JPH03130100A - Vntr遺伝子座に対するdnaプローブ - Google Patents

Vntr遺伝子座に対するdnaプローブ

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JPH03130100A
JPH03130100A JP2029734A JP2973490A JPH03130100A JP H03130100 A JPH03130100 A JP H03130100A JP 2029734 A JP2029734 A JP 2029734A JP 2973490 A JP2973490 A JP 2973490A JP H03130100 A JPH03130100 A JP H03130100A
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dna
probe
fragment
biological sample
biological
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Eric C B Milner
エリック チャールズ ブライアン ミルナー
Howard C Coleman
ハワード シー.コールマン
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Genelex Labs LLC
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Benaroya Research Institute at Virginia Mason BRI
Genelex Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に、ヒ) VNTR遺伝子座04S139
に対して特異的なりNAプローブの使用に関する。本発
明は法医学的DNAタイプ分け、親子関係の試験、ゲノ
ム地図の作成、及び疾患の素因の決定において利用され
る。
〔従来の技術〕
血液及び精液のタイプ分けのための伝統的な蛋白法は蛋
白質における対立遺伝子的相違に基いてューヨーク、1
982)。血液において試験されている酵素及び抗原変
形体(variant) にはアデニレートデアミナー
ゼ、アデニレートキナーゼ、エステラーゼD1グリオキ
シラーゼ■、ヘモグロビン、ペプチダーゼA1ホスホグ
ルコムターゼ、並ヒニGm抗原、Lewis抗原及びR
h抗原が含まれる。
父系試験においては、HLA抗原のタイプ分けが一般に
使用される(Terasaki、 J、 Family
 Law  16:543、1977−1978)。精
液中の蛋白質の分析は次の系:ABO血液群、ホスホグ
ルコムターゼ、グリオキシレート、ペプチダーゼA1及
びLewis抗原の特徴付けを含む。これらの伝統的方
法は、組合わせて使用する場合、生物学的サンプルの源
として一般的集団の99%までを排除することができる
が、生物学的サンプルの源として又は第一級の関係者と
して特定の個体の明白な同定を可能にしないワシントン
D、 C,,1983)。蛋白質タイプ分けにおける潜
在的問題点は、サンプルの経時(aging) に伴う
電気泳動移動度の変化、並びに証拠サンプル中の他の物
質(例えば羊毛)に基く交叉反応性及び人為的結果の可
能性を含む。
ヒトDNAの多形(polymorph ic)領域も
また、ヒトの生−法医学証拠検体の同定のため及び第−
級及びより高次の生物学的家族関係の両方の確立におい
て使用される。多形性DNA領域の試験の技法はrDN
Aフィンガープリント法」、rDNAプロフィール法」
又はrDNADNAタイプ」と称され、そして明らかに
これらの分野において選択される方法となっている。適
切なプローブを用いるD N Aのタイプ分けは、ヒト
全体集団内で複製されることが期待されない遺伝子型の
同定を可能にする。
DNAタイプ分けは、可変数のタンデム反復(vari
able numbers of tandem re
peat) (VNTR)から構成される核DNAの遺
伝子開領域(intergenicregions)の
検出に基いている。VNTRはまた、「高度可変ミニサ
テライト制限断片長多形J (hyper−varia
ble m1nisatellite restric
tion fragmentlength polym
orphism)としても知られている。これらの遺伝
子座は多数の異る染色体上に見出され、このことが所与
のVNTR対立遺伝子の出現を他のほとんどのものから
統計的に独立なものとしている。
VNTR遺伝子座の多くにおいて見出され得る多数の(
70〜80まで又はそれ以上)の対立遺伝子は、高レベ
ルの(88%より大)へテロ接合度と相俟って、VNT
Rを同定目的のために有用なものとしている特徴である
(Nakamuraら、5cience  235 :
16161622、1987)。
例えば、JaffreysらはDNAフィンガープリン
ト法のための3種類のVNTR−特異的プロブの使用を
記載している(Nature 316:76−80.1
985)。
Jeffreysらの研究におけるプローブは1人当り
15より多くのハイブリダイズするバンドを検出した。
ハイブリダイゼーションパターンは複雑であるが、この
研究は、英国に入国しようとする男性が確かにある(女
性)市民の息子であることを英国移民局に納得させる結
果を導いた(Jeffreys ら、Nature31
7 :818−819.1985)。
D N A−プリント(商標)系(Lifecodes
 Co、。
Elmsford、ニューヨーク)と共に4種類の異る
VNTR遺伝子座を認識するプローブと共に用いるDN
Aフィンガープリント法もまた99%より高い確率をも
って父系のlのために用いられている2、Spring
er Verlag、 ニューヨーク、1987)  
DNAフィンガープリント法の法医学的用途もまた記載
されている。G11lら(Nature  31g :
577−579.1985>は、膣綿棒、4年前の乾燥
した血痕、及び布上の精液痕のごとき検体からフィンガ
ープリントのために適当なりNAを好結果に単離した。
106分の1より高レベルで個体を識別することができ
るDNA−プリント(商標)系についての他の報告にお
いては、プローブを用いて、殺人に用いられたらしい自
動車上のヒトの組織がその自動車の登録された所有者の
両親の子孫からのものであることが確定され、この組織
が無関係の個体に由来する機会は160.000分の1
であった(Bairdら、〔発明の解決しようとする課
題〕 DNA247分は法は蛋白質タイプ分は法に比べて明ら
かな利点を有し、この利点には証拠サンプル中の他の物
質による干渉が少ないこと、及び乾燥したサンプル中で
蛋白質に比べてDNAの方が安定性が高いことが含まれ
る(Adams、 D、 E、、 Cr imeLab
oratory  Digest  15:106−1
08,1988)。DNA247分は法はまた、複数の
逐次的ハイブリダイゼーションのために同じDNAゲル
又はプロットを再使用することを可能にする。しかしな
がら、プローブの感度の欠如のため、この様なプローブ
の商業的利用のための真の可能性はまだ実現していない
本発明は、高度に多形性の領域であるヒトVNTR遺伝
子座を認識するDNAプローブの新規な群を提供する。
これらのプローブは上に略記した欠点を克服し、他方に
おいて他の関連する利点を提供する。
〔課題を解決するための手段〕
要約すれば、本発明は、D4S139遺伝子座の対立遺
伝子からのDNAに特異的にハイブリダイズすることが
できるD N Aプローブ、及び法医学研究において、
父系又は他の生物学的関連性の問題において、遺伝子地
図の作成において、又は遺伝的疾患の素因の決定におい
て前記DNAプローブを使用する方法を提供する。さら
に、本発明のDNAプローブ及び方法は、古典的な指紋
同定法に代るものとして又はそれを補うものとして使用
することができる。
本発明の1つの観点においては生物学的関連性の存在を
決定するための方法が提供され、この方法は(a)その
生物学的関連性に疑問が持たれる個体から採取された生
物学的サンプルからのDNA及び推定上の生物学的関連
者から採取された生物学的サンプルからのDNAを制限
エンドヌクレアーゼにより平行して消化し、(b)この
制限エンドヌクレアーゼ消化されたDNA断片をサイズ
分画し; (C)これらのDNA断片を、D4S139
遺伝子座の対立遺伝子からのDNAに特異的にハイブリ
ダイズすることができるラベルされたDNAプローブと
ハイブリダイズせしめ; (d)ハイブリダイズしてい
ないラベルされたプローブを分離し; (e)結合した
ラベルされたプローブを検出し;そして(f)前記個体
及び前記生物学的関連者のハイブリダイゼーションパタ
ーンの同一性又は部分的同一性を分析する:段階を含ん
で成る。
本発明の他の観点においては、生−法医学検体のp (
source)の同定のための方法が記載される。
この方法は一般に、(a)生−法医学検体からのDNA
及び該生−法医学検体の推定上の源から採取された生物
学的サンプルからのDNAを制限エンドヌクレアーゼに
より平行して消化し; (b)この制限エンドヌクレア
ーゼ消化されたDNA断片をサイズ分画し: (C〉こ
れらのD N A断片を、D4S139遺伝子座の対立
遺伝子からのD N Aに特異的にハイブリダイズする
ことができるラベルされたDNAプロブとハイブリダイ
ズせしめ; (d)ハイブリダイズしなかったラベルさ
れたプローブを分離し; (e〉結合したラベルされた
プローブを検出し:そして(f)前記推定上の源が前記
生−法医学検体の実際の源であるか否かを決定する;段
階を含んで成る。
本発明の他の観点においては、生物学的サンブルの源の
ハロタイプの同定のための方法が開示される。この方法
は一般に、(a)生物学的サンプルからのDNAを制限
エンドヌクレアーゼによりm化L;  (b)この制限
エンドヌクレアーゼ消化されたDNA断片をサイズ分画
し; (C)これらのDNA断片を、D4S139遺伝
子座の対立遺伝子からのDNAに特異的にハイブリダイ
ズすることができるラベルされたプローブとハイブリダ
イズせしめ: (d)ハイブリダイズしていないラベル
されたプローブを分離し; (e)結合したラベルされ
たプローブを検出し;そして(f)前記生物学的サンプ
ル中のDNAの04S139遺伝子座におけるハブロタ
イブを決定する;段階を含んで成る。本発明のこの態様
はまた、特定の04S139パブロタイブが遺伝性疾患
の素因に関連している場合に有用である。
上に略記した方法において、D4S139遺伝子座に特
異的にハイブリダイズすることができるDNAプローブ
はヒトのゲノムクローンに由来することができ、あるい
はDNAプローブはオリゴヌクレオチドプローブである
ことができる。本発明の1つの態様において、DNAプ
ローブは、配列5 ’  −GCCGTGTCCT[’
GGCTCTCAGG  −3’  から或ル21bp
オリゴヌクレオチドである。他の態様においては、プロ
ーブは、配列5’ −RRRAYAKGARAGARC
YGAGGGACAYRGSRHRG−3’を有するオ
リゴヌクレオチドから成るか又はこれを含んで成り、又
はその14bp以上の断片であり、ここでAはアデニン
であり、Gはグアニンであり、Cはシトシンであり、R
はアデニン又はグアニンであり、Yはシトシン又はチミ
ジンであり、Sはシトシン又はグアニンであり、モして
Kはグアニン又はチミジンである。
DNAプローブはまた前記オリゴヌクレオチド又はその
断片の相補体であってもよい。好ましい態様において、
DNAプローブはD4S139遺伝子座からノヒトDN
Aの4,0kbpFr片である。
本発明のこれらの及び他の観点は以後の具体的な記載及
び添付された図面から明らかになるであろう。
〔具体的な記載〕
前記のごとく、本発明は、ヒトVNTR遺伝子座045
139を特異的に記載するD N Aプローブの使用に
向けられる。D4S139−特異的プローブの使用は他
の利用可能なVNTRプローブに卓越する多くの利点を
有する。D4S139プローブは、中程度〜高ストリン
ジエンシーの条件下で使用される場合に単一遺伝子座プ
ローブとして機能するので、そのハイブリダイゼーショ
ンバンドパターンは複数の遺伝子座を認識する他のプロ
ーブにより観察されるパターンよりも、単純である。そ
の結果、本発明のプローブを用いて混合サンプルを分析
することができる。この様な混合サンプルは混合した血
痕又は強姦事件からの膣由来のサンプルの場合があろう
D4S139遺伝子座に対するプローブを使用を通して
、熟練者は実験的困難、例えば不完全な制限エンドヌク
レアーゼ消化又はDNAサンプルの部分的分解を容易に
認識しそれに順応することができる。
単一遺伝子座系D4S139系の他の利点は好ましい高
ストリンジエンシー条件下でのハイブリダイゼーション
のそれであり、サンプル中に夾雑物として存在するかも
しれず又は証拠サンプルと混合されるかも知れない他の
種からのDNAとの交叉ハイブリダイゼーションが少な
いことである。
D4S139遺伝子座は、3.000より大きいLOD
スコアーを有する、最もテロメア性の(telomer
ic)既知マーカーL231から15〜20c!J (
センチモルガン)の、4qのテレメア(telomer
e)の近傍のヒト染色体4の長いアーム上にある。D4
S139遺伝子座は既知の染色体4マーカーを用いる連
鎖分析(I inkageanalysls)  によ
りヒト染色体4にマツプされた。
この遺伝子座は高ストリンジエンシー(0,lX5SC
、1%SOS、 65℃)の条件下でオリゴヌクレ、t
 チ)’ H30又ハ4.5 kbp (7)D4S1
397’0−フッごとき代表的プローブと特異的にハイ
ブリダイズすることができる。D4S139遺伝子座に
おける実際の反復DNA配列に連らなって追加のフラン
キングDNAが存在する。D4S139遺伝子座の対立
遺伝子の同定に有用でありそして本発明において期得さ
れるプロブはタンデムに反復するDNA配列に又はこれ
らの反復配列に接するDNAに由来することができる。
反1DNA配列に接するDNAの実際の範囲は、当業界
に自明のごと< 、D4S139対立遺伝子を定義する
ために用いらさる制限酵素に依存する。
本発明の方法において有用なプローブであるオリゴヌク
レオチドH30は、配列5’ −GCCGTGTCCT
CGGCTCTCAGG −3’ を含む21bpのオ
リゴヌクレオチドである。このオリゴヌクレオチドは該
配列を担持するプラスミド、例えば30pl (Sch
roederら、5cience  238 ニア91
−793.1987)から切り出すことができ、又は当
業界においてよく知られている方法に従って化学的に合
成することができる。
前記のごとく、本発明の他の代表的なプローブである4
、0kbpのD4S139プローブは高ストリンジエン
シー(0,I X5SC、1%SO3,65℃)の条件
下で単一遺伝子座プローブとして機能する。4.0kb
pのD4S139プローブは、DNA源としてセルライ
ンCRIを用いてλファージE 1.f B L中に構
築されたヒトゲノムライブラリーからのS au3A断
片として単離された。
本発明の他の代表的なプローブを第7図に示す。
この84bpプローブは、32bp反復ユニットの共通
(consensus)配列と、当業界においてよく知
られている種々の方法のいずれかによる該84bpプロ
ーブの酵素的ラベル化のためのブライマーとして機能す
る20bpの付加配列とから構成されている。
上記の代表的プローブに加えて、本発明において提供さ
れる教示が与えられれば本発明において使用するための
他のプローブを生じさせることができることは当業者に
とって明らかであろう。要約すれば、04S139−特
異的プローブを、制限エンドヌクレアーゼ消化されサイ
ズ分画されたヒトDNAにハイブリダイズさせてD4S
139対立遺伝子を担持する断片のサイズを同定するこ
とができる。
次に適切にサイズ分画されたDNAを調製して適当なベ
クターに連結する。D4S139対立遺伝子のクローニ
ングにおいてサイズ分画の段階が好ましいが必須ではな
いことが当業界において理解されよう。上に記載したプ
ローブのごときD4S139−特異的プローブを用いて
クローンをスクリーニングし、そして陽性クローンをさ
らに特徴付ける。この方法は、上記の4.0kbpの0
4S139断片を生じさせる対立遺伝子とは異る対立遺
伝子から追加のD4S139−特異的プローブを生じさ
せることを可能にする。
D4S139遺伝子座に関連する高度な多形性が、上記
のオリゴヌクレオチドH30プローブを用いての、制限
酵素Taq Iにより消化されたヒトケノムDNAへの
ストリンジェントなハイブリダイゼーションを通して示
される。15人の無関連の個体からのTaqI−消化さ
れたDNAについてのオリゴヌクレオチドH3O−特異
的ハイブリダイゼーションのパターンを示す第4図は、
D4S139遺伝子座の少なくとも20の対立遺伝子の
存在を示し、D4S139−関連バンドは約5 kbp
〜約23kbpのサイズ範囲にわたり、平均サイズは約
9 kbpである。一般に、DNA単離体当り2個のバ
ンドが観察された。従って、一般集団から無作為に選択
された個体はD4S139遺伝子座について高度にヘテ
ロ接合性であり、そしてD4S139−ハイブリダイズ
バンドのサイズに大きな多様性が存在する。従って、本
発明のD4S139−特異的プローブは個体の同定のた
めのDNAタイ1分は法の使用を可能にする。他の代表
的プローブである4、0kbpのD4S139断片を用
いて類似の結果が得られた。Taq Iの使用に加えて
、DNAサンプルを他の制限酵素、例えばEcoRI旦
□dllI、BglII、旦amH1,ヱ因I、A月■
Hin f I 、 Hae[[、Rsa I及びXt
+aIにより消化した場合にもサイズの異るハイブリダ
イズバンドの簡単なパターンが存在する。
多数の個体からのバンドのパターン測定する場合、デー
ターを対立遺伝子又はビン(bin) mA度表にまと
めることができる。次に、この集団データーを用いて一
般集団中に特定のパターンが現われる頻度について統計
的予測を行うことができる。
使用されるアガロースゲル系の分離能がしばしば、(又
は2個の32塩基対DNA配列反復ユニットだけ異るD
NA制限断片を分離するのに十分でないため、観察され
るバンドはビン(bin) に集まる。
この方法は、所与のDNAパターンの予想される出現を
計算する場合に用いられる頻度は常にひかえ目であるこ
とを保証し、これはこのデーターが法的手続において使
用される場合に考慮すべき重要なことである。第1表は
、半自動画像分析装置を用いて色々な人種群及び種族群
から連邦検察局により得られたD4S139遺伝子座に
おける表現型のビン(ioin)頻度データーを示す(
!、Ionson、 K、L、。
Crime Laboratory Digest  
15:104−105.1988)。
マーカーLC2XLはライフコード(Lifecode
s)分子量標準を示す。REは使用された制限酵素を示
す。
人種(Race)は次の通りである二B=アフリカ系ア
メリカ人、C=白人、H−スペイン系、■−アメリカ土
着人。LO−Limitはビンの下限を規定するDNA
Ifr片の分子量であり、他方Hi−Limitはビン
の上限を規定するDNA断片の分子量である。
Countはそのビンに属するバンドの数であり、そし
てPa;nt Est、はそのビンにおける特定の人種
−種族群からの全体に対する比率である。
データーは次の様にして使用される。まず、所与のパタ
ーンを適切なビンに帰属せしめ、そして次に検査される
べき人種/種族群にそのビン中にドンドが見出される頻
度を位置付ける。それらの2つの頻度の積が、対応する
人種/種族群においてバンドの特定の対が見出されるで
あろう最小頻度である。例えば、スペイン系個体のDN
Aパターンがビン2及び7に属するバンドを有する場合
、そのパターンが一般的スペイン系集団中に存在すると
予想される最小頻度は0.055 xQ、 165 =
0.009又は0.9%である。
前記のように、本発明のプローブは生−法医学検体源の
同定、生物学的関連の存在の決定、ゲノム地図の作成及
び疾患の素因の決定において使用することができる。
生−法医学検体の源の同定において、本発明のプローブ
は生−法医学検体に由来するDNA中の特異的D4S1
39対立遺伝子を可視化するために使用される。要約す
れば、サンプルからのDNAを好ましくはまず消化に先
立って抽出する。次に、このDNAを制限酵素によって
消化し、アガロースゲル電気泳動によりサイズ分画し、
そして通常は基材、例えばナイロン又はニトロセルロー
スに移して次にハイブリダイゼーションを行う。ラベル
された04S139プローブを好ましくは高ストリンジ
エンシーの条件下でハイブリダイズせしめる。検体から
調製されたDNA断片におけるD4S139−ハイブリ
ダイズバンドと既知個体からのDNA断片におけるD4
S139−ハイブリダイズバンドの一致が証拠サンプル
の究極的起源の推定的同定を与える。
ヒ)DNAを含有する生−法医学検体は犯罪の犠牲者か
ら、又は犯罪の犠牲者もしくは容疑者の家族の構成員か
ら得られるであろう。さらに、検体は犯罪又は事故の現
場、又は犯罪もしくは事項の容疑者からのサンプルであ
ることができる。生−法医学検体には血液、乾燥血液、
乾燥血痕、精液、乾燥精液、乾燥精液痕、口腔綿棒、膣
綿棒、膣液、乾燥膣液痕、又は他の体液及び体液痕、精
液物、乾燥精液物、毛、髪、毛根、及び人体からの組織
サンプルが含まれるが、これらに限らない。
検体は体操、生前、出生前、又は新生児のものであるこ
とができる。
本発明のプローブを用いる生−法医学検体の源の同定は
、例えば、容疑者の衣類の血痕が犯罪の犠牲者に由来す
ることをlするために、強姦の犠牲者の膣サンプル中の
DNAが特定の容疑者に由来することを証明するために
、及び犯罪の犠牲者の両親(又は他の家族もしくは血縁
者)であると信じられる者との一般的関係を示すことに
より犯罪犠牲者の同一性を確立するために有用である。
法医学的タイプ分けにおける04S139遺伝子座に対
して特異的なりNAプローブの有用性は第5図に示され
る。要約すれば、DNAサンプルを、(棄てられた)強
姦の証拠の綿棒から単離した。
8件の強姦事件からの綿棒(膣、直腸、口腔、皮膚及び
血液が混った膣、からの綿棒を包含する)を対照男性D
 N Aと共に分析した。DNAサンプルをHinfl
で消化し、アガロースゲル電気泳動によりサイズ分画し
、そして第5図Aに示すように、プローブとして4.0
kbpの[14S139断片とハイブリダイズさせた。
次に、第5図Bに示すように、プロットを、[]4S1
39プローブの中間ストリッピングを伴わないでY染色
体特異的プローブにハイブリダイズせしめた。男性特異
的バンドの位置を矢じり印で表示する。事例2のD N
 Aタイ1分は証拠が示すところによれば、DNAは膣
サンプル及び直腸サンプルの両方に存在し、男性DNA
は直腸綿棒にのみ存在した。同様に、事例8からのサン
プルは男性DNAの存在を示す。事例2 (パネルA)
においては、犠牲者及び攻撃者が低分子D4S139対
立遺伝子を共有する。次に、Y染色体特異的プローブに
よりプローブすることにより男性DNAが存在したこと
が確認された。他の用途において、プロットの中間スト
リッピングの段階を伴って又は伴わないで、追加のVN
TR遺伝子座に対して特異的な単一遺伝子座プローブと
の逐次的ハイブリダイゼーションを用いるもの有用であ
ろう。
個体又は検体源が明瞭に同定されることが望まれる場合
、プローブの組合わせを用いるのが好ましい。
生物学的関係又は家族関係の試験において、本発明のプ
ローブは、家族関係が確認できるように、個体及び彼又
は彼女の推定上の生物学的関係者のD4S139対立遺
伝子可視化するために使用される。
要約すれば、本発明の好ましい態様において、既知の親
及び/又は推定上の親(又は他の生物学的関連者からの
DNAと平行して、その生物学的関係が疑われている個
体からの生物学的サンプル、例えば血液又は組織サンプ
ルからDNAを調製する。一般に、DNA源として末梢
血サンプルが使用される。DNA断片を制限エンドヌク
レアーゼで消化し、アガロースゲル電気泳動によりサイ
ズ分画し、そして基材、例えばナイロン又はニトロセル
ロースに移して、ラベルされたプローブと、好ましくは
高ストレンジエンシー条件下でハイブリダイズせしめる
。D4S139対立遺伝子のメンデル遺伝子が存在する
ので、個体の1つのバンドは既知の親の1つのバンドと
一致するであろう。推定される親のバンドが個体の第二
のバンドと一致すれば、その推定される親が前記個体の
生物学的親であることの推定証拠が存在する。推定され
る親のDNAが04S139−特異的バンドを共有しな
い場合、その様な生物学的関係が存在しないことがほと
んど確定的である。
D4S139対立遺伝子のメンデル遺伝は、代表的な三
世代家族(1421)の家系を示す第1図、及びその家
族の構成員の04S139特異的ハイブリダイゼーシヨ
ンパターンを示す第2図において示される。レーン上及
び2はそれぞれ父親又は母親(第二世代)からのDNA
を含み、そしてレーン3〜8及び11〜12はそれらの
子孫、すなわち第三世代からのDNAを含む。第一世代
は、それぞれ父方の祖父及び祖母からのDNAを含むレ
ーン9及び10、並びに母方の祖母及び祖父からのDN
Aを含むレーン13及び14に示される。バンドのパタ
ーンはD4S139遺伝子座のコー優生分離(co−d
ominantregregat 1on)及びメンデ
ル遺伝を反映している。
染色体4の1つのコピーは客観から受は継がれ、従って
子は客観からD4S139遺伝座の1つづつの対立遺伝
子を受は継ぐ。その結果、2人の推定上の生物学的関係
者の043139対立遺伝子が異る場合、D4S139
 DNAタイプ分けを用いである子の親子関係を確認す
ることができる。前記のごと< 、D4S139−関連
プローブと組合わせて他の単一遺伝子座VNTRプロー
ブを使用することによりより高い信頼レベルで生物学的
家族関係を推定することができる。
生物学的サンプル源のハブロタイブも本明細書に記載す
る方法により決定することができる。この様なハブロタ
イブ決定の1つの用途は、特定の遺伝性疾患の遺伝がD
4S139遺伝子座の特定の対立遺伝子と関連している
場合にその遺伝性疾患の素因を有する個体を同定する場
合である。これに関して適当な生物学的サンプルには血
液、組織及び細胞が含まれる。本発明のこの態様におい
て出生前サンプル、新生児サンプル、死後サンプル及び
他のサンプルを用いることができる。
本発明により提供されるすべての方法において、実験的
結論の信頼性レベルを高めるために本発明のプローブを
他の単一遺伝子座VNTRプローブと組合わせて用いる
ことが好ましい。本発明の04S139−関連プローブ
と組合わせて使用することが予想される他の単一遺伝子
座VNTRプローブには、アメリカン・タイプ・カルチ
ュア・コレクション(ATCC>から人手可能なpYN
H24、pCMLJ14及びpC!、!!、1101が
含まれるが、これらに限定されない。
さらに、プローブCRI−PAT−pL336及びCR
I−PATpL335−11iをコラボラティブ・リサ
ーチ(Collabora−tive Re5earc
h)社(Bedford、 MA)から入手することが
できる。
本発明により提供されるすべての方法において、DNA
単離手順を行うことなく生物学的サンプル又は生−法医
学証拠検体からのDNAを分析することが好ましいであ
ろう。例えば、細胞を溶解し、そしてそこから放出され
たDNAを制限酵素で消化することが当業界において知
られている。
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが
、これにより本発明の範囲を限定するものではない。
実施例 酵素は商業的入手源から得、そして提供者の推奨に従っ
て、又は当業界においてよく知られている他の変法に従
って使用する。適当な緩衝液、試薬及び培養条件も当業
界において知られている。
標準的分子生物学手法を記載した参照文献にはT、Ma
niatisら、!、1olecular Cloni
ng、  Co1d Spring)!arbor L
aboratory、Co1d Spring Har
bo5 ニー −シーヨーク、1987 ; R,Wu
ら編集、Meth、 Enzymol。
100及び101 、1983;L、 Grossmm
及びに、Mo1dave m集、1Aeth、 Enz
ymol、 55.198Q;J、 !Jiller編
集、Experiments +n !Jelecul
ar Genetics、  Co1d Spring
Harbor Laboratory、 Co1d S
pring Harbor、 ニューヨーク、1972
 ; Old及びPrimrose、Pr1ncipl
es ofGene Mantpulation、Un
iversity of Ca1iforniaPre
ss、 Berkeley、カリホルニア; R,5c
hlief及びP、IVens+nk、Practic
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ology、 1982;Glover編集、DNA 
Cloning VoRI及びII、0xford P
ress 、オックスフォード、英国、1985 ; 
B、 Hames及びS、Higgins、 Nucl
eic Ac1dHybr、1dization、  
IRL Press、オックスフォード、英国;並びに
Setlow及びHo1laender、 Genet
icEngineering:Pr1nciples 
and !Jethods、 Vojl!、1−4゜p
lenum Press、ニューヨークがあり、これら
を引用により本明細書に組み入れる。DNAの化学合或
はよく確立された方法、すなわちCaruthers。
Mothodology of DNA and RN
A Sequencing。
Weissman編、Praeger Publ 1s
hers、 ニューヨーク、1983に記載の方法によ
り達成することができ、あるいは多くの市販の機械のい
ずれかを用いて自動化学合成を行うことができる。ここ
で使用される略号及び名称はこの分野における標準であ
ると認められ、そしてここに引用する専門誌のごとき専
門誌において一般に使用されている。
DNAの調製、制限エンドヌクレアーゼ消化、DNA消
化物の電気泳動、ニトロセルロースフィルターへの移行
、及びプローブハイブリダイゼーションは特にことわら
ない限り標準的手法に従って行った。
実施例1.  D4S139遺伝子座のゲノムクローニ
ング合成オリゴヌクレオチドH30は、VH2CDNA
クロー ン30111 (H,W、 5chroede
rら、5cience  238ニア91゜1987)
  のコドン82bの第三ヌクレオチドからコドン88
の第二ヌクレオチドまで伸びる配列に相当する。30p
l cDNAクローンはVH3遺伝子ファミリーの一員
を代表する。番号付けはE、A、 Kabat ら(S
equences of Proteins of I
mmunologicalInterest) 、第二
列、Dept、of Health and Huma
nServices、Goverment Print
ing 0ffice、ウシントンD、 C,1987
)  に従う。このオリゴヌクレオチドの配列は5 ’
 −GCCGTGTCCTCGGCTCTCAGG −
3’である。ハイブリダイゼーション実験において使用
するため、推奨される緩衝液中でポリヌクレオチドキナ
ーゼを用いてオリゴヌクレオチドを末端ラベルする。
この実施例において、D4S139遺伝子座を担持する
ヒトゲノムDNA断片の起源はセルラインCR■からの
DNAである。このDNAをEcoRIにより完全消化
し、そして10〜40%シュークロース勾配上でサイズ
分画した。遠心分離に続き、チューブの底からInnの
画分を集め、そして個々のアリコートをアガロースゲル
電気泳動及びH30オリゴヌクレオチドプローブへのハ
イブリダイゼーションにより分析した。
乾燥したアガロースゲル中のゲノムDNAへのラベルさ
れたオリゴヌクレオチドプローブのハイ1986) に
より記載されているよう(3で行った。
最終ストリンジエンシーはW、 I、 Woodら(P
roc、Nat IAcad、Sc i、USA  8
2:1585,1985) により記載されているよう
にしてテトラメチルアンモニウムクロリド(Ti、1A
cf、アルドリッチ)を含有する溶液中で洗浄すること
により得た。要約すれば、消化されたDNA (10〜
15N/レーン)を1%アガロースゲル中での電気泳動
によりサイズ分画した。ゲル中のDNA分子を0.5M
 NaOH、1,5M NaCf中で1〜1.5時間変
性した。次に、ゲルをTrisHCff (pH7,0
) 、BM NaCA中で1〜1.5時間中和し、次に
蒸留水中で10分間洗浄した。ゲルを70℃にて1.5
時間真空乾燥した。2分間水に浸漬することにより濾紙
裏地を除去した。濾紙を、250n/−のtRNAを含
有する6 XNBT  CI XNET =0、1 M
 NaCC0,03M Tris−Hl (pH8,0
) 、1m!、I EDTA )中で57℃にて1.5
〜3時間プレハイブリダイズせしめた。ゲルを57℃に
て3〜4時間、6XNET、5xデンハート、0.1%
SO3,0,05%NPO4,10%硫酸デキストラン
及び25に/−tRNAを含有する溶液中> 3 xl
o6cpm/−の濃度の約1X10”cpm、/rの比
活性に末端ラベルされたオリゴヌクレオチドプローブと
ハイブリダイズさせた。
ハイブリダイゼーションの後、ゲルを43℃にて3回、
5 X5SCXO,5%SO3中で洗浄し、次に3,2
M  T!JACj7.0.5%SO3中で61℃にて
2回、1回当り30分間以上にわたり洗浄した。
プローブにハイブリダイズしたDNAを含有する画分を
プールし、モしてλファージB!、l B L 4アー
ム(Stratogene 、サンジエゴ、CA) に
連結した。
約95.000個のプラークをH30オリゴヌクレオチ
ドプローブによりスクリーニングし、そして20個の陽
性クローンを低ストリンジエンシーでのH2Oのプロー
ブへのハイブリダイゼーションに基きてピックアップし
た。これらのクローンの内4個をプラーク精製し、そし
てこれらの内2クローンが高ストリンジエンシーにおい
てH30オリゴヌクレオチドプローブにハイブリダイズ
することが見出され、完全な相同性が示された。これら
の内の1個を更なる実験のために選択した。選択された
λクローンを3au3Aにより完全消化し、そして4.
5kbpバンドをアガロースゲルから単離しそしてプラ
スミド・ブルースクリプト(bluescript) 
(Stra−tagene、サンジエゴ、CA)のBa
mHI部位にサブクローニングした。得られたプラスミ
ドをpH30と称する。
ゲノムプロットへのハイブリダイゼーションによりD4
S139遺伝子座での多形性を決定するため、制限酵素
EcoRI及びHindIIIによりpH30から03
S139−関連断片を切り出し、そして精製された断片
をFeinbergら(Anal、Biochem、 
 132 :6,1983)により記載されたランダム
ブライマー法により32p−α−dCTPでラベルした
。制限エンドヌクレアーセ“消化されたゲノムDNAの
このプローブによるスクリーニングが、第4図に示すよ
うに、約5 kbpから約23kbpにわたり平均が約
9 kbpである対立遺伝子20個以上を示した。
実施例2. 04S139の染色体地図それぞれがヒト
染色体相補体のサブセットを含む14のマウス/ヒト雑
種体細胞系(エール大学り、 Provtecheva
博士から入手)のパネルをH30オリゴヌクレオチドプ
ローブとハイブリダイズさせた。このプローブへのハイ
ブリダイゼーションパターンがD45139遺伝子座を
ヒト染色体4に明らかに帰属せしめた。
報告されている技法(Lathropら、Am、 J、
 HumanGenetics  37:4g2−49
8.1985)を用いての既知の染色体4マーカーとの
連鎖分析が、D4S139遺伝子座を、3.0より大き
なLODスコアーを伴って、最もテロメラ性の既知マー
カー(L231)から15〜20センチモルガンにある
14qのテロメラ(telomere)の近傍に位置付
けた。
実施′例3. 4.0kbpの04S139断片の配列
決定pH30の約4,0kbpの挿入部をpUCベクタ
ー(J、 Viera及びJ、 Messing、 G
ene 19:259.19g2)  にサブクローニ
ングした。約1.5 kbpのヒトDNA挿入部を含有
するpH30の自然欠失プラスミドを該プラスミド中で
直接配列決定した。この挿入部の両末端からの配列デー
ターを、配列を得るための合成プライマー及びユニバー
サルpUCプライマー161、1980)  のチエイ
ンターミネーション法において、これらのブライマーを
用いた。
得られた配列を編集しそして反復DNA配列ユニットの
組成及びサイズを決定するために試験した。次に、この
データーを用いて、ハイブリダイゼーションプローブと
して使用するための合皮オリゴヌクレオチドを設計する
ために用いることができる32bp反復の共通配列(c
onsensus 5equence)を決定した。代
表的な32bp配列を下に示す。
I    AAAATAGGAGAGAGCTGAGG
GACACAGCATGG2  AAAACATGAA
AGAGCTGAGGGACACAGGACGGこの様
なプローブの一例は、1種類の可能な共通配列の2個の
コピーと、DNAポリメラーゼプライマー結合部位とし
て機能する追加の20bpとから成る84bp合戊オリ
ゴヌクレオチドである(第7図)。プライマーがこの2
0bp配列にアニールするとき、ラベル系の部分を構成
する種々の修飾されたヌクレオチドトリホスフェートを
DNAプローブに導入することができる。これらの台底
DNAプローブをラベルするための他の方法はこれらを
直接に、DNA検出系の部分を構成する酵素、例えばア
ルカリホスファターゼに接合せしめることである。
実施例4.追加のD4S139−特異的プローブの生成
当業者は、以後にA又はBとして略記する方法に従って
、D4S139遺伝子座のための特異的ハイブリダイゼ
ーションプローブとして使用することができる追加のゲ
ノムDNA断片及び他の合成オリゴヌクレオチドプロー
ブを単離することができる。
A、4,0kbpの04S139断片の配列を用いて、
D3S139遺伝子座に対して特異的なプローブとして
使用するための好ましくは約■4〜25ヌクレオチドの
長さの他のオリゴヌクレオチド配列をいかにして選択す
るかは当業者にとって明らかである。要約すれば、ある
配列を選択し、人手可能なデーターベース中の既知配列
と比較し、そして他には存在しないと見られる配列を好
ましくはス) IJタンジェントハイブリダイゼーショ
ン条件下で、D4S139遺伝子座に対する単一遺伝子
座プローブとして機能する能力について試験する。
B、前記のものと同じか又はそれとは異る起源からの他
のゲノムDNA断片をD4S139遺伝子座のための特
異的ハイブリダイゼーションプローブとして役立てるこ
ともできる。要約すれば、ヒトゲノムDNAを調製し、
そして制限エンドヌクレアーゼにより消化する。アガロ
ースゲル電気泳動によるサイズ分離の後、サイズ分離さ
れたDNA断片を、好ましくはストリンジェントな条件
下で、ラベルされたオリゴヌクレオチドプローブH30
によりプローブする。このプローブに特異的にハイブリ
ダイズするバンドのサイズを記録する。追加のゲノムD
NAを同じ制限エンドヌクレアーゼで消化し、そして例
えば10〜40%シュークロース勾配中での超遠心分離
によりサイズ分画する。サイズ分画されたD N Aの
アリコートを電気泳動しそしてH30プローブにハイブ
リダイズせしめてD4S139断片が存在することを確
認する。本質的に前記したようにしてクローニング及び
スクリーニングするために陽性画分を調製する。確認さ
れた陽性クローンを精製し、そしてD4S139断片を
ハイブリダイゼーション実験において試験するためにラ
ベルする。ストリンジェントなハイブリダイゼーション
条件下でD4S139遺伝子座にハイブリダイズするD
 N A断片を更なる実験のために残す。
実施例5.生物学的関係の試験 ある特定の個体がある子供の生物学的親であるか否かに
ついて疑問視される事例において、その個体が確かに一
方の親であるかを高度の信頼性をもって決定することが
できる。前記子供及び前記問題の個体から末梢血サンプ
ルを取る。可能であれば、既知の親からもDNAを得て
これを分析するのが好ましい。1mjl!の各血液サン
プルから高分子ffi D N AをBa1rd  ら
(Am、 J、Human Genetics  39
:489−501.1986)により記載されているよ
うにして抽出する。次に、各単離されたDNAサンプル
を制限エンドヌクレアーゼ、例えばTaqlにより消化
し、そして標準的技法を用いてアガロースゲル電気泳動
によりサイズ分画する。D N Aの変性の後、このD
NAを固体支持体に移し、D4S139遺伝子座に対し
て特異的なラベルされたプローブ、例えばオリゴヌクレ
オチドH30又は4.0kbpのD4S139断片への
ハイブリダイゼーションを行う。
サイズ分画されたDNAがナイロン又はニトロセルロー
スフィルターのごとき基材又は支持体に結合する場合、
4.0kbpの04S139断片又は類似のサイズを有
するプローブを用いて最良の結果が得られる。前記のよ
うに、アガロースゲル中のDNA分子へのハイブリダイ
ゼーションをオリゴヌクレオチドプローブを用いて行う
のが好ましい。ハイブリダイズしたバンドが可視性され
るとき、既知の親のバンドと同時泳動する子供のDNA
中のバンドを観察し、そして子供と推定上の親との間に
一致が存在するか否かを決定する。推定上の親との間に
一致が存在すれば、該推定上の親は該子供の生物学的親
である可能性が強い。子供及び推定上の親のハイブリダ
イゼーションパターンの間に一致が存在しなければ、該
子供と該推定上の親とは経験的に無関係であるらしいと
結論することができる。親子関係の確率は、部分的には
、一般集団内の対立遺伝子の頻度の知識から決定される
これに関して、実験的結論の信頼性を高めるために、本
発明のD4S139プローブをVNTR遺伝子座に対す
る他の単一遺伝子座プローブと組合わせて使用すること
が好ましい。
D4S139単一遺伝子座プローブを用いてのDNAタ
イプ分は法の応用可能性が関係ある個体及び無関係の個
体のハイブリダイゼーション研究において証明された。
要約すれば、4.2kbpのD4S139プローブをス
) IJンジェント条件下で、18の三世代家族及び6
の三世代家族に由来する二ョI−消化DNAにハイブリ
ダイズせしめた。代表的な三世代家族及び三世代家族の
ハイブリダイゼーションバンドパターンを第2図に示す
第3図は、3個の他の三世代家族におけるD4S139
対立遺伝子の分布を示す。第3図において、父、母及び
3人の子のパターンが3回反復されている。第3図のパ
ターン中に示される個体由来のDNAサンプルを調製し
そしてTaq Iにより消化した。アガロースゲル電気
泳動によるサイズ母面の後、ストリンジェント条件下で
の乾燥アガロースゲル中のハイブリダイゼーションを、
ハイブリダイゼーション用ラベル化プローブとしてH3
0オリゴヌクレオチドを用いて行った。あるいは、4.
0kbpの04S139プローブを用いて、そしてサイ
ズ分画されたDNA断片を固体支持体に結合させて、ハ
イブリダイゼーションをストリンジェント条件下で行う
ことができる。他の制限エンドヌクレアーゼ消化物を用
い、そしてプローブとして4、QkbpのD4S139
断片を用いて、類低の結果が得られた。バンドパターン
はD4S139遺伝子座のメンデル遺伝を反映する。あ
る個体のバンドパターン中の2個のバンドの各々の1個
は各組のバンドパターンからの2個のバンドの内の1つ
と同じである。
これに対して、第4図は、15人の無関係の個体からD
NAサンプルが調製されそして分析された場合に得られ
たハイブリダイゼーションバンドパターンを示す。前記
のように、D4S139遺伝子座の少なくとも20の対
立遺伝子が観察され、そして2つの同一のバンドパター
ンは観察されなかった。
従って、2人の個体のDNA断片中に現われる同一バン
ドの観察は生物学的関連性が存在することを強く示唆す
る。
実施例6.法医学的イイプ分け DNAは理論的には核を含有するあらゆる細胞から、及
び有核細胞を含有するあらゆる証拠検体から単離するこ
とができ、DNAタイプ分けのための候補である。生−
法医学証拠検体には、性的暴行の犠牲者から得られた膣
綿棒、乾燥精液、血痕、及び組織(好ましくは凍結した
もの)が含まれるがこれらに限定されない。他の生−法
医学証拠検体には血液、乾燥血液、精液、乾燥精液、膣
液、口腔綿棒、毛及び毛根が含まれる。対照サンプルは
新しく採取されたBDTAで凝固防止された血液を用い
ることができる。DNAタイプ分けは5dの血液、1バ
の精液、lCfl1の血痕、又は1〜5個の毛根といっ
た少量で行うことができる。これらのサンプルのほとん
どにおいてDNAは非常に安定である。例えば、5年前
の精液痕及び乾燥血液から高分子量D N Aが得られ
た。性交後12時間以上たってから集めた膣綿棒からタ
イプ分は可能な精子DNAを得ることができる。サンプ
ルは死後、生前、出生前又は新生児からのものであるこ
とができる。
検体の貯蔵はしばしば特に重要である。DNAはしばし
ば湿環境で分解するから検体サンプルは水分を含まない
ように維持されるべきであり、そして日光から保護され
るべきである。検体は乾燥剤の存在下で4℃にて貯蔵さ
れるべきであり、又は無精でない条件下で一20℃にて
凍結されるべきである。
末梢血、膣綿棒及び膣液、乾燥血痕並び)こ精液痕から
のDNA0単離はKanterら(J、Forensi
cSciences  31:403−408.198
6)、Guistiら(J。
3aird  ら(Amj、Human Geneti
cs  39:489−501)  により記載されて
いる。組織サンプルをすりつぶした後、それらからDN
Aを同様にして抽出することができる。
単離されたDNAサンプルを制限エンドヌクレアーゼに
より消化し、アガロースゲル電気泳動ニよりサイズ分画
し、そしてD4S139特異的プローブを用いてのハイ
ブリダイゼーションにより分析することができ、これら
は前記のようにして行うことができる。DNAがニトロ
セルロースフィルターのごとき基材に固定されている場
合、比較的大きなプローブ、例えば4,0kbpのD4
S139断片を用いるのが好ましい。前記のように、オ
リゴヌクレオチドプローブを用いる場合、乾燥アガロー
スゲル中でハイブリダイゼーションを行うのが好ましい
既知の起源又は個体からのDNAサンプルと平行しての
証拠検体からのDNAサンプルの、D4S139持異的
プローブによるDNAタイプ分けによる分析は、証拠検
体の起源の決定を可能にする。
他の時に行われたDNAタイプ分けと組合わせて、例え
ばコンピューターデーターベースを用いて、証拠検体の
DNA541分けの結果を利用することができることも
理解される。
法医学試験及び生物学的関連性試験の好ましい方法にお
いて、 5〜10dのEDTAで凝固防止処理された全血からD
NAを調製することができ、この全血は室温にて24時
間又は4℃にて1ケ月まで貯蔵することができる。予想
されるDNAの収量は100〜200nである。
血液の遠心分離の後、バフィーコートをプラスチック移
送ピペットにより50−のチューブに取り出す。赤血球
溶解緩衝液(lQmM NaCl、10mM Tris
=8.1mMEDTA−8)を45−まで加え、そして
逆転により混合し、そして室温にて10分間インキュベ
ートする。白血球を血清学的遠心機中でペレット化する
。上清を注去し、そしてペレットを赤血球溶解緩衝液に
再懸濁する。上清が透明になるまで、この段階を2回又
は3回繰り返す。
白血球へL/ −) )を2mlのTB−I C100
+m!、l NaCl 。
25m!、I EDTA(pH8) 、10mM Tr
is(pH8) )中に渦動撹拌により再懸濁し、モし
て渦動撹拌しながら0、1 mf+)TB−2(10%
5O3)  を加える。20μのTB−3(プロテイテ
ーゼK  10mg/mf)を渦動撹拌しながろ添加す
る。サンプルを55℃にて4時rJJ〜3日間インキュ
ベートする。この時点で検体を一20℃こて、好ましく
は無届でない条件下で貯蔵することができる。
2回の有機抽出及び沈、殿によりDNAを精製する。フ
ェノール/クロロホルム試薬(フェノール:クロロホル
ム:イソアミルアルコール=24 :24 :i)をチ
ューブにサンプル体積と同じ体積に加え、そしておだや
かに逆転することにより1分間混合する。血清学的遠心
機中で最大速度で15分間遠心分離することにより相を
分離する。エツペンドルフピペット又はパスツールピペ
ットにより底部の黄色層を取り出しそして廃棄する。全
血又は組織からの大規模調製において高濃縮された場合
、D N Aは界面に存在する場合があり、そしてこれ
がピペットに吸い込まれれば界面において混乱が生ずる
であろう。これが起った場合、サンプルを再度遠心分離
する。問題点が続けばさらに2−のTEをサンプルに加
え、そして抽出を反復する。
同じ体積のクロロホルム試薬を加え、そしてこのサンプ
ルを混合しそして遠心分離する。有機層を除去しそして
廃棄する。10分のlの体積の3.3MNa0Ac塩を
、逆転により十分に撹拌しながら加えた。2〜3容量の
一20℃の95%のアルコールを逆転により十分に撹拌
しながら添加する。サンプルを一20℃にて30分間置
く。サンプルを4〜5000 XGにて20分間、又は
しまった可視ベレットが出現するまで遠心する。あるい
は、DNAをパスツールピペットの曲った先端で取り出
し、そして小遠心チューブに入れ、■−のエタノールを
添加し、そして小遠心機中でD N Aをペレット化す
ることができる。上清を注意深く除去する。45度の角
度に保持しながらペレットとは反対側のチューブの側面
に約500tdのエタノールを流すことによりペレット
を2回室温にて95%エタノールにより洗浄する。チュ
ーブを2回回転させ、モして上清を除去する。チューブ
を逆転させながら約2時間にわたりペレットを乾燥する
。各DNAペレットを500−の無菌TEに再懸濁する
。再懸濁は40℃にて一夜又は65℃にて1時間行うこ
とができる。長時間貯蔵を一20℃にて、又は凍結乾燥
して室温にて行うことができ、あるいはサンプルを4℃
にて1ケ月まで貯蔵することができる。
血痕及び精液痕の布又は綿棒からの溶出方法を次に記載
する。
綿棒チップ又は約1 crlの血痕もしくは精液痕を0
.5−の溶出チャンバーに入れる。3001のTB−1
(Loom!rl NaC(1、25m!、(εDTA
(pH8) 、10m!J Tris(pH8)]を添
加し、そして10分間ずつ渦動撹拌しながら室温にて3
0分間インキュベートする。酸性ホスファーターゼ、P
−30又は他の測定のために必要によりアリコートを採
取することができる。
30p1のTB−2(10%5O3)を加え、そしてサ
ンプルを室温にて30分間、10分間ずつ渦動撹拌しな
がら再インキュベートする。溶出チャンバーを遠心チュ
ーブに入れ、そして血清学的遠心機中で遠心する。51
11のTB−3(PK)  及びDTTを39 m M
に加え、そして55℃にて1時間〜−夜インキユベート
する。
この時間で検体を一20℃に貯蔵することができる。
抽出法を反復する。DNAサンプル又は消化物を、TA
EI衡液及び臭化エチジウムを含有する1%アガロース
ゲル上での電気泳動によりサイズ分画する。約50m1
容のゲルを50〜80VDCにて2〜4時間電気泳動す
る。サイズ標準(λHindIII分子量マーカー 2
50ナノグラム)を2木の外側のレーンに置く。蛍光法
により決定された既知濃度のヒ)DNA標準(1d =
50ng)を選択されたゲルレーンに置く。示唆された
付加は50・100及び500ngである。これらのレ
ーンと各未知レーンとの比較が未知サンプル中のDNA
濃度の良好な推定を与える。強度はUV)ランスイルミ
ネーターを用いて観察される。付加の前に、5ILlの
溶出DNA又は1〜5I!1の血液DNAを付加色素と
混合する。
既知濃度のDNAを次の方法を用いてHaelllrに
より消化する。1100n/uの最終D N A濃度が
悪態的であり、但しより高濃度を用いることもできる。
制限酵素は、適切な緩衝液−スベルミジン−DNA混合
物中で消化されるべきDNAn当り2.5Uで添加する
。消化混合物を十分に混合しそして所望によりすべての
溶液をチューブの底に運ぶために遠心し、そして37℃
にて2時間インキュベートする。追加の制限酵素をDN
An当り2.5Uで加え、そして消化混合物を37℃に
て2時間再インキュベートする。この時間で2.5 t
l (250ng)のサンプルを1%アガロースゲル上
で電気泳動して制限消化の完了を評価することができる
。適当な分子量マーカーはHind■で消化されたla
mbde、及び)(ae■で消化されたphi x17
4である。さらに、各サンプルをプロッティングにより
分析して男性DNA及び微生物汚染を決定することがで
きる。
25レーンゲルの適当なゲル付加パターンは、レーン1
〜3が分子量マーカーDNA;レーン4〜6がHael
lJ−消化対照DNA (5x/レー:/);レーン7
〜10が分析されるべきDNAサンプル(3〜6ff/
レーン);レーン11〜13が分子量マーカーD N 
A ;レーン14〜23が分析されるべきDNAサンプ
ル<3〜6g/レーン):レーン24〜25が分子量マ
ーカーDNA、である。
約350一体積のゲルをTAB緩衝液中で20Vにて3
0分間そして次に40Vにて、色素フロントの1/2が
ゲルから外れるまで、約20時間電気泳動する。照射源
としてUV)ランスイルミネーターを用いてゲルを写真
に撮る。
DNA断片をハイブリダイゼーション用基材又は膜に固
定するため下記の方法に従う。
ガラス板を支持するためにパイレックス加熱皿中に2個
のピペットラックを置くことによりプロッティングプラ
ットホームを構成する。ガラス板上に3 +、!!、I
の芯を置き、そしてトランスファー溶液(0,4M N
a0H)により十分に湿めらせる。空気ポケットを除去
し、そしてトランスファー溶液により十分に湿らせた3
 !、1!、1のシート10枚の重層を加え、そして3
 !、1!、lのシートをねじることなくピペットでこ
ろがすことにより空気ポケットを除去する。トランスフ
ァー溶液を加熱皿に約1/2”の深さに加える。各トラ
ンスファーの後、3 !、1’、(の上層のシートを除
去しそして皿をプラスチックラップで覆って貯蔵する。
ゲルをサザン・トランスファー緩衝液(0,4MNa0
H)  に15分間〜1時間入れる。正しいサイズのプ
ロットをランドリーペン又は鉛筆で下方左側にそって標
識する。標識はオペレーターの名前、ノートの負数及び
日付を所望の他の情報と共に含む。
プロット膜を純水で湿めす。プロッティングプラットホ
ームをプロット溶液により十分に満たし、そしてゲルと
プラットホームとの間に空気を残すことなくゲルをプラ
ットホーム上に置(。ゲルをプロット溶液で十分に満た
し、そしてすぐにあらかじめ湿されたプロット膜を、そ
れを2つの縁において保持しそしてプロットの中間をゲ
ル上に置くことにより、ゲル上に置く。次に、プロット
をゆっくりとゲル上に下げて空気をはさみ込まないよう
にし、そしてゲル上の膜の位置を変えないようにする。
膜をプロット溶液で満たし、そしてピペットを表面上で
注意深く2〜3回ころがして取り込まれた空気を十分に
除去する。膜をプロット液で満たし、そしてプロット液
中であらかじめ湿された対応するサイズの3Ml、1紙
2枚を膜上に置き、満たしそして気泡を除去する。乾燥
した3MM紙2枚をあらかじめ湿された紙上に置き、次
にペーパータオルの2″の重ねを置く。ゲルの縁をパラ
フィルムにより十分にシールしてゲルを通して以外に緩
衝液の通路がないようにする。ガラス板をペーパータオ
ルの上に置き、そして約1 kgの重りを20X20c
II]のゲルに加える。4時間〜−夜で移行が完了する
移行の後、ペーパータオル及び3M)4上層を除去する
。2 X5SCを含む加熱皿に膜を入れ、短時間渦動さ
せ、そして洗浄液を除去する。追加の数負−の洗浄液を
加え、そして存在するかもしれないすべての粉末を除去
するためにすすいだ手袋をつけた手で、ゲルと接触した
膜の表面を十分にこすった。洗浄液を除去し、新たな洗
浄液で置換し、そして膜を室温にて15分間撹拌しなが
ら洗浄する。
空気乾燥の後、膜を80℃にて2時間真空下で乾燥する
。膜をプラスチックラップ中室温にて乾燥貯蔵し、そし
てすぐにプレハイブリダイゼーション溶液に入れる。
単離された4、0kbpのヒトDNA挿入部(20pp
m)を、α−32P (ICTPにより市販のランダム
プライムラベルキットを用いてラベルする。反応液をG
−50カラムに通すことにより取り込まれなかったラベ
ルを除去する。得られるラベルされたDNAプローブを
液体シンチレーションカウンターで計数する。500万
カウントに相当するD N Aを変性しそして5mlの
ハイブリダイゼーション溶液(20%PEG 、 I 
X5SC、7%5O3)に入れ、そしてプロットを65
℃にて一夜ハイブリダイズせしめる。次に、プロットを
15分間3回2 xSSC+ 0.1%SDS中で洗浄
し、そして次にさらに15分間0. I X5SC+0
.1%上で洗浄する。次にプロットをコダソクXAR−
5フィルムに一70℃にて一夜〜数日間露出しそして現
象する。次に、得られるオートラジオグラフをビデオデ
ンシトメーターにより分析してバンドのサイズを測定す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、1つの三世代家族の家系(1421)を示し
、その構成員のDNA断片が第2図に示すD4S139
4. Okbllプローブへのハイブリダイゼーション
により分析された。男性は四角で示されており、そして
女性は円で示しである。 第2図は、第1図に示す家系の家族の構成員(1421
)から調製されたTaq I−消化されたDNAへの4
.0kbp 0)D4S139プローブのハイブリダイ
ゼーションのパターンを示す。レーン番号1〜14中の
DNAサンプルは第1図における家族の構成員に付与さ
れた番号に対応する。レーン16〜24は二世代家族(
28)からのDNAサンプルを含む。レーン16及び1
7は両親からのDNAを含み、そしてレーン18〜24
は7子孫のそれぞれからのDNAを含む。 第3図は、3つの二世代家族から調製されたエヨI−消
化DNA断片への830プローブのハイブリダイゼーシ
ョンのパターンを示す。レーン1及び2はそれぞれ父及
び母からのDNAを含み、そしてレーン3.4及び5は
3子孫のそれぞれからのDNAを含む。レーン6〜lO
及び11−15は他の2家族の分析を示す。各家族のた
めに同一のローディングパターン(loadingパタ
ーンが用いられる。 第4図は、15の無関係の個体からのTaq I−消化
DNAサンプルについてのH30オリゴヌクレオチドプ
ローブのハイブリダイゼーションのパターンを示す。 第5図は、棄てられた性的暴行の証拠の消毒綿から得ら
れたHinfI−消化されたDNAへの4.0kbpの
[14S139プローブのハイブリダイゼーションを示
す。DNAのマイクロダラム量が付された標準男性DN
Aが左側の4つのレーンに付加された。1〜5の番号が
付与されたレーンのセットは消毒綿のセットから得られ
たDNAを含み、各セットは特定の事件に関連する。文
字は消毒綿の解剖学的源に関し、■は膣、Sは皮膚、r
は直腸、bvは血液が付着した膣、0は口腔を意味する
。 パネルAはプローブとして4.Qkbpの04S139
断片を用いたハイブリダイゼーションの結果を示す。 パネルBはプロットの中間ストリッピングを伴わないY
染色体特異的プローブとのハイブリダイゼーションの結
果を示す。矢じり印は男性特異バンドの位置を示す。 第6図は、D4S139遺伝子座のクローンからのDN
A配列データーを示す。下線を付した領域は32bp反
復ユニットを示す。 第7図は、D4S139への代表的な84bpオリゴヌ
クレオチドプローブのD N A配列を示す。スラッシ
ュにより分離された複数の塩基は混合塩基位置を示す。 図面の浄書(内容に変更なし) !族142二 +2345678910 家族28 +21314−1617 l8t92021222B2
4FI東。2 4 ア 0 +2 13 14 5 FI[東。4 2、う45ら78 i−’mυ二二二二uVUW  ’□−・〜 −”1胛 Y染色体)”r′I:? F′YIGo5 TCACTTGAACTAT CATCAGACTA  ATATGTAGCG  C
TCAAAAAAA  ^G^G^C^^^CTT^^
0^GB。 CCGAGCTCGT  CTTCGTAATCCTG
TCATCAG CTCTCTCCTG  τGTCG
AAATT5° A A/G A  A  T AGGAG GAGC GAGG ACAC 0 2゜ 2コ GCAC G AG  ^ GA CCGA 3゜ 2 :s5 5 5゜ GGAC CAGC AGGC TAOG 2 CCCG TGT(:  ン 0゜ 補正の対象 手 続 補 正 書 く方式) %式% 事件の表示 平底2年特許願第29734号 2゜ 発明の名称 VNTR遺伝子座に対するDNAプローブ3゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、遺伝子座D4S139の対立遺伝子からのDNAに
    特異的にハイブリダイズすることができるDNAプロー
    ブ。 2、前記プローブが約4.0kbpのD4S139断片
    、又はそれに由来するDNA断片もしくはDNA配列を
    含んで成る、請求項1に記載のDNAプローブ。 3、前記プローブが、配列5′【遺伝子配列があります
    。】3′を有するオリゴヌクレオチド、又はその14b
    p以上の断片を含んで成る、請求項1に記載のDNAプ
    ローブ。 4、前記プローブが前記オリゴヌクレオチドの又はその
    断片の相補体である、請求項3に記載のDNAプローブ
    。 5、DNAがラベルされている、請求項1〜4のいずれ
    か1項に記載のDNAプローブ。6、前記ラベルが放射
    性同位元素、蛍光物質、抗原、酵素、ビオチン、フルオ
    ロクローム、生物発光物質及び化学発光物質から成る群
    から選択されたものである、請求項5に記載のDNAプ
    ローブ。 7、生物学的関連性の存在を決定する方法であって、 生物学的関連性が問題とされる個体から採取された生物
    学的サンプルからのDNA、及び推定上の生物学的関連
    者から採取された生物学的サンプルからのDNAを平行
    して制限エンドヌクレアーゼにより消化し; 前記制限エンドヌクレアーゼ消化されたDNA断片を分
    画し; 前記DNA断片を、請求項1〜4のいずれか1項に記載
    のラベルされたDNAプローブとハイブリダイズせしめ
    ; ハイブリダイズしなかったラベルされたプローブを分離
    し;そして 前記個体の及び前記推定上の生物学的関連者のハイブリ
    ダイゼーションパターンの同一性又は部分的同一性を分
    析する; ことを含んで成る方法。 8、消化の段階に先立って、前記個体の及び/又は推定
    上の生物学的関連者の生物学的サンプルからDNAを単
    離することを含む請求項7に記載の方法。 9、前記生物学的サンプルが血液サンプルである、請求
    項7に記載の方法。 10、生−法医学検体の源の同定方法であって、生−法
    医学検体からのDNA及び該生−法医学検体の推定上の
    源から採取した生物学的サンプルからのDNAを制限エ
    ンドヌクレアーゼにより平行して消化し; 前記制限エンドヌクレアーゼで消化されたDNA断片を
    サイブ分画し; 前記DNA断片を、請求項1〜4のいずれか1項に記載
    のラベルされたDNAプローブとハイブリダイズせしめ
    ; ハイブリダイズしなかったラベルされたプローブを分離
    し; 結合したラベルされたプローブを検出し;そして 前記推定上の源が前記生−法医学検体の実際の源である
    か否かを決定する; ことを含んで成る方法。 11、前記生−法医学検体が、血液、乾燥血液、乾燥し
    た血痕、乾燥した膣液痕、精液、乾燥した精液、乾燥し
    た精液痕、口内綿棒、膣内綿棒、膣内液、毛根及び体組
    織から成る群から選択されたものである、請求項10に
    記載の方法。 12、消化の段階に先立って、前記生−法医学検体及び
    /又は生物学的サンプルからDNAを単離することを含
    んで成る、請求項10に記載の方法。 13、生物学的サンプルの由来のハロタイプの同定方法
    であって、 生物学的サンプルからのDNAを制限エンドヌクレアー
    ゼにより消化し; 前記制限エンドヌクレアーゼにより消化されたDNA断
    片をサイブ分画し; 前記DNA断片を、請求項1〜4のいずれか1項に記載
    のラベルされたプローブとハイブリダイズせしめ; ハイブリダイズしなかったラベルされたプローブを分離
    し; 結合したラベルされたプローブを検出し;そして 前記生物学的サンプル中のDNAのD4S139遺伝子
    連におけるハロタイプを決定する; ことを含んで成る方法。 14、消化の段階に先立って、生物学的サンプルからD
    NAを単離することを含む、請求項7、10又は13に
    記載の方法。 15、前記サイズ分画の段階に続き、サイズ分画された
    DNA断片を適当な基材に固定することを含む、請求項
    7、10又は13に記載の方法。 16、前記基材がナイロン及びニトロセルロースから成
    る群から選択されたものである、請求項15に記載の方
    法。 17、前記制限エンドヌクレアーゼがTaq I 、Ec
    oR I 、HindIII、Alu I 、Hinf I 、Ha
    eIII、¥Rsa¥ I 、¥Bam¥H I 、¥Bgi¥
    II、¥Pst¥ I 及び¥Xba¥ I から成る群から選
    択されたものである、請求項7、10又は13に記載の
    方法。 18、ハイブリダイズの段階をストリンジェントな条件
    下で行う、請求項7、10又は13に記載の方法。 19、前記制限エンドヌクレアーゼ消化されたDNAサ
    ンプルを平行してサイズ分画する、請求項7、10又は
    13に記載の方法。 20、前記ハイブリダイズの段階をアガロースゲル中で
    行う、請求項7、10又は13に記載の方法。 21、ハイブリダイズの段階に先立って、アガロースゲ
    ルを乾燥することを含む、請求項20に記載の方法。 22、前記ラベルが放射性同位元素、蛍光物質、抗原、
    酵素、ビオチン、フルオロクローム、生物発光物質及び
    化学発光物質から成る群から選択されたものである、請
    求項7、10又は13に記載の方法
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