添加した場合は通常サイクルほぼ同等のCtが得られた。高速サイクルを通常サイクルと同等の効率にするには、プライマー濃度を上げることと、PCNAを添加することの両方が必要であることが示された。 When the primer concentration was 0.2 μM, no significant difference was observed with the addition of PCNA in the normal cycle. It is shown that in a normal cycle, the significant effect of the addition of PCNA is not seen. On the other hand, in the high-speed cycle, although Ct was significantly delayed without the addition of PCNA, the result was that Ct was improved by the addition of PCNA. However, when the primer concentration is 0.2 μM, even if PCNA is added, the Ct is inferior to that of the normal cycle. When the primer concentration is 1.0 μM, Ct is improved even without PCNA, but Ct is still delayed by about 1 in the normal cycle. When PCNA was added thereto, Ct almost equivalent to that in the normal cycle was obtained. It has been shown that both increasing the primer concentration and adding PCNA are required to make the fast cycle as efficient as the normal cycle.

(実施例8)
PCR阻害物質存在下での高速PCRの検討
上記で得られたKOD Y7A/P36H/N210D、及びKOD PCNA D147Aを用いて、阻害物質を含む条件で高速PCRを実施した。
阻害物質は以下のように調製した。
糞便:8mlの水に2gの糞便を懸濁し、20%糞便懸濁液を作製する。95℃、5分熱処理し、12,000rpm、1分の遠心後、上清を20%糞便とした。
尿:ヒトから採取した尿を100%尿とした。
口腔粘膜:200μlの水に綿棒で採取した口腔粘膜を落とし、100%口腔粘膜液とした。
血液:EDTA採血管で採取した血液を100%血液とした。
(Example 8)
Examination of high-speed PCR in the presence of a PCR inhibitor Using the KOD Y7A / P36H / N210D and KOD PCNA D147A obtained above, high-speed PCR was performed under conditions containing an inhibitor.
The inhibitor was prepared as follows.
Feces: Suspend 2 g of feces in 8 ml of water to make a 20% fecal suspension. The mixture was heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes, centrifuged at 12,000 rpm for 1 minute, and the supernatant was made into 20% feces.
Urine: Urine collected from humans was defined as 100% urine.
Oral mucosa: The oral mucosa collected with a cotton swab was dropped into 200 μl of water to prepare 100% oral mucosal fluid.
Blood: 100% blood was taken from the blood collected by the EDTA blood collection tube.

PCRにはKOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Bufferを10倍希釈した1×PCR Buffer(1.2mM MgSOを含む)に、0.2mM dNTPs、1U KOD DNAポリメラーゼ変異体、250ng KOD PCNA変異体、及び、1/30,000に希釈したSYBR GreenIを含む50μlの反応液中に、サルモネラ菌invA遺伝子、約700bpを増幅する配列番号19及び20に記載のプライマー、ならびに50コピー相当のサルモネラ菌ゲノムを添加し、それぞれでCt値を比較した。
プライマー濃度は0.2、1.0μMで実施した。阻害物質には上記で調製したサンプルを用い、2.5、0.5、0.1% 糞便、5、1、0.2、0.04% 尿、25、5、1、0.2% 口腔粘膜、1.6、0.32、0.06% 血液を添加した。PCRは、94℃、30秒の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0秒の高速サイクルを50サイクル繰り返すスケジュールでLight cycler(登録商標)2.0を用いて、昇温及び降温の速度を20℃/秒で行った。反応時間は約20分で実施された。
For PCR, 0.2 mM dNTPs, 1 U KOD DNA polymerase mutant, 250 ng KOD PCNA were added to 1 × PCR Buffer (including 1.2 mM ● 4 ) obtained by diluting 10 × PCR Buffer attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo) 10 times. In 50 μl of the reaction solution containing the mutant and SYBR GreenI diluted to 1 / 30,000, the Salmonella invA gene, the primers set forth in SEQ ID NOs: 19 and 20 for amplifying about 700 bp, and the Salmonella genome equivalent to 50 copies. Was added, and the Ct values were compared for each.
Primer concentrations were 0.2 and 1.0 μM. The sample prepared above was used as the inhibitor, 2.5, 0.5, 0.1% feces, 5, 1, 0.2, 0.04% urine, 25, 5, 1, 0.2%. Oral mucosa, 1.6, 0.32, 0.06% blood was added. PCR is performed with Light cycler (registered trademark) 2.0 on a schedule of repeating a high-speed cycle of 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds for 50 cycles after a prereaction at 94 ° C. for 30 seconds. The temperature was raised and lowered at 20 ° C./sec. The reaction time was about 20 minutes.

図5は、阻害物質を含む組成から高速PCRを実施し、サルモネラ菌50コピーを増幅した場合のCtを示す。プライマー濃度は0.2、1.0μMで実施し、阻害物質がない場合と、2.5、0.5、0.1%糞便、5、1、0.2、0.04%尿、25、5、1、0.2%口腔粘膜液、又は1.6、0.32、0.06%血液をそれぞれ添加した場合の影響を確認した。融解曲線で非特異的な増幅が見られる場合、非特異的増幅の量に応じて、丸で囲いマーキング(目的遺伝子の増幅もあるが非特異的増幅もある)、四角で囲いマーキングした(非特異的増幅のみ見られる)。また、まったく増幅しないサンプルはN.D.と表記した。 FIG. 5 shows Ct when high-speed PCR was performed from a composition containing an inhibitor and 50 copies of Salmonella were amplified. Primer concentrations were 0.2, 1.0 μM, with no inhibitors and 2.5, 0.5, 0.1% feces, 5, 1, 0.2, 0.04% urine, 25. The effects of addition of 5, 1, 0.2% oral mucosal fluid or 1.6, 0.32, 0.06% blood were confirmed. If non-specific amplification is seen on the melting curve, circled markings (some target gene amplifications but also non-specific amplifications) and square markings (non-specific amplifications), depending on the amount of non-specific amplifications. Only specific amplification is seen). In addition, the sample that is not amplified at all is N.I. D. It was written as.

この系は、阻害物質がなくてもPCNAなしでは増幅しない系となる。
糞便に関しては、プライマー濃度が0.2μMでは0.5%までしか増幅しないところ、プライマー濃度を1.0μMに上げることで、2.5%含まれていても増幅が確認できた。
尿に関しては、プライマー濃度が0.2μMでは立ち上がりが遅れるものの、プライマー濃度を1.0μMに上げることで、立ち上がりが改善され、5%の持込でも増幅が確認された。口腔粘膜に関しては、プライマー濃度が0.2μMでは5%までしか増幅しないところ、プライマー濃度を1.0μMに上げることで、25%含まれていても増幅が確認できた。
血液に関しては、プライマー濃度が0.2μMでは0.32%までしか増幅しないところ、プライマー濃度を1.0μMに上げることで、1.6%含まれていても増幅が確認できた。
PCNAの添加に加え、プライマー濃度を高めることで阻害物質が含まれていても高速PCRが可能になったと考えられる。
This system is a system that does not amplify without PCNA even in the absence of inhibitors.
Regarding feces, when the primer concentration was 0.2 μM, amplification was only up to 0.5%, but by increasing the primer concentration to 1.0 μM, amplification was confirmed even if 2.5% was contained.
Regarding urine, although the rise was delayed when the primer concentration was 0.2 μM, the rise was improved by increasing the primer concentration to 1.0 μM, and amplification was confirmed even when brought in at 5%. Regarding the oral mucosa, when the primer concentration was 0.2 μM, the amplification was only up to 5%, but by increasing the primer concentration to 1.0 μM, amplification was confirmed even if the primer concentration was 25%.
Regarding blood, when the primer concentration was 0.2 μM, amplification was only up to 0.32%, but by increasing the primer concentration to 1.0 μM, amplification was confirmed even if 1.6% was contained.
It is considered that high-speed PCR became possible even if an inhibitor was contained by increasing the primer concentration in addition to the addition of PCNA.

(実施例9)
PCR阻害物質・dUTP存在下での高速PCRの検討
上記で得られたKOD Y7A/P36H/N210D、及びKOD PCNA D147Aを用いて、阻害物質及びdUTPを含む条件で高速PCRを実施した。
阻害物質は以下のように調製した。
糞便:8mlの水に2gの糞便を懸濁し、20%糞便懸濁液を作製した。95℃、5分熱処理し、12,000rpm、1分の遠心後、上清を20%糞便とした。
(Example 9)
Examination of high-speed PCR in the presence of PCR inhibitor / dUTP Using the KOD Y7A / P36H / N210D and KOD PCNA D147A obtained above, high-speed PCR was performed under conditions containing the inhibitor and dUTP. ..
The inhibitor was prepared as follows.
Feces: 2 g of feces was suspended in 8 ml of water to prepare a 20% fecal suspension. The mixture was heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes, centrifuged at 12,000 rpm for 1 minute, and the supernatant was made into 20% feces.

PCRにはKOD Dash(Toyobo製)添付の10×PCR Bufferを10倍希釈した 1×PCR Buffer(1.2mM MgSOを含む)に、dTTPをdUTPに置換した2mM dNTPs(dATP、dUTP,dCTP、dGTP)、1U KOD DNAポリメラーゼ変異体、250ng KOD PCNA変異体、及び、1/30,000に希釈したSYBR GreenIを含む50μlの反応液中にアクチン遺伝子、1.0μM 約550bpを増幅する配列番号21及び22に記載のプライマー、ならびに、50コピー相当のヒトゲノムを添加し、2.5、2、1.5、1、0.5、0.25、0.1% 糞便存在下でのCt値を比較した。
コントロールにTaqの反応系でも同様の検討を実施した。Taq DNAポリメラーゼはToyobo製のものを用い、Anti−Taq High(Toyobo製)と混合したものを用いた。反応は1×BlendTaqに添付のBuffer、2mM dTTPをdUTPに置換したdNTPs(dATP、dUTP,dCTP、dGTP)、0.2、及び1.0μMのプライマー(上記と同様)、抗体と混合した2.5Uの酵素を含む50μlの反応液に50コピー相当のヒトゲノム、2.5、2、1.5、1、0.5、0.25、0.1%糞便を添加し、Ct値を比較した。PCRはそれぞれ、94℃、30秒の前反応の後、98℃、0秒→55℃、0秒→68℃、0秒の高速サイクルを50サイクル繰り返すスケジュールでLight cycler2.0を用いて、昇温及び降温の速度を20℃/秒で行った。反応時間は約20分で実施された。
For PCR, 2 mM dNTPs (dATP, dUTP, dCTP) in which dTTP was replaced with dUTP in 1 × PCR Buffer (including 1.2 mM transferase 4 ) obtained by diluting 10 × PCR Buffer attached to KOD Dash (manufactured by Toyobo) 10 times. SEQ ID NO: 21 that amplifies the actin gene, 1.0 μM, about 550 bp in 50 μl of reaction solution containing dGTP), 1 U KOD DNA polymerase variant, 250 ng KOD PCNA variant, and SYBR GreenI diluted to 1 / 30,000. And 22 and the human genome equivalent to 50 copies were added to obtain Ct values of 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5, 0.25, 0.1% in the presence of stool. Compared.
A similar study was performed on the Taq reaction system as a control. As the Taq DNA polymerase, one manufactured by Toyobo was used, and one mixed with Anti-Taq High (manufactured by Toyobo) was used. The reaction was mixed with Buffer attached to 1 × BlendTaq, dNTPs (dATP, dUTP, dCTP, dGTP) in which 2 mM dTTP was replaced with dUTP, 0.2, and 1.0 μM primers (similar to the above), and an antibody. 50 copies of human genome, 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5, 0.25, 0.1% stool were added to 50 μl of the reaction solution containing 5 U of enzyme, and the Ct values were compared. .. PCR was elevated using Light cycler 2.0 on a schedule of repeating 50 cycles of high-speed cycles of 98 ° C., 0 seconds → 55 ° C., 0 seconds → 68 ° C., 0 seconds after prereaction at 94 ° C. and 30 seconds, respectively. The heating and lowering rates were 20 ° C./sec. The reaction time was about 20 minutes.

図6は、糞便・dUTPを含む組成から高速PCRを実施し、ヒトゲノム50コピーを増幅した場合のCtを示す。KOD変異体を用いた系ではプライマー濃度は1.0μMで実施し、PCNA変異体がある場合とない場合とのそれぞれで実施した。阻害物質がない場合と2.5、2、1.5、1、0.5、0.25、0.1%糞便でのCtを確認した。Taq DNAポリメラーゼを用いた系では0.2、1.0μMのプライマー濃度で、同様に阻害物質がない場合と2.5、2、1.5、1、0.5、0.25、0.1% 糞便でのCtを確認した。融解曲線で非特異的な増幅が見られる場合、非特異的増幅の量に応じて、丸で囲いマーキング(目的遺伝子の増幅もあるが非特異的増幅もある)、四角で囲いマーキングした(非特異的増幅のみ見られる)。また、まったく増幅しないサンプルは「N.D.」と表記した。 FIG. 6 shows Ct when high-speed PCR was performed from a composition containing feces and dUTP to amplify 50 copies of the human genome. In the system using the KOD mutant, the primer concentration was 1.0 μM, and it was carried out with and without the PCNA mutant. Ct in the absence of inhibitors and in 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5, 0.25, 0.1% feces was confirmed. In the system using Taq DNA polymerase, the primer concentrations were 0.2 and 1.0 μM, and similarly, when there was no inhibitor and 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5, 0.25, 0. Ct in 1% feces was confirmed. If non-specific amplification is seen on the melting curve, circled markings (some target gene amplifications but also non-specific amplifications) and square markings (non-specific amplifications), depending on the amount of non-specific amplifications. Only specific amplification is seen). In addition, the sample that is not amplified at all is described as "ND".

検査の現場では、糞便1%存在下で増幅を確認することが必要になる。Taqの系での結果、糞便1%存在下では、プライマー濃度が高くても、そもそも高速PCRで増幅が見られなかった。一方、KODの系では、PCNAを添加しなくても、0.5%まで増幅は確認できたが、0.5%で阻害が生じ始め、非特異的増幅が出現することが示された。PCNAを入れた系では1.5%糞便を入れても増幅が確認された。これらの結果から、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが高速PCRに向いていることがわかる。しかし、高濃度プライマーとファミリーBに属するDNAポリメラーゼを用いてもCtの立ち上がりはあまりよくなく、1%以下の糞便でも大きく影響を受ける結果となった。やはり高濃度プライマーとファミリーBに属するDNAポリメラーゼ、PCNAを組み合わせた系が最も効率的であり、1%糞便を含んだ高速PCRにおいては、この組み合わせでないと増幅ができない結果が得られた。 At the inspection site, it is necessary to confirm the amplification in the presence of 1% feces. As a result of the Taq system, in the presence of 1% stool, even if the primer concentration was high, no amplification was observed by high-speed PCR in the first place. On the other hand, in the KOD system, amplification was confirmed up to 0.5% even without the addition of PCNA, but inhibition began to occur at 0.5%, indicating that non-specific amplification appeared. In the system containing PCNA, amplification was confirmed even when 1.5% feces were added. From these results, it can be seen that the DNA polymerase belonging to Family B is suitable for high-speed PCR. However, even if a high-concentration primer and a DNA polymerase belonging to Family B were used, the rise of Ct was not so good, and the result was that even stool of 1% or less was greatly affected. The system that combines the high-concentration primer, the DNA polymerase belonging to Family B, and PCNA is also the most efficient, and in the high-speed PCR containing 1% feces, the result that amplification cannot be obtained without this combination was obtained.

本発明は、DNA合成に関わるバイオテクノロジー関連産業において有用であり、特に診断用途において有用である。 The present invention is useful in biotechnology-related industries involved in DNA synthesis, and is particularly useful in diagnostic applications.

Claims (12)

ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ、Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA;増殖細胞核抗原)、及び0.8μM以上の濃度でプライマーを含み、かつ、昇温又は降温の速度が10℃/秒以上となる速度で30サイクルから50サイクルを20分以内で実施するための組成物であることを特徴とするPCR用の組成物。 It contains DNA polymerase belonging to Family B, Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA), and primers at a concentration of 0.8 μM or more, and at a rate at which the rate of temperature rise or fall is 10 ° C./sec or more. A composition for PCR, which is a composition for carrying out 30 to 50 cycles within 20 minutes. プライマーの濃度が0.8μM〜1.0μMである請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, wherein the concentration of the primer is 0.8 μM to 1.0 μM. プライマーの濃度が1.0μM以上である請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, wherein the concentration of the primer is 1.0 μM or more. 昇温又は降温の速度が10℃/秒から20℃/秒の範囲でPCRを実施するための組成物である請求項1からのいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 3 , which is a composition for carrying out PCR in a temperature range of 10 ° C./sec to 20 ° C./sec. ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが、古細菌(Archea)由来のDNAポリメラーゼである請求項1からのいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the DNA polymerase belonging to Family B is a DNA polymerase derived from archaea. ファミリーBに属するDNAポリメラーゼが減少した塩基類似体検出活性を有する古細菌DNAポリメラーゼ変異体である請求項1からのいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 5 , which is an archaeal DNA polymerase variant having a base analog detection activity in which DNA polymerase belonging to family B is reduced. PCNAが古細菌(Archea)由来のPCNAである請求項1からのいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein the PCNA is a PCNA derived from archaea. PCNAがDNAポリメラーゼ増幅増強活性をもつ変異型PCNAである請求項1からのいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein the PCNA is a mutant PCNA having a DNA polymerase amplification enhancing activity. 請求項1からのいずれかに記載の組成物を反応液中に含むように構成されていることを特徴とするPCR用試薬。 A reagent for PCR, which is configured to contain the composition according to any one of claims 1 to 8 in a reaction solution. 請求項に記載のPCR用試薬を含むことを特徴とするPCR用試薬キット。 A PCR reagent kit comprising the PCR reagent according to claim 9. 請求項1からのいずれかに記載の組成物を用いる、昇温又は降温の速度が10℃/秒以上となる速度で30回から50回の熱サイクルを20分以内で実施することによるPCR方法。 PCR using the composition according to any one of claims 1 to 8 by performing 30 to 50 thermal cycles within 20 minutes at a rate of heating or lowering at a rate of 10 ° C./sec or higher. mETHODS. 請求項1からのいずれかに記載の組成物を含む反応液中に、阻害物質を含む生体試料を添加することを特徴とする請求項11に記載のPCR方法。 The PCR method according to claim 11 , wherein a biological sample containing an inhibitor is added to the reaction solution containing the composition according to any one of claims 1 to 8.
JP2016566150A 2014-12-25 2015-12-16 PCR method Active JP6950184B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014261619 2014-12-25
JP2014261619 2014-12-25
PCT/JP2015/085184 WO2016104272A1 (en) 2014-12-25 2015-12-16 Pcr method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020174168A Division JP7107345B2 (en) 2014-12-25 2020-10-15 PCR method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016104272A1 JPWO2016104272A1 (en) 2017-10-05
JP6950184B2 true JP6950184B2 (en) 2021-10-13

Family

ID=56150297

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016566150A Active JP6950184B2 (en) 2014-12-25 2015-12-16 PCR method
JP2020174168A Active JP7107345B2 (en) 2014-12-25 2020-10-15 PCR method

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020174168A Active JP7107345B2 (en) 2014-12-25 2020-10-15 PCR method

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP6950184B2 (en)
WO (1) WO2016104272A1 (en)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030228616A1 (en) * 1999-10-29 2003-12-11 Stratagene DNA polymerase mutants with reverse transcriptase activity
US7118860B2 (en) * 1999-10-29 2006-10-10 Stratagene California Methods for detection of a target nucleic acid by capture
JP2006507012A (en) * 2002-10-25 2006-03-02 ストラタジーン カリフォルニア DNA polymerase with reduced base analog detection activity
EP2194123B1 (en) * 2003-03-25 2012-08-22 Stratagene California DNA polymerase fusions and uses thereof
JP2005328709A (en) * 2004-05-18 2005-12-02 Toyobo Co Ltd High-speed pcr using high-speed dna polymerase
JP5308027B2 (en) * 2005-07-04 2013-10-09 セレスター・レキシコ・サイエンシズ株式会社 Mutant PCNA
JP2009148245A (en) * 2007-06-12 2009-07-09 Toyobo Co Ltd Quick detection method of nucleic acid
JP5593582B2 (en) * 2007-06-12 2014-09-24 東洋紡株式会社 Rapid detection method of nucleic acid
JP5258512B2 (en) * 2008-10-30 2013-08-07 株式会社日立製作所 DNA polymerase mutant with enhanced exonuclease activity
JP2010239880A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Toyobo Co Ltd High speed real time pcr using high speed dna polymerase
JP6332609B2 (en) * 2013-08-06 2018-05-30 東洋紡株式会社 Mutant PCNA

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016104272A1 (en) 2017-10-05
JP7107345B2 (en) 2022-07-27
JP2021006061A (en) 2021-01-21
WO2016104272A1 (en) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6579204B2 (en) Modified thermostable DNA polymerase
JP2020036614A (en) Nucleic acid amplification method
JP6658796B2 (en) Nucleic acid amplification method
JP7014256B2 (en) Nucleic acid amplification reagent
JP2019162106A (en) Mutant DNA polymerase
JP6741061B2 (en) Nucleic acid amplification method
JP7107345B2 (en) PCR method
KR101230362B1 (en) Hot-start pcr based on the protein trans-splicing of nanoarchaeum equitans dna polymerase
JP2002253265A (en) Varied heat resistant dna polymerase
JP5707705B2 (en) Novel nucleic acid synthesis composition
JP6798594B2 (en) How to improve the accuracy of nucleic acid amplification
JP6699560B2 (en) PCNA monomer
JP2020162510A (en) Modified DNA polymerase
JP2020162509A (en) Modified DNA polymerase
JP2016119868A (en) Mutant pcna derived from thermococcus kodakaraensis

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200616

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201015

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210316

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210611

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20210611

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20210618

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20210622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210906

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6950184

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350