JP7091237B2 - 遺伝子組換え作物の検出方法 - Google Patents
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Description
他方、海外においては、遺伝子組換え作物と非遺伝子組換え作物が近い場所で栽培される、または同じ加工工場内で使用される場合がある。そのため、微量の遺伝子組換え作物及びそれ由来の加工食品が混入し、非遺伝子組換え作物の原料及び非遺伝子組換え作物のみを使用した加工食品であっても遺伝子組換え作物由来の組換えDNAが検出される可能性がある。
PCRで被検試料中に遺伝子組換え作物が混入しているか否かを調べるには、遺伝子組換え技術によって導入された組換えDNAの部分塩基配列を増幅する方法が一般的であるが、導入された組換えDNAの種類が不明である場合、標的とする組換えDNAを代えて複数回PCRを行い、遺伝子組換え作物が含まれていないことを確認する必要がある。しかし、そのような方法は手間がかかり、実用的ではない。
そのため、農産物やそれを使用した食品等について、遺伝子組換え作物が含まれるか否かに関する表示を適切に行うためには、信頼性と実用性の高い遺伝子組換え作物の検出技術の開発が望まれる。
(1)遺伝子組換え作物をPCRによって検出する方法であって、被検試料中の核酸又は前記被検試料から抽出した核酸を鋳型とし、ダイズ由来のDREB遺伝子の部分配列を特異的に増幅可能なプライマーペアを用いて、前記ダイズ由来のDREB遺伝子の部分配列を有する核酸を増幅する工程と、前記増幅された核酸を検出する工程と、を含む遺伝子組換え作物の検出方法(以下、第1発明というときはこの発明をいう)。
(2)遺伝子組換え作物をPCRによって検出する方法であって、被検試料中の核酸又は前記被検試料から抽出した核酸を鋳型とし、ワタ由来のDREB遺伝子の部分配列を特異的に増幅可能なプライマーペアを用いて、前記ワタ由来のDREB遺伝子の部分配列を有する核酸を増幅する工程と、前記増幅された核酸を検出する工程と、を含む遺伝子組換え作物の検出方法(以下、第2発明というときはこの発明をいう)。
(4)ワタ由来のDREB遺伝子が導入された遺伝子組換え作物を、PCRによって検出又は定量するための試薬キットであって、配列番号6に記載の塩基配列を含む核酸、配列番号6に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸、又は配列番号8に記載の塩基配列を含む核酸にハイブリダイズする核酸と、配列番号7に記載の塩基配列を含む核酸、配列番号7に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸、又は配列番号9に記載の塩基配列を含む核酸にハイブリダイズする核酸とからなるプライマーペアを含む、試薬キット(以下、第4発明というときはこの発明をいう)。
本発明(第1及び第2発明)は、遺伝子組換え作物を検出する方法である。即ち、植物である作物、その作物から得られる食品素材、又は作物や食品素材を用いて得られる加工食品等の被検試料中に含まれる、組換えDNAが導入された遺伝子組換え作物を検出する方法である。
植物である作物としては、穀物粒、ジャガイモ、てんさい、パイナップル等が挙げられる。穀物粒としては、例えば、麦類(小麦、大麦、エンバク、ライ麦、ハトムギ等)、コメ、トウモロコシ、マイロ、アワ、ヒエ等のイネ科植物、ダイズ、小豆、落花生、エンドウマメ、インゲンマメ等のマメ科植物の種子が挙げられ、特に麦類であることが好ましい。その作物から得られる食品素材としては、作物が小麦である場合、薄力粉、中力粉、全粒粉、準強力粉、強力粉、デュラム小麦粉等が挙げられ、作物が小麦以外の穀物粒である場合、ライ麦粉、米粉等が挙げられる。作物やその作物から得られる食品素材を使用して得られる加工食品としては、作物が小麦である場合、パンや麺類、作物がダイズである場合、豆腐等が挙げられる。
第2発明においては、被検試料中のワタ由来のDREB遺伝子をPCRによって検出する。この検出は、被検試料中の核酸又は前記被検試料から抽出した核酸を鋳型とし、ワタ由来のDREB遺伝子の部分配列を特異的に増幅可能なプライマーペアを用いて、PCRにより、ワタ由来のDREB遺伝子の部分配列を有する核酸を増幅し、その増幅された核酸を検出又は定量する。
図1に示すように、DREB遺伝子は、ダイズ由来のDREB遺伝子とワタ由来のDREB遺伝子のDNA配列が似ているため、第1発明においては、ダイズ由来のDREB遺伝子に特異的なDNA配列部分にプライマーを設計し、第2発明においては、ワタ由来のDREB遺伝子に特異的なDNA配列部分にプライマーを設計することが好ましい。
(1)配列番号1に記載の塩基配列を含む核酸と、配列番号2に記載の塩基配列を含む核酸とからなるもの。配列番号1に記載の塩基配列は、配列番号13に記載のダイズ由来のDREB遺伝子の全塩基配列中、図1にR1で示す領域の塩基配列であり、配列番号2に記載の塩基配列は、配列番号13に記載のダイズ由来のDREB遺伝子の全塩基配列中、図1にR2で示す領域の相補鎖の塩基配列である。
(2)配列番号1に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸と、配列番号2に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸とからなるもの。
(3)配列番号1に記載の塩基配列と相補である配列番号3に記載の塩基配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸と、配列番号2に記載の塩基配列と相補である配列番号4に記載の塩基配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸とからなるもの。
(4)配列番号6に記載の塩基配列を含む核酸と、配列番号7に記載の塩基配列を含む核酸とからなるもの。配列番号6に記載の塩基配列は、配列番号14に記載のワタ由来のDREB遺伝子の全塩基配列中、図1にR6で示す領域の塩基配列であり、配列番号7に記載の塩基配列は、配列番号14に記載のワタ由来のDREB遺伝子の塩基配列中、図1にR7で示す領域の相補鎖の塩基配列である。
(5)配列番号6に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸と、配列番号7に記載の塩基配列中の少なくとも80%の連続した塩基配列を含む核酸とからなるもの。
(6)配列番号6に記載の塩基配列と相補である配列番号8に記載の塩基配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸と、配列番号7に記載の塩基配列と相補である配列番号9に記載の塩基配列にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸とからなるもの。
また、プライマーとして用いる核酸は、塩基数が10以上であることが好ましく、12以上であることがより好ましく、15以上が更に好ましい。
ここでいう特異的とは、第1及び第3発明においては、ダイズ由来のDREB遺伝子中の部分配列のみを増幅させることを意味し、第2及び第4発明においては、ワタ由来のDREB遺伝子中の部分配列のみを増幅させることを意味する。したがって、被験試料に含まれる、ダイズ由来のDREB遺伝子が導入されたダイズ以外の遺伝子組換え作物又はワタ由来のDREB遺伝子が導入されたワタ以外の遺伝子組換え作物をそれぞれ特異的に検出することができる。なお、第1及び第3発明において増幅させる部分配列は、配列番号11であることが好ましいが、それに制限されるものではなく、ダイズ由来のDREB遺伝子のDNA配列の他の領域を増幅させてもよい。また、第2及び第4発明において増幅させる部分配列も、配列番号12であることが好ましいが、それに制限されるものではなく、ワタ由来のDREB遺伝子のDNA配列の他の領域を増幅させてもよい。
(方法)
下記の3種の被検試料からそれぞれ抽出したDNAを鋳型とし、下記のプライマーペアを用いてPCRを行った。その後、アガロースゲル電気泳動により各試料における増幅の有無を調べた。
(試料)
小麦:国内産小麦
ダイズ:市販の国内産ダイズの乾燥種子
ワタ:市販のワタの乾燥種子
各試料をMulti Beads Shocker(安井器械株式会社)で破砕した後、DNeasy Plant Maxi kit(QIAGEN社製)を用いてDNAを抽出した。
PCRに使用するプライマーを設計するために、遺伝子配列データベース(National Center for Biotechnology Information)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)を使用した。
ダイズ由来のDREB遺伝子のDNA配列としてaccession number AF514908(配列番号13)を使用し、配列番号1に記載の塩基配列を有する核酸と配列番号2に記載の塩基配列を有する核酸とからなるプライマーペアを設計した。
ワタ由来のDREB遺伝子のDNA配列としてaccession number AF509502(配列番号14)を使用し、配列番号6に記載の塩基配列を有する核酸と配列番号7に記載の塩基配列を有する核酸とからなるプライマーペアを設計した。
プライマーの合成は、Operon社に委託した。
各試料から抽出したDNAを鋳型にPCRを行った。ダイズ由来のDREB遺伝子の検出には配列番号1及び配列番号2のプライマーを使用した。また、ワタ由来のDREB遺伝子の検出には配列番号6及び配列番号7のプライマーを使用した。
3種の被験試料のそれぞれについて、PCRの反応ミックスを調整した。1μlのDNA(20 ng/μl)、0.5μl(2.5U)のAmpliTaq Gold(Applied Biosystems)、2.5μlの2 mM dNTP、2.5μlの25 mM MgCl2、0.15μlの50μM各プライマー、2.5μlの10×PCR Buffer IIを添加し、さらに、反応ミックスの液量が25μlとなるよう、蒸留水を添加した。
PCRにおいては、95℃10分のDNAポリメラーゼ活性化ステップを実施した後、95℃15秒の変性ステップ、60℃30秒のアニーリングステップ及び72℃30秒のDNA伸長ステップを含むサイクルを35回繰り返し、その後、72℃5分のDNA伸長最終ステップを行った。
増幅が確認されたPCR産物を精製した後、BigDye Terminators v1.1 Cycle Sequencing Kit(ライフテクノロジーズジャパン)を使用してサイクルシーケンス反応を行った。シーケンス反応物を精製した後、Applied Biosystems3500ジェネティックアナライザ(ライフテクノロジーズジャパン)にてDNA配列を調べた。
ダイズ由来のDREB遺伝子の検出結果を図2に示した。図2に示すように、ダイズから抽出したDNAのみ予想された長さ(91bp)のバンドが検出され、ワタ及び小麦から抽出したDNAではバンドは検出されなかった。さらに、ダイズで検出されたバンドのDNA配列は、ダイズ由来のDREB遺伝子の増幅領域の配列であった。
ワタ由来のDREB遺伝子の検出結果を図3に示した。図3に示すように、ワタから抽出したDNAのみ予想された長さ(94bp)のバンドが検出され、ダイズ及び小麦から抽出したDNAではバンドは検出されなかった。さらに、ワタで検出されたバンドのDNA配列は、ワタ由来のDREB遺伝子の増幅領域の配列であった。なお、図2及び図3の「4.TE」はネガティブコントロールである。
(方法)
実施例1で使用したものと同じ3種の被検試料からそれぞれ抽出したDNAを鋳型とし、下記のプライマーペア及び核酸プローブを用いてリアルタイムPCRを行った。
(プライマーペア)
ダイズ由来のDREB遺伝子においては、実施例1で使用した配列番号1、2に記載の塩基配列を有する核酸からなるプライマーペアを用いた。
ワタ由来のDREB遺伝子においては、実施例1で使用した配列番号6、7に記載の塩基配列を有する核酸からなるプライマーペアを用いた。
(核酸プローブ)
ダイズ由来のDREB遺伝子においては、プライマーペア(配列番号1、2)の間のDNA配列に配列番号5の核酸プローブを設計した。この核酸プローブは5’末端をFAMで標識、3’末端をクエンチャーとしてTAMRAで修飾した。
ワタ由来のDREB遺伝子においては、プライマーペア(配列番号6、7)の間のDNA配列に配列番号10の核酸プローブを設計した。この核酸プローブは5’末端をFAMで標識、3’末端をクエンチャーとしてMGBで修飾した。
核酸プローブの合成は、Applied Biosystems社に委託した。
各試料から抽出したDNAを鋳型にリアルタイムPCRを行った。ダイズ由来のDREB遺伝子の検出には配列番号1及び配列番号2のプライマー、配列番号5のオリゴヌクレオチドを含む蛍光標識された核酸プローブを使用した。また、ワタ由来のDREB遺伝子の検出には配列番号6及び配列番号7のプライマー、配列番号10のオリゴヌクレオチドを含む蛍光標識された核酸プローブを使用した。3種の被験試料のそれぞれについて、リアルタイムPCRの反応ミックスを調整した。2.5μlのDNA(20 ng/μl)、12.5μlのTaqMan Universal PCR Master Mix(Applied Biosystems)、0.25μlの50μM各プライマー、0.5μlの10μM核酸プローブを添加し、さらに、反応ミックスの液量が25μlとなるよう、蒸留水を添加した。
リアルタイムPCRにおいては、7900HT Fast Real-Time PCR System(Applied Biosystems)を使用した。50℃2分に続いて95℃10分の変性ステップを実施した後、95℃15秒の変性ステップ及び60℃1分のアニーリング及びDNA伸長ステップを含むサイクルを45サイクル繰り返した。
リアルタイムPCR終了後、各試料において、FAM由来の蛍光強度が指数関数的に増加しているか確認した。
ダイズ由来のDREB遺伝子の検出結果を図4に示した。図4に示すように、ダイズから抽出したDNAのみ指数関数的に増加した蛍光強度が検出され、ワタ及び小麦から抽出したDNAでは検出されなかった。
ワタ由来のDREB遺伝子の検出結果を図5に示した。図5に示すように、ワタから抽出したDNAのみ指数関数的に増加した蛍光強度が検出され、ダイズ及び小麦から抽出したDNAでは検出されなかった。
Claims (3)
- 遺伝子組換え作物をポリメラーゼ連鎖反応によって検出する遺伝子組換え作物の検出方法であって、
前記遺伝子組換え作物がダイズ由来のDREB遺伝子が導入された遺伝子組換え小麦であり、
植物である小麦、又は小麦から得られる食品素材である被検試料中の核酸又は前記被検試料から抽出した核酸を鋳型とし、ダイズ由来のDREB遺伝子の部分配列を特異的に増幅可能なプライマーペアを用いて、前記ダイズ由来のDREB遺伝子の部分配列を有する核酸を増幅する工程と、
前記増幅された核酸を検出又は定量する工程と、
を含み、
前記プライマーペアが、
配列番号1に記載の塩基配列を含む核酸と、
配列番号2に記載の塩基配列を含む核酸とからなる、遺伝子組換え作物の検出方法。 - 前記増幅された核酸の検出又は定量に、配列番号5に記載の塩基配列を含み、蛍光標識、放射性物質標識又はビオチン標識されている核酸プローブを用いる、請求項1に記載の遺伝子組換え作物の検出方法。
- 植物である小麦、又は小麦から得られる食品素材において、ダイズ由来のDREB遺伝子が導入された遺伝子組換え小麦を、ポリメラーゼ連鎖反応によって検出又は定量するための試薬キットであって、
配列番号1に記載の塩基配列を含む核酸と、
配列番号2に記載の塩基配列を含む核酸とからなるプライマーペアを含み、且つ
核酸プローブとして、配列番号5に記載の塩基配列を含み、蛍光標識、放射性物質標識又はビオチン標識されている核酸プローブを更に含む、試薬キット。
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