JP7472476B2 - プライマー及び百日咳菌 rRNAの検出方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の別の形態としては、
第一のプライマーが配列番号3、4、7、8、11、12、15~23、26、27のいずれかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて、1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドであり、
第二のプライマーが配列番号30~34、37~42、45、46、49~51、54~56の何れかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドである
ことを特徴とするプライマー。
第一のプライマーが配列番号15~23のいずれかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドであり、
第二のプライマーが配列番号37~42の何れかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドである
ことを特徴とするプライマー。
第一のプライマーが配列番号17、21、23のいずれかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドであり、
第二のプライマーが配列番号38、40、41、42の何れかに記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドまたは、同オリゴヌクレオチドにおいて1もしくは数個の塩基置換、欠失、挿入および/もしくは付加された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドである
ことを特徴とするプライマー。
特定塩基配列を含む試料中の標的RNAを鋳型として、プロモーター配列を有し前記特定塩基配列又は前記特定塩基配列と相補的な配列からなるRNAを転写可能な2本鎖DNAを生成し、RNAポリメレースによって前記特定塩基配列又は前記特定塩基配列に相補的な配列からなるRNA転写産物を生成し、更に、該RNA転写産物を鋳型として前記2本鎖DNAを生成する工程からなるRNA増幅工程を、RNA転写産物に相補的な配列を有し、RNA転写産物との相補結合によって、複合体を形成していない場合と比較して蛍光特性が変化するよう設計されたプローブ存在下で実施し、該蛍光特性の変化を測定することで、百日咳菌rRNAを検出することを特徴とする請求項3に記載の、百日咳菌 rRNAの検出方法。
本発明のプライマーを用いた百日咳菌 rRNA検出法は、試料中に含まれる百
日咳菌 rRNAを迅速、高感度に検出できる。そのため、検査結果を早急に医師に提示することが可能となる。
本発明のプライマーは、試料中に含まれる百日咳菌 rRNAの特定塩基配列の3’末端部と相補的な配列を有する第二のプライマーと、前記特定塩基配列の5’末端部と相同的な配列を有する第一のプライマーとからなる、前記特定塩基配列または前記特定塩基配列の相補配列を含む核酸を増幅するためのプライマーであって、第一のプライマーが、配列番号1、5、9、13および24のいずれかに記載の塩基配列とストリンジェントな条件で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドであり、第二のプライマーが、配列番号28、35、43、47または52に記載の塩基配列とストリンジェントな条件で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドである、プライマーである。
本発明において「試料」とは、検出対象である百日咳菌 rRNAを含む可能性のある限り限定されないが、例えば後鼻腔ぬぐい液、培養液が挙げられる。百日咳菌 rRNAを含有する可能性のある試料から公知の方法で処理することで得られるRNA、あるいはrRNAを富化した試料等も使用できる。試料中のRNA量としては、限定されないが、例えば、反応液100μl当り0.01ng~10μg程度である。
本発明のプライマーおよび方法は、百日咳菌遺伝子を検出対象とする。より具体的には、本発明のプライマーおよび方法は、百日咳菌 rRNAを検出対象とする。百日咳菌 rRNAとしては、百日咳菌 rRNA配列(GenBank No.LS398605)等がNCBIに登録されている。
本発明のプライマーは、百日咳菌 rRNAにおける特定塩基配列または特定塩基配列の相補配列を含む核酸を増幅し得るプライマーである。
より具体的には、本発明のプライマーにおける第一のプライマーは、配列番号1、5、9、13、24のいずれかに記載の塩基配列とストリンジェントな条件で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドであり、第二のプライマーは、配列番号28、35、43、47、52に記載の塩基配列とストリンジェントな条件で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドである。
具体的には、
(A)電気泳動や液体クロマトグラフィーを用いた方法、
(B)検出可能な標識で標識されたオリゴヌクレオチドプローブによるハイブリダイゼーション法、
(C)当該増幅産物の塩基配列の一部とハイブリダイズすることで蛍光特性が変化するように設計された蛍光色素標識オリゴヌクレオチドプローブを用いた方法、
等があげられる。
前記(C)の蛍光色素標識プローブの一例として、FRET(蛍光共鳴エネルギー移動)を利用した蛍光標識プローブや、インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドプローブが挙げられる。
本発明の検出試薬は、百日咳菌 rRNAの検出に用いられる試薬であって、本発明のプライマー、および、増幅産物の塩基配列の一部とハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドにインターカレーター性蛍光色素を標識したオリゴヌクレオチドプローブを含む、百日咳菌 rRNA検出試薬である。オリゴヌクレオチドプローブの反応系への添加量は、本明細書の記載および公知の核酸増幅技術を参照し、反応系に応じ適宜決定すればよい。
前記インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドプローブの一例として、百日咳菌 rRNAの特定塩基配列または当該特定塩基配列の相補配列を含む核酸の一部とストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドの3’末端側、5’末端側、リン酸ジエステル部または塩基部分に、適当なリンカーを介してインターカレーター性蛍光色素を標識したオリゴヌクレオチドプローブがある。前記プローブは百日咳菌 rRNAの特定塩基配列(または当該特定塩基配列の相補配列)と相補的2本鎖を形成すると、インターカレーター性蛍光色素部分が前記相補的2本鎖部分にインターカレートすることで蛍光特性が変化するプローブである。標識するインターカレーター性蛍光色素に特に限定はなく、オキサゾールイエロー、チアゾールオレンジ、エチジウムブロマイド、ヘミシアニン等の汎用されている蛍光色素、およびこれらの誘導体の中から、蛍光強度や蛍光特性を考慮して、適宜選定すればよい。なお3’末端側に蛍光色素を標識する場合を除き、オリゴヌクレオチドプローブの3’末端側は当該末端側からの核酸伸長反応を防止する意味で、グリコール酸等の適当な修飾がされているとよい。
本発明のプライマーを用いて百日咳菌 rRNAを検出するには、例えば以下の(1)から(6)に示す工程により実施すればよい。
(2)リボヌクレアーゼH(RNase H)活性を有する酵素により、前記RNA-DNA2本鎖のRNAを分解する工程(1本鎖DNAの生成)、
(3)該1本鎖DNAに、配列番号28、35、43、47、52に記載の塩基配列とストリンジェントな条件で特異的にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドである第二のプライマーがハイブリダイズし(ここで前記第一または第二のプライマーのいずれか一方はその5’末端側にRNAポリメラーゼのプロモーターが付加される)、DNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により、特定塩基配列または特定塩基配列に相補的な配列のRNAを転写可能なプロモーターを含む2本鎖DNAを生成する工程、
(4)RNAポリメラーゼ活性を有する酵素により前記2本鎖DNAを鋳型とするRNA転写産物を生産する工程、
(5)該RNA転写産物が、前記(1)の反応におけるcDNA合成の鋳型となることで、連鎖的にRNA転写産物を生成する工程、
(6)配列番号57、58または59またはその相補配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドにインターカレーター性蛍光色素を標識したオリゴヌクレオチドプローブを用いて、前記RNA転写産物量を経時的に測定する工程。
後述の実施例で使用する、百日咳菌 rRNA標準RNA、パラ百日咳菌 rRNA標準RNAを以下に示す方法でそれぞれ調製した。なお調製した各標準RNAの定量は、260nmにおける吸光度を基に実施した。
百日咳菌 rRNA配列(GenBank No.LS398605.1)に基づき、人工的に23S rRNA遺伝子を作製し、インビトロ転写した後、転写産物を精製することで、百日咳菌 rRNA標準RNAを調製した。
(2)パラ百日咳菌 rRNA
パラ百日咳菌 rRNA配列(GenBank No.CP019932.1)に基づき、人工的に23S rRNA遺伝子を作製し、インビトロ転写した後、転写産物を精製することで、パラ百日咳菌 rRNA標準RNAを調製した。
下記(A)に示す、インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドプローブ(以下、INAFプローブと記載する)を特開2000-316587号公報で開示の方法に基づき作製した。
表1に示す、第一のプライマー、第二のプライマー、切断用オリゴヌクレオチドおよびINAFプローブの組み合わせ(以下、オリゴヌクレオチドの組み合わせと記載する)を用いて、以下に示す方法で評価した。
反応液の組成:濃度はRNA試料、開始液、添加後(30μL中)の最終濃度
60mM Tris-HCl緩衝液(pH8.35)
129.2mM トレハロース
各0.48mM dATP、dCTP、dGTP、dTTP
各2.1mM ATP、CTP、UTP
1.6mM GTP
3.52mM ITP
0.2μM 第一のプライマー(各配列番号の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの5’末端側にT7プロモーター(配列番号61)を付加したもの)
0.22μM 第二のプライマー
0.16μM 切断用オリゴヌクレオチド(3‘末端の水酸基をアミノ基で修飾)
35nM INAFプローブ(実施例2で調製したもの)
0.025mg/mL 牛血清アルブミン
284U T7 RNAポリメラーゼ
12.8U AMV逆転写酵素
開始液の組成:反応時(30μL中)の最終濃度
10.07% ジメチルスルホキシド
21.5mM 塩化マグネシウム
142.7mM 塩化カリウム
配列番号1 : 百日咳菌 rRNAの部分配列の相同配列(GenBank No.LS398605.1の912番目から937番目までの塩基配列の相補配列)
配列番号2 : 配列番号1の相同配列
配列番号3 : 配列番号2の部分配列(GenBank No.LS398605.1の917番目から937番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号4 : 配列番号2の部分配列(GenBank No.LS398605.1の912番目から932番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号5 : 百日咳菌 rRNAの部分配列の相同配列(GenBank No.LS398605.1の996番目から1017番目までの塩基配列の相補配列)
配列番号6 : 配列番号5の相同配列
配列番号7 : 配列番号6の部分配列(GenBank No.LS398605.1の998番目から1017番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号8 : 配列番号6の部分配列(GenBank No.LS398605.1の998番目から1016番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号9 : 百日咳菌 rRNAの部分配列の相同配列(GenBank No.LS398605.1の1093番目から1112番目までの塩基配列の相補配列)
配列番号10: 配列番号9の相同配列
配列番号11: 配列番号10の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1098番目から1112番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号12: 配列番号10の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1093番目から1109番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号13: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相同配列(GenBank No.LS398605.1の1118番目から1149番目までの塩基配列の相補配列)
配列番号14: 配列番号13の相同配列
配列番号15: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1124番目から1143番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号16: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1124番目から1146番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号17: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1127番目から1143番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号18: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1124番目から1140番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号19: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1121番目から1140番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号20: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1118番目から1137番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号21: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1127番目から1146番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号22: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1130番目から1149番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号23: 配列番号14の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1128番目から1146番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号24: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相同配列(GenBank No.LS398605.1の1205番目から1235番目までの塩基配列の相補配列)
配列番号25: 配列番号24の相同配列
配列番号26: 配列番号25の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1216番目から1235番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号27: 配列番号25の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1205番目から1225番目までの塩基配列)(第一のプライマーの一例)
配列番号28: 百日咳菌 rRNAの部分配列(GenBank No.LS398605.1の1205番目から1235番目までの塩基配列)
配列番号29: 配列番号28の相補配列
配列番号30: 配列番号28の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1192番目から1211番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号31: 配列番号28の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1212番目から1231番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号32: 配列番号28の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1211番目から1229番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号33: 配列番号28の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1208番目から1227番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号34: 配列番号28の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1210番目から1229番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号35: 百日咳菌 rRNAの部分配列(GenBank No.LS398605.1の1239番目から1262番目までの塩基配列)
配列番号36: 配列番号35の相補配列
配列番号37: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1244番目から1262番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号38: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1244番目から1259番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号39: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1247番目から1262番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号40: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1241番目から1259番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号41: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1244番目から1259番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号42: 配列番号36の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1239番目から1257番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号43: 百日咳菌 rRNAの部分配列(GenBank No.LS398605.1の1383番目から1405番目までの塩基配列)
配列番号44: 配列番号43の相補配列
配列番号45: 配列番号44の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1383番目から1405番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号46: 配列番号44の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1390番目から1405番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号47: 百日咳菌 rRNAの部分配列(GenBank No.LS398605.1の1438番目から1475番目までの塩基配列)
配列番号48: 配列番号47の相補配列
配列番号49: 配列番号48の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1428番目から1453番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号50: 配列番号48の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1448番目から1462番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号51: 配列番号48の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1456番目から1475番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号52: 百日咳菌 rRNAの部分配列(GenBank No.LS398605.1の1112番目から1143番目までの塩基配列)
配列番号53: 配列番号52の相補配列
配列番号54: 配列番号53の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1124番目から1143番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号55: 配列番号53の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1120番目から1139番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号56: 配列番号53の部分配列(GenBank No.LS398605.1の1112番目から1129番目までの塩基配列)(第二のプライマーの一例)
配列番号57: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相補配列(GenBank No.LS398605.1の1164番目から1177番目までの塩基配列の相補配列)(オリゴヌクレオチドプローブの一例)
配列番号58: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相補配列(GenBank No.LS398605.1の1164番目から1178番目までの塩基配列の相補配列)(オリゴヌクレオチドプローブの一例)
配列番号59: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相補配列(GenBank No.LS398605.1の1164番目から1179番目までの塩基配列の相補配列)(オリゴヌクレオチドプローブの一例
配列番号60: 百日咳菌 rRNAの部分配列の相補配列(GenBank No.LS398605.1の1117番目から1135番目までの塩基配列の相補配列)(切断用オリゴヌクレオチドの一例)
配列番号61: T7プロモーター
Claims (3)
- 試料中に含まれる百日咳菌rRNAの特定塩基配列またはその相補配列を含む核酸を増幅するための第一のプライマーおよび第二のプライマーを用いて、前記百日咳菌rRNAの特定塩基配列あるいは/および前記特定塩基配列の相補配列からなる核酸を増幅し、検出する、百日咳菌rRNAの検出方法において、
第一のプライマーおよび第二のプライマーとして以下の組合わせのいずれかを用い、
第一のプライマー/第二のプライマー:
配列番号17のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド
配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号37のオリゴヌクレオチド
配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド
配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号41のオリゴヌクレオチド
配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号42のオリゴヌクレオチド
配列番号23のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド
配列番号15のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド
かつ、以下の(1)から(6)に示す工程により、反応温度35~65℃で行うことを特徴とする方法。
(1)第一のプライマーが百日咳菌rRNAにハイブリダイズし、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により、特定塩基配列に相補的なcDNAを合成し、前記RNAとのRNA-DNA2本鎖を生成する工程、
(2)リボヌクレアーゼH活性を有する酵素により、前記RNA-DNA2本鎖のRNAを分解し1本鎖DNAを生成する工程、
(3)生成した1本鎖DNAに、第二のプライマーがハイブリダイズし、ここで前記第一または第二のプライマーのいずれか一方はその5’末端側にRNAポリメラーゼのプロモーターが付加され、DNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により、特定塩基配列または特定塩基配列に相補的な配列のRNAを転写可能なプロモーターを含む2本鎖DNAを生成する工程、
(4)RNAポリメラーゼ活性を有する酵素により前記2本鎖DNAを鋳型とするRNA転写産物を生産する工程、
(5)当該RNA転写産物が、前記(1)の反応におけるcDNA合成の鋳型となることで、連鎖的にRNA転写産物を生成する工程、
(6)配列番号57のオリゴヌクレオチドを標識したオリゴヌクレオチドプローブを用いて、前記RNA転写産物量を測定する工程。 - 前記プローブが転写産物と相補的な配列を有し相補的なハイブリッドを形成すると蛍光特性が変化するインターカレーター性蛍光色素で標識されたプローブであることを特徴とする請求項1に記載の検出方法。
- 第一のプライマー、第二のプライマーおよびプローブの組合わせとして、以下のA02、A05、A06、A07、A08、A09またはA13
No.:第一のプライマー/第二のプライマー/プローブ
A02:配列番号17のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A05:配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号37のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A06:配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A07:配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号41のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A08:配列番号21のオリゴヌクレオチド/配列番号42のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A09:配列番号23のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
A13:配列番号15のオリゴヌクレオチド/配列番号40のオリゴヌクレオチド/配列番号57のオリゴヌクレオチド
を含有することを特徴とする、請求項1または2の検出方法を実施するための百日咳菌rRNAの検出試薬。
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JP2021087365A (ja) | 2021-06-10 |
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