JPH03272686A - 増幅方法 - Google Patents

増幅方法

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JPH03272686A
JPH03272686A JP2236895A JP23689590A JPH03272686A JP H03272686 A JPH03272686 A JP H03272686A JP 2236895 A JP2236895 A JP 2236895A JP 23689590 A JP23689590 A JP 23689590A JP H03272686 A JPH03272686 A JP H03272686A
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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】 本発明は増幅方法、このようなプロセスに用いるための
プライマーおよびこのようなプライマーを含むキットに
関する。特に、本発明は例えば固相捕捉(、moLid
 phαS・Cα14デ藝)またはラベル化系もしくは
シグナル化系への結合に用いられるポリヌクレオチド末
端を有する増幅生成物の製造方法に関する。本発明はま
た本発明の増幅方法に用いるためのプライマーおよびこ
のような方法を実施するためのキットにも関する。
好ましい特定の核酸配列を増幅する方法は公知であり、
文献に述べられている。ケイ、すVツペ(K、Klap
pm )等はジエイ6モル、パイオル。
(J、Mo1.Biol、 )、(1971)、 56
巻、341〜361頁において好ましいDNA配列の増
幅方法を開示している。この方法は一重鎖(mingl
e 5trand  )を形成するためのDNA  二
重鎖(duplex )の変性を含む。この変性段階は
好ましいDNA配列に隣接する領域(デーgio%)に
ハイブリッド化する充分に過剰な2種類の核酸プライマ
ーの存在下で実施される。冷却すると、それぞれプライ
マーと適当に複合した鋳型鎖(tamplata 5t
rand )の全長を含む、2種類の構造が得られる。
DNAポリメラーゼとそれぞれ必要なヌクレオシドトリ
ホスフェートの充分な量とを加えると、それによっても
との二重鎖を有する2分子が得られる。好ましいDNA
配列の複製の適当な数が得られるまで、上記変性サイク
ル、プライマー添加および伸長(mat−%5ins)
’r:<り返す。プライマー濃度の調節が必要であるこ
とが指示されている。
この方法は現在、米国特許第4683195号および第
4683202号に特許請求されているポリメラーゼ鎖
反応(PCR)と呼ばれる、これらの特許では鋳型上で
の一定核酸配列の増幅をfyムス アクアティカス(T
heデms8 Gq%αtic%8)(Tag ) D
N Aポリメラーゼまたは−)C,Wk@CE。
coli ) DNAポリメラーゼ■のフレノウフラグ
メン) (K1mnow fragty+ant )の
存在下での核酸プライマーの伸長によって行なっている
。この増幅手順は一般に約50サイクルまでくり返され
る。
記載されている実施例は一般に数百塩基対の短いDNA
配列に関するものであるにすぎない。
PCB反応のような増幅プロセスは核酸配列を増幅する
有用lツールを提供するが、増幅生成物が例えば捕捉ま
たはシグナル化のために他の種(5pecies)に付
着できることが一般に好ましL・。
他の種は例えば固相またはシグナル化部分(signα
tling moiasy)でありうる。従って、例え
ばヌクレオチドプローブ製造の精製工程としてまたはそ
れらの製造もしくは遺伝的障害の診断におけるような検
定方法での品質制御工程として、増幅生成物を単離する
ことが望ましい。増幅生成物に付随するまたは運ばれる
ラベルまたはマーカーをラベルするもしくはマークする
、または増大することも望ましい。
増幅生成物を他の種に付着できるようにするために、増
幅に用いるプライマーは例えば適当な抗原または抗体を
有する同相への捕捉のためには抗原または抗体を有する
ことができるが、このような抗原または抗体がPCB温
度サイクルに耐えるように熱安定性であることが必要で
ある。代替方法はビオチンのような複合体形成対(co
mplexforming pair)の1要素を有す
るプライマーを用いることであり、この場合性の種はア
ビジンのような複合体形成対の他の要素を有する。この
ように方法は1種類以上のテストの同時実施に容易に適
応できないので不充分である傾向がある。増幅生成物の
他の種への付着が核酸ハイブリッド化に基づく検定法は
上記問題を少なくとも一部解決すると考えられるが、P
CB反応のプライマーが例えば固相固定DNAに結合す
るために、ポリヌクレオチド末端を備える場合には、存
在するTt0LqDNAポリメラーゼがポリヌクレオチ
ド末端の増幅ならびにプライマーの伸長標的結合部分(
escended  gargmg  binding
  portion)の増幅を生ずると考えられる。こ
のような場合に、ポリヌクレオチド末端自体が増幅され
るので、他の11(例えば固相またはシグナル化部分)
への付着の重合が生じ、これによって結合が抑制される
本発明は、(1J  if的ヌクレオチド配列°の目的
部分に対して実質的に相補的である標的結合ヌクレオチ
ド部分および(2)  ポリヌクレオチド末端から戚る
第1プライマーを用いて増幅プロセスを実施するならば
、第1プライマーはその拡張生成物自体がプライマー伸
長の鋳型として役立って増幅プライマー伸長生成物を形
成し、ポリヌクレオチド末端に相補的な配列を含む増幅
プライマー拡大生成物の形成を抑制するようなものであ
るので、上記問題の少むくとも一部が克服されるという
発見に基づく。
従って、本発明の1態様(faatuデー)によると、
標的ヌクレオチド配列をハイブリッド化条件下で、対応
増幅プライマー、適当たヌクレオチドおよびヌクレオチ
ド重合剤(agents for polymari−
gatio* of nucleotide)  と同
時にまたは逐次接触させることから威る標的ヌクレオチ
ド配列の増幅方法であって、第1プライマーが次の要素
:(1)標的ヌクレオチド配列の目的部分に対して実質
的に相補的である標的結合ヌクレオチド;および (2)ポリヌクレオチド末端(テイル;tαil)から
成り、 第1プライマーがプライマー伸長を受け、これによって
第1プライマー伸長生成物が鋳型としての標的ポリヌク
レオチド配列に基づいて合成され、この第1プライマー
伸長生成物がその鋳型から変性し、増幅プライマーが第
1プライマー伸長生成物の目的部分へハイブリッド化し
た後に、プライマー伸長が行われて増幅プライマー伸長
生成物が形成され、第1プライマー伸長生成物中の第1
プライマーの存在が増幅プライマー伸長生成物中のポリ
ヌクレオチド末端に対して相補的に配列の形成を抑制す
るために効果的である方法を提供する。
プライマー伸長生成物(伸長生成物が第1プライマー伸
長生成物または増幅プライマー伸長生成物のいずれであ
っても)をその鋳型から分離し、このようにして得られ
た一重鎖分子をさらにプライマー伸長生成物が合成され
るよ5 tx条件下で第1プ2イマーおよび増幅プライ
マーと接触させる工程が、目的レベルの塩基配列増幅を
達成するまで必要な回数くり返すことができることは理
解されるであろう。
第1プライマーは任意に、標的結合ヌクレオチド部分と
ポリヌクレオチド末端およびこれらの間のヌクレオチド
重合ブロッキング部分を含む。しかし、ヌクレオチド重
合ブロッキング部分の存在は本質的ではなt・、という
のは例えば1つ以上のポリヌクレオチド末端が標的結合
ヌクレオチド部分に結合してL・る場合には、または例
えば標的結合部分とポリヌクレオチド末端が互いに結合
するが、この部分と末端が相互に反対の意味であり、標
的結合ヌクレオチド部分が一般に5 ’ −3’の意味
であり、ポリヌクレオチド末端が3′→5′の意味であ
り、それらの5′末端を介して結合する場合には、重合
剤(agents for polymer%tati
O’Fl)が鋳型としてのポリヌクレオチド末端に基づ
く伸長生成物を形成することが抑制されるからである。
第1プライマーの他に、任意に増幅プライマーが (1)  標的ヌクレオチド配列の目的部分に対して本
質的に相補的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチド から成ることもでき、 この増幅プライマーがプライマー伸長を受け、それによ
って増幅プライマー伸長生成物が鋳型としての第1プラ
イマー伸長生成物に基づいて合成され、増幅プライマー
伸長生成物がその鋳型から変性し、第1プライマーが増
幅プライマー伸長生成物の目的部分にハイブリッド化し
た後に、プライマー伸長が行われて、第1プライマー伸
長生成物が形成され、増幅プライマー伸長生成物中の増
幅プライマーの存在が第1プライマー伸長生成物中のポ
リヌクレオチド末端に相補的ね配列の形成を抑制するた
めに効果的である。
第1プライマーに関して述べたように、樟的結合ヌクレ
オチド部分とポリヌクレオチド末端との間に任意にヌク
レオチド重合ブロッキング部分を挿入することもできる
が、これは必らずしも必要ではない。
本発明の方法を用いて、例えば増幅生成物を例えば固相
に捕捉することおよび/または、増幅生成物自体がラベ
ルまたはマーカーを有するか否かに関係なく、増幅生成
物をラベルまたはマーカーに結合させることができる。
従って、本発明の方法は増幅生成物に付随するシグナル
の強化を可能にし、さらに例えばヨーロッパ特許公報第
79.139号、第124,221号、第128.33
2号、第153,873号、第185.494号、第2
04.510号、もしくは第225.807号、または
英国特許公報第2,019,408号もしくは第2.1
69,403号、またはPCT特許公報第W08710
3622号もしくは第WO38702785号に述べら
れている方法のような、便利な方法による検出および/
または固相上へ捕捉を増幅生成物に可能にする。さらに
、本発明の方法は適当な設計のポリヌクレオチド末端に
よって1回のテストでの1つ以上の増幅生成物の確認を
可能にする。
従って、例えば第1遺伝子座(Jee1%a)に関する
プライマーのポリヌクレオチド末端は他の遺伝子座(複
数の場合も)に関するポリヌクレオチド末端から識別可
能であるので、第1座に関する増幅生成物は第1の識別
可能な固相に捕捉可能であり、他の遺伝子座(複数の場
合)に関する増幅生成物は相互に識別可能であることが
好ましい、1つ以上の他の固相に捕捉される。同様に任
意に、第1座に関する増幅生成物はプライマーのポリヌ
クレオチド末端を介して識別可能にラベルまたはマーク
することができ、他の遺伝子座(複数の場合も)に関す
る増幅生成物も、好ましくは各遺伝子座に関する増幅生
成物が異なるラベルまたはマーカーによって識別される
ように、ラベルまたはマークすることができる。従って
例えばポリヌクレオチドを用いて一定のシグナルを一定
の遺伝子座に適合(match)させることができる。
本発明の方法はまた溶液相(go1%tion pha
se)においても、便利には、ヌクレオチド重合ブロッ
キング部分までの増幅不能に末端プライマーの3′端部
に本質的に相補的であり、例えば合体していない増幅不
能々末端プライマーを単離しうるハプテンに結合するオ
リゴヌクレオチドプライマーを用いて実施することがで
きる。好ましいノ・ブテンは磁気ビーズ(maynet
ic bead ) である。反応混合物をハプテン結
合オリゴヌクレオチドと接触させ、これを例えば磁場に
入れた後に、合体していない増幅不能な末端プライマー
を好ましくはマイクロタイター皿(tlLicroti
trm dish )孔に保有する。合体していない増
幅不能な末端プライマーを含む反応混合物を次にさらに
ハイブリッド化条件下で、例えばフルオロフォア(f1
%oropho−デa)に結合した検出プライマーと接
触させる。例えばフルオレセインおよびローダミンのよ
うfx便利にフルオロフォアを用いることができる。増
幅生成物の存在を次に我々のヨーロッパ特許出願第90
301135.1号に開示された方法による螢光偏光に
よって検出する。ノ・イブリッド化複合体は選択したフ
ルオロフォアがフルオレセインである場合には好ましく
は4955m波長における、または選択したフルオロフ
ォアがローダミ/である場合には好ましくは554%情
波長における紫外線によって便利に励起される。我々は
理論的な考察に束縛されることを望むわけではないが、
上記で概略を述べた溶液相実施態様は線状増幅の一重鎖
生成物に対する使用には適していkいと考えられる。
本発明の方法は例えば法廷用、農業、獣医学、食品科学
または分子生物学研究のような、特定の核酸配列の検出
または測定が必要であるような、診断医学および診断科
学のすべての分野に適用可能である。特に、この方法は
感染性微生物の検出および、例えばのう脂性線維症、α
−1−アンチトリプシン欠損症および疾患の素因のよう
な種々な遺伝疾患を生ずる、点突然変異(poi%tt
hut−atio%)、遺伝子欠損および再配列の検出
に適用可能である。
これに関して、本発明の方法は我々のヨーロッパ特許出
願第89302331.7号、特許公報第003324
35号に述べられ、特許請求され、さらにニュートン(
##wtoψ)等のニュークリイック アシド リサー
チ(N聾c1gic Ac1d Rasma −rch
)17(7)25032516(1989)に述べられ
ているアンプリフイケーション リフラクトリ−ミュー
ティジョン システム(knp14ficatios 
Rafractory MstatiosSystem
) (ARM’S )と呼ばれる対立遺伝子特異性増幅
方法(allege 5pecific・情plifi
catio外method)  と共に有利に用いられ
る。二ニークリは、我々の上記ヨーロッパ特許出願に述
べられ特許請求されているポリメラーゼ連鎖反応(ch
ainデーαctio%)に反して、線状増幅その他の
増幅方法によって実施することもできる。ARMSは対
立遺伝子特異性方法での増幅を可能にするプライマーを
用いる。対立遺伝子特異性はプライマーの3′−末端塩
基のそのそれぞれの対立遺伝子との相補性によって形成
される。プライマーの3′末端塩基が不適正である場合
に増幅は阻害される。特定プライマーの特異性が絶対的
でない場合に、付加的な不適正塩基を含めてその3′−
末端を不安定化することによってこれが達成される。A
RMSとPCBとの両方は生物学的サンプルからの少量
の粗DNAに対して実施することができるので、かなり
の診断上の有用性を有する。
上記で概略を述べた対立遺伝子特異性増幅は遺伝子座の
正常対立遺伝子と変異対立遺伝子との両方の存在を検出
する反応に、単独固相を用いて便利に実施することがで
きる。例えばα−1−アンチトリプシン遺伝子のS座(
AAT−5座)のような特定の座に対して、内部対照シ
グナルプライマーを例えばフルオレセインのようなフル
オロフォアによってラベルし、両ARMSシグナルプラ
イマーを例えばローダミンのような異なるフルオロフォ
アによってラベルする。異tlる色である緑(フルオレ
セイン)、赤(ローダミン)およびこれらの組合せの黄
色(赤+緑)が正常および変異のへテロ接合体とホモ接
合体のすべての検出を可能にする。例えば、2固相はそ
れぞれ、AAT−S座の変異配列の内部対照捕捉オリゴ
ヌクレオチド+捕捉ヌクレオチドならびにAAT−S座
の正常配列の他の内部対照捕捉オリゴヌクレオチド+捕
捉オリゴヌクレオチドをそれぞれ結合する。増幅不能に
末端を有するARMS増幅生成物との次のハイブリッド
化は異にる色の螢光生成物の確認を可能にする。従って
、例えば正常た個体は第1固相上に緑色(フルオレセイ
ンのみ)として出現し、同様にヘモ接合体S変異個体は
第2固相上に緑色として出現する。ペテロ接合体は両固
相上に黄色として出現する(緑+赤)。同様に、正常な
個体は第2固相上に黄色に出現し、ヘモ接合体は第1固
相上に黄色に出現する。上記態様(aapact)  
はデイツプスティック型検定フォーマット(dipst
ick type assay format)に関し
て特に有用である。必要な固相数の減少も選択した検定
法を簡単にする。
上記で略述した対立遺伝子特異性増幅は代替的に溶液相
においても実施することができる。従って、例えば合体
してい々い増幅不能な各末端プライマーを前述したよう
に取出す。次に反応混合物をハイブリッド化条件下で複
数の検出プライマーと接触させると、各検出プライマー
は異なるフルオロ7オアと結合する。例えばフルオレセ
イン、ローダミン、テキサスレッド(1’azaa r
ed)またはルシファーイx o −(LScifer
 yellow )のような便利なフルオロフォアを用
いることができる。
次に、例えば前記螢光偏光を用いて、各増幅反応生成物
の存在を検出する。
本発明のさらに他の態様によると、 第1プライマーと、増幅すべき各標的ヌクレオチド配列
の対応増幅プライマーとを含み、各第1プライマーが、 (1)標的ヌクレオチド配列の目的部分に対して実質的
に相補的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチド末端(テイル:tail)から
戒り、 第1プライマー伸長生成物中の第1プライマーの存在が
増幅プライマー伸長生成物中のポリヌクレオチド末端に
対して相補的な配列の形成を抑制するのに効果的である 標的ヌクレオチド配列の増幅用キットを提供する。
第1プライマーは任意に、標的結合ヌクレオチド部分と
ポリヌクレオチド末端との間に挿入してヌクレオチド重
合ブロッキング部分を付加的に含むことができる。
増幅プライマーは任意に、 (11標的ヌクレオチド配列の目的部分に実質的に相補
的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチド末端(ティル: tail )
を含み、 増幅プライマー伸長生成物中の増幅プライマーの存在は
第1プライマー伸長生成物中のポリヌクレオチド末端に
相補的な配列の形成を抑制するために効果的である。
増幅プライマーは任意に標的結合ヌクレオチド部分とポ
リヌクレオチド末端との間に挿入されたヌクレオチド1
合ブロッキング部分を付加的に含み5る。
本発明のキットは任意に、適当である場合には内部対照
プライマーを含みうる。
本発明のキットは任意に、適当な異なるヌクレオチドお
よび/またはヌクレオチドの重合剤を含みうる。
さらに、本発明のキットは任意に、例えば増幅すべき各
標的ヌクレオチド配列に関して、プライマーのポリヌク
レオチド末端に直接または間接的に結合するために固相
を含む。従って、例えば固相はプライマーのポリヌクレ
オチド末端に対して実質的に相補的であるヌクレオチド
配列を有することができる。同じ反応器内で1つ以上の
標的ヌクレオチド配列を増幅すべき場合には、プライマ
ーのポリヌクレオチド末端に直接または間接的に結合す
るための固相は増幅すべき各標的ヌクレオチド配列に関
して識別可能であることが望ましい。
ここで用いる「標的ヌクレオチド配列」なる用語は、増
幅すべき配列を含むヌクレオチド配列を意味する。従っ
て例えば、本発明をβ−サラセミア(β−thαLaa
smtnia)の診断に用いる場合には、サンプルは6
0程度、例えば50個の別々の可能な変異配列(var
iant 5equence )を含むことができるた
め、その全てを任意に増幅しく例えばヨーロッパ特許公
報第237.362号に開示されているように)、増幅
生成物を本発明によって識別することのできる60程度
の標的ヌクレオチド配列を含むことができる。
ここで用いる「ヌクレオチド」なる用語はDNAまたは
RNA中に存在するヌクレオチドを意味し、従ってアデ
ニン、シトシン、グアニ/、チミンおよびウラシルを塩
基として有し、糖部分がデオキシリボースまたはリボー
スであるヌクレオチドを含む。しかし、通常の塩基であ
るアデニン、シトシン、グアニン、チミンおよびウラシ
ルの1つと塩基対形成(base pairing) 
L 5る他の修飾塩基(tnodifiad bass
→ が、本発明に用いる診断用第1プライマーおよび増
幅プライマーに用いられることは理解されるであろう。
このような修飾塩基には例えば8−アザガニンおよびヒ
ボキサンチンがある。ヌクレオチドは任意にラベルまた
はマーカーを有することができるので、プライマー伸長
生成物への併合時に、ヌクレオチドは例えば固相への捕
捉のためにプライマー伸長生成物に付随するシグナルを
強化する。
本発明の方法を4種類のヌクレオチドのすべてを含むと
はかぎらなし・標的ヌクレオチド配列の増幅に用いる場
合には、適当に対応ヌクレオシドトリホスフエートのみ
の存在下で第1プライマーの伸長生成物および任意に増
プライマーの伸長生成物が形成され、4種類のヌクレオ
シドトリホスフェートのすべてが必らずしも必要でkい
ことが理解され、ここで用いる「適当々ヌクレオチド」
なる表現が理解されるであろう。
ヌクレオチドの重合剤は酵素を含めて、プライマー伸長
生成物の合成の実施に役立つような化合物または系であ
る。このための適当な酵素には、例えば大腸菌DNAポ
リメラーゼ1、大腸菌DNAポリメラーゼのクレノフフ
ラグメント、T4DNAポリメラーゼ、他の入手可能な
りNAポリメ2−ゼ、逆転写酵素、および熱安定性酵素
を含めた他の酵素がある。ここで用いる「熱安定性酵8
」fする用語は熱に対して安定性であり、耐熱性であり
、ヌクレオチドの結合(aotyhbinatio%)
を適当に触媒作用(促進ンして、各核酸鎖に相補的であ
るプライマー伸長生成物を形成しうる酵素を意味する。
一般に、合成は各プライマーの3′一端部から開始され
、合成が終了するまで、鋳型鎖に沿って5′方向に進行
して、種々な長さの分子を形成する。
しかし、例えば熱安定性酵素のように、5′端部から合
成を開始して、上記と同じプロセスを用いて、他の方向
に進行する酵素も存在する。本発明の方法に用いること
のできる好ましい熱安定性酵素はサームス アクアティ
カス(Th−デtnsts aqu−atiess)か
ら抽出、精製することのできる酵素である。このような
酵素はヨーロッパ特許公報第237.362号(ヨーロ
ッパ特許公報第258゜071号も参照のこと)に述べ
られているように、約86.000〜90,000ダル
トンの分子量を有する。サームス アクアティカスはア
メリカンタイプ カルチャー コレクション(Assデ
1canType C3Ltura Co11ecti
on)(米国メリーランド州、ロックビル、パークロー
ンドライブ123013から無制限に入手可能である。
ここで用いる「プライマー(prinyr ) Jなる
用語は、核酸鎖に対して相補的であるプライマー伸長生
成物の合成が誘発される条件下、す々わち適当な緩衛剤
(「緩衝剤」はpH5イオン強度、補因子等を含む)中
、適当な温度における適当なヌクレオチドおよび例えば
DNAポリメラーゼのような重合剤の存在下において置
かれた時に、合成の開始点として作用しつる、精製され
た制限消化物(restriction digest
 )として自然に生成するかまたは合成的に製造される
オリゴヌクレオチドを含む結合要素を意味する。第1プ
ライマーに関して、結合要素のオリゴヌクレオチド部分
は「標的結合ヌクレオチド部分」と呼ばれる。
ここで用いる「オリゴヌクレオチド」なる用語は2個以
上、好ましくは3個以上のデオキシリボヌクレオチドま
たはりボヌクレオチドから成る分子として定義される。
その正確なサイズは反応温度、塩濃度、例えばホルムア
ミドのような変性剤(danatsra酊) 、および
オリゴヌクレオチドがハイブリッド化する予定の配列と
の相補性度のような多くの要素に依存する。
増幅において最大効果をあげるためには一重鎖であるこ
とが好ましいが、この代りに二重鎖であることも可能で
ある。二重鎖の場合には、プライマーを伸長生成物の製
造に用いる前にその鎖(strtHgd )を分離する
ように処理する。プライマーがオリゴデオキシリボヌク
レオチドであることが好ましい。プライマーは重合剤の
存在下で伸長生成物の合成を開始させるために充分な長
さでなげればならない。プライマーの正確な長さは温度
、プライマー供給源および方法の使用を含めた多くの要
素に依存する。例えば、標的配列の複雑さ(cotnp
laxity)に依存して、第1プライマーと増殖プラ
イマーは標的ヌクレオチド配列にハイブリッド化しうる
12〜35、例えば15〜35ヌクレオチドを典型的に
含むが、これより多いまたは少ないこのようなヌクレオ
チドを含むことも可能である。標的ヌクレオチド配列に
ハイブリッド化できる短い配列のみを有するプライマー
は一般に、鋳型による充分に安定なハイブリッド複合体
を形成するために、低い温度を必要とするにすぎない。
ヌクレオチドに関してここで用いる「相補的」なる用語
は、他の特定のヌクレオチドと塩基対合j 6 (ba
ss pair)ヌクレオチドを意味する。アデノシン
トリホスフェートはウリジントリホスフェートまたはチ
ミジントリホスフェートに対して相補的であり、グアノ
シントリホスフェートはシチジントリホスフェートに対
して相補的である。
チミジントリホスフェートとグアノシントリホスフェー
トはある一定の環境下で塩基対合しうるが、これらは本
明細書の目的のためには相補的と見なされないことは理
解されよう。シトシントリホスフェートとアデノシント
リホスフェートがある一定の環境下で塩基対合しつるが
、これらは本明細書の目的のためには相補的と見なされ
ないことも理解されよう。同じことがシト7ントリホス
フエートとウラシルトリホスフェートにも該当する。
ここでのプライマーは増幅すべき各特定配列の異たる鎖
に対して「実質的に」相補的であるように選択される。
このことは、プライマーがそれらの6鎖によってハイブ
リッド化するために充分に相補的でなげればならないこ
とを意味する。それ故、プライマー配列は鋳型の正確な
配列を示す必要がない。しかし、一般には、ニュークレ
イツクアシド リサーチ 17(7)2503−251
6(1989)に述べられた方法または線状増幅もしく
は、ポリメラーゼ連鎖反応以外の増幅方法を用いた対応
方法によって実施した分析に関する以外は、プライマー
は正確な相補性を有する。
第1プライマーと任意に増幅プライマーは標的結合ヌク
レオチド部分(前記で定義)とポリヌクレオチド末端と
を有し、任意に重合ブロッキング部分を有する。ポリヌ
クレオチド末端は次の条件:(1)  一定の厳しい条
件下で実質的に相補的な配列と安定なハイブリッドを形
成するために充分た長さである;および <2)  (a)  標的ヌクレオチド配列とポリヌク
レオチド末端との間、および (6)  ポリヌクレオチド末端と標的結合ヌクレオチ
ド部分との間 の有意なハイブリッド形成を避けるために、標的結合ヌ
クレオチド部分から充分に異なるを備えた特定の配列で
ある。
後者の条件は誤った結果が同時に出現することによる分
子混乱(molecular conf@5ion)を
防止するために必要である。
ポリヌクレオチド末端は特定の遺伝子産物(gang 
prodsct or prodbcts)をコードす
るものであっても、全くコードしないものでもいずれで
もよい。従って、構造遺伝子またはその一部をポリヌク
レオチド末端として用いることができる。しかし、好ま
しい配列は特定の遺伝子をコードしない配列である、こ
のようなコーディング性(codinct )は分析物
中に存在する相補的遺伝子配列と交差ハイブリッド化す
るからである。従って、非コーディング性(non −
coding)であり、例えばポリデオキシG、ポリデ
オキシA1ポリデオキシGA、ポリデオキシGA T、
ポリデオキシGTAを含む配列または他の低相補性(反
復)配列またはランダムに発生した配列のような、分析
物中の配列に対して相補的であるとは考えられないよう
なポリヌクレオチド配列を選択することが好ましい。こ
のような(う/ダムに発生し′丸)配列を適当なヌクレ
オチド配列データベースに対してチエツクして、ランダ
ムに発生した配列と標的配列との間に結合が生ずるとは
確実に考えられないようにすることができる。ランダム
に発生した配列をそれ自体公知の方法を用いた分析物サ
ンプルのドツトプロット分析(dot plot as
alysia)によって、さらにチエツクして、分析物
中の標的配列または他の配列との見せかけの結合(ap
u−デ1ona binding )が確実に生じkい
ようにすることもできる。
ここで用いる「ポリヌクレオチド」なる用語は1個以上
のヌクレオチド(前記で定義)の配列を意味し、従って
「オリゴヌクレオチド」なる用語(前記で定義)を含む
ここで用いる「重合ブロッキング部分」なる用語は、第
1ヌクレオチド配列と第2ヌクレオチド配列の間に例え
ば共有結合によって結合した場合に、第1ヌクレオチド
配列と第2ヌクレオチド配列の両方ではなく、このよう
な第1配列または第2配列のいずれかの増幅(この用語
は重合プロツキング部分を越えた検出可能な複製をも含
む)の抑制、好ましくは阻害、より好ましくは完全な阻
害に有効である部分を意味する。一般に、重合剤はプラ
イマーの3′末端からポリヌクレオチド合成を開始し、
鋳型鎖に沿って5′方向に進行する、従って一般にポリ
ヌクレオチド末端は重合ブロッキング部分の5′であり
、標的結合ヌクレオチド部分は重合ブロッキング部分の
3′である。しかし、プライマーの5′末端で合成を開
始し、鋳型鎖に沿って3′方向に進行する重合剤を用い
る予定である場合には、標的結合ヌクレオチド部分は重
合ブロッキング部分の5′であり、 ポリヌクレオチド末端は重合ブロッキング部分の3′で
ある。重合ブロッキング部分が本発明の方法の条件下で
不活性な部分であることが好ましい。
任意に、標的結合ヌクレオチド部分は1個以上のポリヌ
クレオチド末端を有する、および/またはポリヌクレオ
チド末端は1個以上の標的結合ヌクレオチド部分を有す
ることができる。このような状況下では、例えばヨーロ
ッパ特許出願第317077号に述べられているように
、ポリヌクレオチド末端と標的結合ヌクレオチド部分と
の間の重合ブロッキング部分の存在は不必要である。
同様に、標的結合ヌクレオチド部分とポリヌクレオチド
末端とは相互に結合可能であるが、標的結合ヌクレオチ
ド部分とポリヌクレオチド末端とは相互に逆の意味で配
置される。このような状態においても、ポリヌクレオチ
ド末端と標的結合ヌクレオチド部分との間の重合ブロッ
キング部分の存在は不必要である。このような状態では
、標的結合部分は一般に5′−→3′の意味で配置され
、ポリヌクレオチド末端は一般に3′−→5′の意味で
配置され、それらの5′末端を介した結合が存在する。
重合ブロッキング部分は、存在する場合には、本発明の
方法の条件下で不活性であり、ポリヌクレオチド末端と
標的結合ヌクレオチド部分との間に用いられ、例えば共
有結合によって、結合した部分である。このためには下
記に例示するように、広範囲tlこのように部分が考え
られる。例えば、重合ブロッキング部分は例えばポリス
チレン、ガラスまたはポリアクリルアミドビーズのよう
なビーズであるか、または例えば鉄、コバルトもしくは
ニッケルのような遷移金属(例えばポリヌクレオチド末
端および標的結合ヌクレオチド部分との遷移金属複合体
として)またはポリヌクレオチド末端と標的ヌクレオチ
ド部分との間に結合された例えばヒ素、アンチモンもし
くはビスマスのような、リンと置換しうる元素である。
ブロッキング部分は同様に、例えば酸素が置換されて特
にホスホロジチオエート、ホスホロチオエート、メチル
ホスホネート、例えばホスホルモルホリゾートのような
ホスホラミデートまたはそれ自体公知の他の残基を生ず
る場合に、通常のホスフェート結合基の置換をも含むが
、これはあまり好ましくない。
これに代りうるブロッキング部分には、制限エンドヌク
レアーゼによってg識されない3′−デオキシヌ、クレ
オチドおよび、循環に2’−3’結合を有さす、制限ヌ
クレアーゼによっても認識されないセコヌクレオチドが
ある。
前記末端と標的結合ヌクレオチド部分との間の最小分子
長さは一般に1原子である。前記分子長さは便利には1
〜200ヌクレオチドと等価であり、有利には1〜10
ヌクレオチドと等価であり、好ましくは2〜4ヌクレオ
チドと等価であり、例えばこの部分の性質または異なる
部分の組合せの性質に依存して、約2ヌクレオチドまた
は約4ヌクレオチドと等価である。
従って、例えば重合ブロッキング部分は少なくとも1個
のデオキシリボフラノシルナフタレンもしくはリボフラ
ノシルナフタレン部分から成り、有利には少むくとも2
個(例えば2〜10個)のこのような部分、好ましくは
少なくとも3個(例えば3〜8個)、より好ましくは少
なくとも4個(例えば4〜6個)のこのように部分を含
むことができる。デオキシリボフラノシルまたはリボフ
ラノシルナツタレフ部分は任意に、3′−フラノシル結
合を介してまたは好ましくは2′−7ラノシル結合を介
して隣接ヌクレオチドに結合することができる。特に、
デオキシリボフラノシルナ7タレン部分を用いることが
でき、ポリヌクレオチド末端および標的結合ヌクレオチ
ド部分の隣接ヌクレオチドへの結合は2′−デオキシリ
ボフラノシル基またはより好ましくは3′−デオキシリ
ボフラノシル基を介して行われる。重合ブロッキング部
分は任意に、炭素数1以上、例えば少なくとも2、便利
には少なくとも3、有利には少なくとも4、好ましくは
少なくとも5、より好ましくは炭素数6の直鎖アルキレ
ン基を含むこともできる。アルキレン鎖の炭素鎖の上限
は合成上の都合によってのみ定められる。従って、例え
ばこの基は炭素数6〜20にkることかでき、アルキレ
ン基は任意に少なくとも1個、例えば1〜6個のC1〜
、アルキル置換基を含むことができる。アルキレン基ま
たは置換基が存在する場合はそのバックボーンは便利に
は最低数として、少なくとも炭素数7.8゜9.1O1
11もしくは12であり、炭素数の最大数として19.
18.17および16(優先順位は19<18<17<
16)である。
ここで用いる「増幅プライマー」なる用語は第1プライ
マーがハイブリッド化しうる核酸鎖に相補的である核酸
鎖にハイブリッド化しうるプライマーを意味し、「増幅
プライマー」はその補体から分離した後の第1プライマ
ー伸長生成物にハイブリッド化し5るようなヌクレオチ
ド配列を有するので、第1プライマー伸長生戒物は増幅
プライマーの伸長生成物の合成のための鋳型として役立
ち、増幅を促進する。
オリゴヌクレオチド(S / −3/ )が下記に述べ
る通りである次の実施例によって、限定するわけではな
く、本発明を説明する。
コンピュータープログラムを用いて、増幅不能な末端の
ヌクレオチド主要構造を発生させ、ランダムヌクレオチ
ド配列を発生させた。候補の増幅不能な末端(eand
idati non−amplifiablatail
 )  のヌクレオチド配列をグアノシン含量に関して
検査し、特に3個以上の連続G残基な有するG富化配列
を廃棄した。残りの候補を2不適正を認めるゲンバ/り
変形(G問b8鴇k tIargio記)630にュー
クレイック アシド リサーチ12.387〜395.
1984)での霊長類DNAヌクレオチド配列に比べて
テストした。適合した候補は廃棄した。オリゴヌクレオ
チドはすべて、製造者のプロトコールに従ってアプライ
ド バイオシステム(Applied Biosyst
mtn) 380 Aまたは36□B  DNAシンセ
サイサ−(DNAaynthazisgr )  を用
L)で合成した:AATTCCGTGCATAAGGC
TGTGCTGACCATCGACGAGAAAGGG
ACTGAAGCTGCTGGGGCCTG AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNNTCGACGAGAAAGGGACTGAAGC
TGCTGGGGCCTG (式中、Nは2′−デオキシリボフラノシルナフタレン
部分を表し、5′と3′の末端ナフタレン部分は3’−
PO4基を介して隣接ヌクレオチドに結合する) オリゴヌクレオチド3 AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NTCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTG
CTGGGGCCATG(式中、Nは3′−デオキシリ
ボフラノシルナフタレン部分を表し、ナフタレン部分は
2’−po、基を介して隣接ヌクレオチドに結合し、そ
れによってDNA鎖にねじれ(Link)を導入する)
AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNN7’CGACGAGAAAGGGACTGAAG
CTGCTGGGGCCTG (式中、Nは3′−デオキシリボフラノシルナフタレン
部分を表す、ナフタレン部分は2’−po4基を介して
隣接ヌクレオチドに結合し、それによってDNA鎖にね
じれを導入する)。
CATGGCCCCAGCAGCTTCAGTCCCT
TTCTCオリゴヌクレオチド5は上記オリゴヌクレオ
チド1〜4および下記オリゴヌクレオチド6と8のすべ
ての3′−末端に対して相補的である30−marであ
る;この実験の目的はオリゴヌクレオチド5が上記オリ
ゴヌクレオチド1〜4および下記オリゴヌクレオチド6
と8を鋳型として用いて伸長されうるか否を知ることで
あった。
AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNNTCGACGAGAAAGGGACTGAAGC
TGCTGGGGCCTG (式中、NNNNは炭素数16の直鎖アルキレン基を表
す) TTTTTTTTTTTATCAACTTACTTGC
CTATAこのオリゴヌクレオチドはポリT領域の最終
Tの5′末端のアミノ結合を介して固相に取付けるため
に用いられる。ポリT領域のヌクレオチド3′の配列は
α−1−アンチトリプシン遺伝子の正常S座に粋異的な
ARMSプライマーのポリヌクレオチド末端に対して相
補的である。
AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNNTCGACGAGAAAGGGACTGAAGC
TGCTGGGGCCTG 式中、Nは4−メチルホスホネート置換チミジン残基を
表す。
オリゴヌクレオチド6と8も同様にオリゴヌクレオチド
5が伸長されうるか否かを知るために鋳型として用いら
れる。
例   1 上記オリゴヌクレオチドを用いて、Taq DNAポリ
メラーゼが鋳型DNA鎖中に存在するヌクレオチド重合
ブロッキング部分を越えてオリゴヌクレオチドプライマ
ーを伸長させることができないことを実証した。
オリゴヌクレオチド5 (302mo1m )を5′末
端ヒドロキシル基においてγ32P−ATP 75μC
i(15paro1m ) (アマ−ジャム(Avn−
デ5hatn)〕と、50 s%f Trim、 HC
I  pH7,6,10wAfMgC71、,5情MD
TT  100μMスペルミジンおよび100^M E
DTAを含む50P1反応量でのT4ポリヌクレオチド
キナーゼ(4単位)とを用L・てラベルした。キナーゼ
反応は37℃において20分間実施した。残留キナーゼ
活性を完全に破壊するために、反応混合物を5分間沸と
うさセ、次ニフェノール:クロロホルム(1:IHIt
l出を実施した(各成分 37.5μl)。これの次に
混合し、混合物を2分間13.50 Or、p−tn、
で濃縮した。水相を取出し、反応のために保存した。
オリゴヌクレオチドl〜4.6および8をアクリルアミ
ドゲル電気泳動、U、 V、シャドウィング、ブタン−
1−オール濃縮、フェノール/クロロホルム抽出および
エタノール沈降によって精製した。
オリゴヌクレオチド5はバッファー(B%ffgr)A
(10mM NaOH、0,5Jf NaC1)によっ
て平衡化した陰イオン交換樹脂〔モノ(Afoso )
 Q、ファルマシア(Phartnacia ) ]を
用いて、HPLCによって精製した。オリゴヌクレオチ
ドをバッファーB (10thA NaOH、0,9M
 NaC1) O〜100%の勾配によって60分間で
溶離させた。生成物ピークに相当する分画をプールし、
PD10カラム(ファルマシア)を用いて脱塩し、次に
真空下乾燥によって濃縮した。オリゴヌクレオチドの純
度を5’ 32P ATP(アマ−ジャム)とT4ポリ
ヌクレオチドキナーゼとを用いたs / 32 pラベ
リング(labelling)とこの後の変性(7M尿
素)条件下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動とによ
ってチエツクした。
次の反応を実施した: tntn す へ、 」 く も ゛( fi 哨 哨 の の の め 唖 哨 0 の 哨す へ 」 1、う、  叫 6 、 、 、 、 で lへ u  ”+3  @  \ −べ 11h 磯 〜 占
DNA重合が重合プロツキ77部分によって防止されな
いならば、全長オリゴヌクレオチドが複製されて、対照
反応(A)で予想されるように63mar生成物が得ら
れる。しかし、ブロッキング部分が酵素(Taq DN
Aポリメラーゼ)を停止させる場合には、35mar生
成物が期待され、このことは重合ブロッキング剤の起点
までの鎖伸長を表す。
各反応はラベルしたオリゴヌクレオチド5の工pmol
−と、適当な長さのオリゴヌクレオチド1〜4.6およ
び8の3 pm○2−とを含んだ。上述のように必要な
場合には、dNTPsを各100μMの最終濃度になる
まで加えた。Tag DNAポリメラーゼ〔セッスーア
ンプリタク(Cat〜8−Amplitaq ) ) 
2単位を加えて、1.2 mM塩化マグネシウム、50
m#塩化カリウム1,10mMTris HCI (p
H8,3)および0.01%セ5 チア(lxバッファ
ーA)を含めた最終反応量を100μlにするまで、変
性段階は生じなかった。試験管を91’C水浴に2分間
入れ、次に60”C水浴に588分間入た。6管から5
μl アリコートを採取した。さらに、ラベルしたオリ
ゴヌクレオチド51μlを加圧滅菌した脱イオン水〔ミ
リ(Milli)Q標準) 89 pi とIOXバフ
77−A(IX、:ツファーAは前記で定義した通りで
ある)10μlに加え、この中の5μlをオリゴヌクレ
オチド5のマーカーとして作用させるために取出した。
5μlアリコートのすべてをホルムアミド染料(80%
* /’ A 7 ミ)”、10 m# NaOH1y
aJf EDTAおよび0.1%ブロモフェノールブル
ー(Bvt)Bo−phgnol E1%a)と混合し
、5分間沸とうさせることによって変性した。アリコー
トを予備ラン(1時間、500V)した15%変性ポリ
アクリルアミドゲル、1xTBE緩衝液1:0.089
Mトリスボレート(Tris Boratm )、 0
.089Afホウ酸、0.002M  EDTA〕中8
M尿素上で5時間900Vにおいて電気泳動し、室温に
おいてX線フィルムを用いて2時間オートラジオグラフ
ィーした。
得られた結果は第1図に表したオートラジオグラフに示
す。これらはオリゴヌクレオチド2.3゜4.6および
8に存在する重合ブロッキング部分がTaqDNAポリ
メラーゼ触媒作用オリゴヌクレオチド伸長を停止させる
ことを実証する。
A)2′−デオキシナフタレンオリゴヌクレオチドアプ
ライド バイオシステム3BOADNAシンセサイサ°
−において、3’−OHとスクシニルグリシルアミノプ
ロビルスペーサー(アプライドバイオシステムス社)と
を介して制御孔ガラスに結合した5′−α、α−ビス(
p−メトキシ7エ二ル)ベンジル−N2−インブチリル
−2′−デオキシグアノシンおよび 5′−α、α−ビス(p−メトキシフェニルンペンジル
ーN6−ベンゾイル−2′−デオキシアデノシン、5′
−α、α−ビスCp−メトキシフェニル)ベンジル−N
◆−ベンゾイル−2′−デオキシシチジン、5′−α、
α−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジル−N2−イ
ンブチリル−2′−デオキシグアノシン、 5′−α、α−ビスCp−メトキシフェニル)ベンジル
−2′−デオキシチミジン(アプライド バイオシステ
ム社)および 1〔2′−デオキシ−β−D−リボフラノシルー5′−
〇−α、α−ビスCp−メトキシフェニル)ベンジル−
3’−(メトキシモルホリノホスフィン)〕ナフタレン
〔下記の(2)で述べたように調製〕の2−シアノエチ
ル−N、N−ジインプロピルアミノホスホラミシトから
配列(2)の完全に保護されたオリゴデオキシリボヌク
レオチドを製造した。この代りに、アトキンソン(At
ks%5OS)とスミス(Sm4th)が「オリゴヌク
レオチド合成、実用的アプローチ(’O1igo九雪c
laotida Sνnthmaiδ。
a prαctieal Approach’) J 
(編集者エム、ジエイ、ガイド(M、J、Ga1t)、
IRLプレス、ワシントンDC,オックスフォード、3
5〜81頁〕に述べているマニュアル方法(ma%sa
l t1%#tルod)によっても完全に保護されたオ
リゴデオキシリボヌクレオチド配列と下記に述べるよう
な配列が製造される。
アプライド バイオシステムズ3BOADNAシンセサ
イザーの位置5で通常のホスホラミシトの代りに、無水
アセトニトリル(IIM)中の1−〔2′−デオキシ−
β−D−リボフラノシルー5′−〇−α、α−ビス(p
−メトキシフェニル)ベンジル−3/−(メトキシ−N
−モルホリノホスフィン)〕ナフタレン(70η)を用
いて、上記オリゴヌクレオチド2中に「N」で示すナフ
タレン置換残基をオリゴヌクレオチドに導入した。この
方法は簡単には次の段階: (1) ジクロロメタン中3%トリクロロ酢酸によるα
、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジル基の除去
; (2J  テトラゾールによって3分間活性化したx−
(z’−デオキシ−β−D−リボフラノシルー5′−〇
−α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジル−3
′−(メトキシ−N−モルホリノ−ホスフィン)ナフタ
レン(Q、IJ/溶液)の結合; (3J  中間体ホスフィツトのホスフェートへのヨウ
素酸化;および (4)無水酢酸によるキャッピング(Cappiny)
8階 から成るものであった。脱トリチル化オリゴデオキシリ
ボヌクレオチド配列を固体サポートから解離(cJ−α
w*)L、水酸化アンモニウム溶液(比重0.88)に
よる55℃での16時間の処理によって完全に脱保護し
た。水酸化アンモニウム溶液を蒸発させ、残渣を水(1
m)に溶解した。オリゴデオキシリボヌクレオチドを含
む溶液のアリコートを次のように精製した: 粗オリゴデオキシリボヌクレオチドのアリコー)(22
5μl)を3M酢酸ナトリウム(pH5,2)25μj
の添加、混合および混合物への無水エタノール750μ
lの添加によって沈降させた。さらに混合した後、混合
物を周囲温度(25℃)に1時間放置し、次に4℃にお
いてさらに1時間放置して、DNA vc殿を促進させ
た。混合物を13.50 Or、p、m、において10
分間遠心し、上溝を除去した。ペレットを1時間風乾さ
せ、次に37℃においてホルムアミド染料(80%ホル
ムアミド、10mM NaOH,1mM EDTA、0
.IXブロモフェノールブルー)50μlによって20
分間再構成した。サンプルを5分間沸とうさせ、直ちに
氷上に置き、100mM )リスボレート、2湛M E
DTA、 pH8,3緩衝液中の15%ポリアクリルア
ミド変性ゲル(7M尿素)上に置いた。
このゲルを500Vにおいて1時間予備ランした。
サンプルを50Vにおいて1晩電気泳動した、これはブ
ロモフェノール染料がco、3X25X17硼りゲルの
底部に移行するまでであった。サランラップで覆ったメ
ルク(M−デk)555420X2Qアルミニウム裏張
り薄層クロマトグラフィープレート上での254 sj
fにおけるU、V、 Vヤドウイングによってオリゴデ
オキシリボヌクレオチドを可視化した。汚染を防止する
ために各オリゴヌクレオチドに対して新しいメス(sc
alpml)を用いて生成物帯を切断した。ゲルスライ
スをlO惧Mトリスボレート、0.2惰M  EDTA
 pH8,31dを含む1インチ長さの1インチ幅処理
済み透析管中に入れた。管の処理はl 、、M EDT
A中でのlO分間沸とうおよび加圧滅菌脱イオン水(ミ
リQ)中での沸とうによる3回すすぎ洗いから成る処理
であった。オリゴデオキシリボヌクレオチドをゲルスラ
イスから200Vにおけるl×暗開時間電気溶離よって
溶離し、この最後に約45秒間極性を逆にして、管への
DNA  付着物を除去した。電気溶離物を石英分光計
セルに入れ、光学密度(optical densit
y )を溶離緩衝液に対して読み取った。オリゴデオキ
シリボヌクレオチドの濃度を溶液の光学密度から算出し
た。次に水層の量が約500μlにたるまで、オリゴデ
オキシリボヌクレオチドをブタノール抽出によって濃縮
した。次にフェノール−クロロホルムl:l混合物(5
00μl)を加え、混合し、混合物を13+ 50 O
r −p 、fl&、において2分間遠心した。水相を
取り出し、ブタノール抽出によって約50μlになるま
でさらに濃縮した。次にこれを真空下乾燥し加圧滅菌脱
イオン水(ミリQ)Kよってlpmole/μtに再構
成した。
精製したデオキシヌクレオチド11mo l g 全5
’末端ヒドロキシル基においてγ”P ATP 10μ
Ci(2pmoLm)と、50 mu Trim HC
tpH7,6゜10mu MgC4,5wM DTT、
 100μyスペルミジンおよび100μM EDTA
  を含めて2゜μを反応量でのT4ポリヌクレオチド
キナーゼ(4単位)とを用いてラベルすることによって
チエツクした。キナーゼ反応は37℃において20分間
実施した。次に反応混合物2μt’tホルムアミド染料
5μtに加え、5分間沸とうさせ、直ちに氷上に置き、
500Vにおいて1時間予備ランした15%変性ポリア
クリルアミドゲル(7M尿素)上でランし、8007に
$5いて3時間電気泳動した。このゲルをX線フィルム
に30分間暴露させたところ、得られたオートラジオグ
ラフはゲル精製オリゴデオキシヌクレオチドが必要な高
純度であることを示した。
2)1−(2’−デオキシ−β−D−リボフラノシルー
5′−〇−α、α−ビス(−メトキシフx−(2’−デ
オキシ−β−D−リボフラノシルー5′−〇−α、α−
ビス(p−メトキシフェニル)ペンジルコナフタレン(
0,87P %1.6 mtpholm)〔下記2αで
述べたように製造〕をN2下−40’CでCH2Cl、
  (39m)中でクロロメトキシ−N−モルホリノホ
スフィン(0,3f 、 1.6 tnmolm )及
びN、N’−ジイソプロピルエチルアミン(0,85F
、6.6 tntnolm )と共に撹拌した。周囲温
度10分後に減圧下で溶媒を除去することによって粗生
成物を得た。溶離剤EtOAc:Et、N(66:たシ
リカゲル〔メルクアート(M−デck Art )93
85)上フラッシュクロマトグラフィーによって生成物
1−(βーDー2′ーデオキシリボフラノシル−5’−
o−α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジル−
37−(メトキシ−N−モルホリノホスフィン)ナフタ
レン(0,8F、73%)を白色固体として単離した。
M/S(M+H)  694  δ(CDCI、、20
0MHz)ニア、8 3  (3H,m、ArH)% 
7.3 3  (13H、ysc  。
、4 r H)、6.82 (4# 、m 、ArH)
、5.88(IR。
dd、H−1’)、4.65及び4.48CIB、情、
H−3つ、43及び4.15(1#、情、H−4つ、3
.8(78,情。
OCH,及びH−5’)、3.6及び3.52(4B、
2X t モルホリノプロトン)、346及び339(
3B。
2xd、POCH,)、3.12及び3.03(4B、
情1モルホリノプロトン)、2.57(IB、m、77
 2’)、2、18(L#、m、H−2’)。
1− (2’−デオキシ−β−D−リボフラノシル)ナ
フタレン((0,88F 、 4 mmolm)下記2
bで述べたように製造〕を無水ピリジン(2X10jl
−6)との共蒸発(co  −evaporation
s)によって乾燥し、無水ピリジン(10MLt)中α
、αービスCFーメトキシフェニル)べ/ジルクロリド
(1,3F、4.3v■o1m)2時間周囲温度で撹拌
した。メタノール(5−)を加えて、溶媒を真空除去し
た後に残っている残渣油をクロロホルム(somz)に
吸収させた。その有機溶液を等量の炭酸水素ナトリウム
飽和溶液(2X)及び水(2X)で連続的に洗浄し、次
に硫酸マグネシウム(MgSO,)上で乾燥後に減圧下
で溶媒を除去することによって粗生成物を得た。ピリジ
ン=メタノール:ジクロロメタン(1:3:196)に
よる溶離によるシリカゲル〔メルクアート(March
 Arc) 9385 )上クロマトグラフィーによっ
て次にトルエンとの共蒸留によって、生成物1− C2
’−デオキシ−β−D−リボフラノシルー5′−〇−α
、α−ビス(p−メトキシフェニル)ペンジルコナフタ
レン(0,6jl;30.5%)を淡色褐色固体として
単離した。
δCCDCl3.200&Hg);8.03〜6.82
(20B。
tyt、ArH)、5.88(lB、m、H1つ、4.
47(IH,s、H3’)、4.12 (IH,m 、
 H4’)、3.78(7B+ 、T 2X 0CHs
及びH−5’)、3.43 (18゜情、H−5つ、2
.50(17?、琳 H2/)、2.12(IH,m、
H−2’ン。
6)1−(2’−デオキシ−β−D−リボフラノジピリ
ジン(10%);水(10%)及びテトラヒドロフラン
(80%)、(2縦)の混合液中、1− (2’−デオ
キシ−β−D−リボフラノシルー3’、 5’−(1、
1、3、3−テトライソプロビルジシルオキシル)〕ナ
フタレン[(0,xly。
0.24情餌a1g)下記2Cで述べた製造〕をTHF
中乳−テトラブチルアンモニウムフロリド(0,73t
mtpho1m)の溶液へ加え、16時間周囲温度で放
置した。
溶媒を真空除去し、メタノール:ジクロロメタン(1:
9)を用いた溶離によるシリカゲル(メルクアート93
85)上クロマトグラフィーにより精製した後に生成物
1− (2’−デオキシ−β−D−リボフラノシル)ナ
フタレン(19吋、35%)を白色固体として単離した
δ(CD5OD、 200MHg ) ; 8.05 
(I If 、 m、ArH)、7.80 (37? 
、vph 、ArH)、 7.48 (3H、vh 、
ArH)、5.87 (lH、dd、 H−4t)、4
.35(lH,ddd。
H−3つ、4.05 (I H、ddd 、H−4’)
、3.75(Z#。
dd、28−5つ、2.48 (If 、 ddd、 
H−2’)、1.99(1B、ddd、H−2’)。
(0,12F、51%)を単離した。M/S M(48
6)。
l−〔β−D−リボフラノシルー2′−フェニルチオホ
ルメート−3’、 5’−(1、1、3、3−テトライ
ノプロビルジシルオキシル)〕ナフタレン、((0,4
F、0.6情fIIo1m)下記2dて述べたように製
造〕及び2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオニト
リル)、(0,IP、0.6情fIIo l g )及
び九−トリブチルスズヒドリド(2,8F、2.7m情
o1g)をトルエン(20餌l)中30分間還流した。
溶媒を減圧下で除去し、石油(b、p、40/60)ニ
ジクロロメタy(1:1.5)を用いた溶離によるシリ
カゲル(メルクアート9385)上での精製によって、
生成物、l−〔β−D−2′−デオキシリボ7ラノシル
ー3’、 5’−(1、1、3、3−テトライソプロビ
ルジシルオキシル〕〕す7タレンの製造 乾燥アセトニトリル(2511!7す中1−[β−D−
リボフラノシルー3’、 5’−(1、l 、 3、3
−テトライソプロビルジシルオキシ)〕ナフタレンC<
 04y、o、s情情o1m )下記2−で述べたよう
に製造〕を周囲温度で24時間4−ジメチルアミノピリ
ジン(0,6F、4.8情情o1m )及びフェニルチ
オクロロホルメート(0,75’、4.0情惰ova 
)と共に撹拌した。酢酸エチル(20011J)を加え
、続いてこの溶液を等量の炭酸水素ナトリウム飽和溶液
と水で洗浄した。この溶液を硫酸マグネシウム上で乾燥
し、溶媒を減圧下で除去した後に粗生成物を得た。酢酸
エチル:石油(b−p、  40/60)(1:12.
3)を用いた溶離によるシリカゲル(メルクアート93
85)上フラシュクロマトグラフイーによって、生成物
1−(β−D−リボフラノシルー2′−フェニルチオホ
ルメー) −3’、 5’−(1,1,3,3−テトラ
イソプロビルジシルオキシル)ナフタレン(0,45F
、88%)を白色固体として単離した。M7S(M+N
H◆)656゜(M+H)639゜ 乾燥ピリジン(15N)中1−(β−D−リボフラノシ
ル)ナフタレン((1,OF 、 3.8mymo(g
)オオルイ エッチ(□Ar5z 、H,) :クズハ
ラ。エッチ(Kstuhara r H,) エモト、
ニス(Emoto。
クロロ−1,1,3,3−テトライソプロビルジシルオ
キサン(1,6F 、5 mmolm )と共に室温で
2時間撹拌した。ジクロロメタ7(45QILt)を加
え、次にこの溶液を等量の炭酸水素ナトリウムの飽和溶
液と飽和臭素で洗浄した。この有機溶液を硫酸マグネシ
ウム上で乾燥し、溶媒を減圧下で除去した後に粗生成物
(2,6F)を得た。ジクロロメタンを用いた溶離によ
るシリカゲル(メルクアート9385)上フラッシュク
ロマトグラフィーによって、生成物、1−(β−D−リ
ボフラノシルー3’、 5’−(1、1、3、3−テト
ラインプロビルジシルオキシル)〕ナフタレン(0,8
51゜1.6wsojg、42%)を無色油状物として
単離した。
M/S  52o(M+NH,) 、5o3(#−1)
、δ(CDC1,、200MHz) ; 8.12.7
.82.7.52(7B、情、AデH)、5.68 (
IH、s 、 H−1’)、4.38 (IH、dd、
H−3’)、4.28CIH,d、H−5′)、a、1
8 (1/7 、 d 、 H−2’)、4.13(2
H。
s、H4’及びHs/)、1.0(28H2m、4X”
 (’Hs )z )。
前述の配列(3)と(4)の完全に保護されたオリゴデ
オキシリボヌクレオチドを上記の製造法Alで述べたよ
うに製造した。但し、アプライド バイオシステムズD
NAシンセシサー(AppliedBiosystat
ns DNA  synthasismr)上の位置5
は、無水CH,CN(1訳t)中1− (3’−チオキ
ン5′−O−α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベ
ンジル−2′−(メトキシ−N、N−ジインプロピルア
ミノフォスフイン)−β−D−リボフラノシル〕ナフタ
レン[(70,0In?)下記B2で述べたように製造
〕を含んだ。次にホスホラミシトを通常のホスホラミシ
トに用いる標準結合反応によって結合させた。
オリゴデオキシリボヌクレオチドを固体サポートから解
離し、脱保護し、上記製造法AIで述べたような方法に
よって精製した。
一40℃において無水CH2Cl、  (30WLt、
)中1−〔3′−デオキシ−5′−〇−α、α−ビス(
p−メトキシフェニル)ベンジル−β−D−リボフラノ
シル〕ナフタレン(0,78,1,3mmola ) 
(下記2αて述べたように製造〕及びN、N−ジインプ
ロピルエチルアミン(0,67F、5.2m情01g)
をクロロ−N−ジインプロピルメトキシホスフィン(0
,26F、1.3mmo(s)と共に撹拌した。反応混
合物を乾燥N2 雰囲気下で維持し、1時間後に周囲温
度に達した。溶媒を真空除去し、Et、N:EtOAc
C1: 66 )を用いた溶離によるシリカゲル(メル
クア−149385)上のフラッシュクロマトグラフィ
ーを行い、溶媒を蒸発させることによって、生成物、1
− (3’−デオキシ−5′−〇−α、α−ビス(p−
メトキシフェニル)ベンジル−2′−(メトキシ−# 
、 # −、i:イソプロビルアミノホスフィン)−β
−D−リボフラノシル〕ナフタレン(0,8F、87%
)を黄色固体(ジアステレオ異性体の混合物)として単
離した。
δ(CDC13,200MHz);8.3及び8.17
(18゜情、す7タレンプロトン)、7.80(3g、
餌、ナフタレンプロトン)、7.53 (3B、 m、
ナフタレンプロトン)、7.28C9H,m、ArH)
、6.83 (4H。
m、 ArH)、58及び5.75(lia、H−1つ
、4.65 (I H、m 、 H−4’)、4.5 
(1# 、 m 、 H2’)、3.78(68,s、
2xO仁b)、3.65(2H,m。
2B−5つ、3.45及び3.36(311,d、P□
□□!、)、2.09及び2.02(21,情、28−
3’)、 1.21(14B、惰、2CHCcrrs)
t)。
乾燥ピリジン(10111/)中1− (3’−デオキ
シ−β−D−リボフラノシル)ナフタレン[(0,44
〕、1.8mtmo1g)下記2bで述べたように製造
〕を周囲温度で2時間O−α、α−ビス(p−メトキシ
フェニル)ベンジルクロリ)”(0,97F。
2、9 smoXs )で処理した。過剰の0−α、α
−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジルクロリドをM
 a OH(10ml )を加えることによって分解し
、CHwC&(50N )を加えた。有機溶液をNaH
CO。
IoLg(2X50MLt)と水(2X 5011j)
テ連続的1c洗浄し、MQSO,上乾燥後に溶媒を真空
蒸発し、粗生成物を得た。
溶離剤M a OH: CH2Cl2(l二99)を用
いたシリカゲル(メルクアート9385)上フラッシュ
クロマトグラフィーを行い、溶媒を真空除去し、トルエ
ンで共蒸発することによって1− [3’−デオキシ−
5′−〇−α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベン
ジル−β−D−リボフラノシル]ナフタレン(0,7F
、71%)全褐色フオーム(foa惰)として単離した
δ(CD、OD、200MHz):8.x8C1kl、
m、ナフタレンプロトン)、7.83(3E、m、ナフ
タリンプロトン)、7.5(3B、情、ナフタレンプロ
トン)、7.24及び6.86 (1377、tn 、
 ArH)、5.6 (lB、 by。
s、H−1’)、4.62 (I H、tn T H4
’)、4.37(177、情、g−2’)、3.78C
6E、d、0仁US)、3.43 (28、dd 、 
2H−5’)、2.07 (IB、 ddd。
H−3つ。
乾燥THF(50仄l)中1−(2’、3’−アンヒド
ロ−β−D−リボフラノシル)ナフタレン((2,55
j、  I O,3情情01−)下記2Cで述べたよう
に製造〕をTHF (50m1)中L i AIIH,
の撹拌した懸濁液(1,52F、 40 mmmm01
へ徐々に加え、次に周囲温度で16時間N2雰囲気中で
維持した。過剰のLiA11H,をTHF/H,0(9
5: 5゜50111t)を徐々に加えることによって
分解し、L i /Al複合体を希HCII(1M、 
50rttl)テ分解した。ブタン−1−オール(30
0m)を加え、有機溶液をNaHCO,aq(2X 1
50 Ill )及び水(2x150Jlj)で連続的
に洗浄し、減圧下で蒸発することによって粗生成物を得
た。溶離剤MeOH:CH,C&(1: 9 )を用い
たシリカゲル(メルクアート49385)上でクロマト
グラフィーな行ない、溶媒を真空蒸発した後に、生成物
、1− (3’−デオキシ−β−D−リボフラノシル)
ナフタリン(0,44F、17%)を白色結晶固体とし
て単離した。
δ(CDa OZ) −200MHg ) ; 8−1
8 (I E −vm −ArH)、7.82(3R,
m、ArH)、7.5 (3H,m。
ArH)、5.54CIH,d、H−1’)、4.48
(IH。
情、H−4’)、4.52(IB、惰、H−2’)、3
.88(2H,dd、2H−5’)、1.93(2#、
惟、28−3’)。
M/S(M+NH,)262、(M+H)244°情p
145−147℃。
アセトニトリル(5QmJ)中1−(β−D−リボフラ
ノシル)ナフタレン[(5,Oj’%19.2mmol
s)オールイ、エッチ;クズハラ、エッチ;エモテ、ニ
ス、アグリ パイオル、ケム、1972゜36(9)、
1651によって述べた製造〕をアセトニトリル:水(
99:1)(51M)及び2−アセトキシインブチリル
クロリド(13,OF、80mtnotm)で処理し、
1時間80℃で加熱した。反応混合物を減圧下濃縮し、
EcOAc(200N )を加えた。次にこの溶液を飽
和NaHCO,αq(3X200111j)及びH,0
(38200111)で洗浄し、MQ 50.  上で
乾燥した後に減圧下で濃縮した。
生じた褐色油状物をMaOH(30rnl)に吸収させ
、周囲温度で16時間ナトリウムメトキシド(2v、3
01117すで処理した。アンバーライト(Anbar
litg)IRC50(5F、50111g)と共に1
6時間撹拌し、溶媒を真空除去することによって粗生成
物を得た。
Et、N :M a OH: C鳥CA!z(1:10
:189)を用いた溶離によるシリカゲル(メルクアー
ト扁9385)上クロマトグラフィーによって生成物1
−(2’、3’−アンヒドロ−β−D−リボフラノシル
)ナフタレ7C251,54%)を白色固体として単離
した。
δ((CD、)、So、200MHz); 8.12.
7.93及び7.58 (7E 、 m 、 ArH)
、5.77CIH,s 、H−1′)、4.94(IH
,g 、OH)、4.16(IH,dd。
H−4’)、4.13 (lH、d 、H−2’又はH
a/)、3.99(lH,d、H−3’又はH−2’)
、3.5(2B。
情、2B−5’)。
完全に保護されたオリゴデオキシリボヌクレオチド(6
)を製造法Alで述べたように製造した。但し、アプラ
イド バイオシステムズDNAシンセサイサ゛−上の位
置5は、アセトニトリル=1,2−ジpooxタン(3
: 2 )(1m1)中N、Nジイソプロピルアミノ−
(16−0−α、α−ビス(p−メ)キシフェニル)ベ
ンジル)へキサデカン−1−O)メトキシホスフィン〔
721n9、下記lαで述べたように製造〕を含み、C
−16ホスホラミジトは通常のホスホラミシトに用いら
れる標準結合反応によって結合した。オリゴデオキシリ
ボヌクレオチドを固体サポートがら解離し、濃アンモニ
ア2rnlを加えた。脱保護を水浴中55℃において一
晩行なった。オリゴヌクレオチドを真空下で乾燥し、加
圧滅菌した脱イオン水〔ミリ(Milli) Q ) 
1−に再懸濁し、精製に備えて=20℃で保存した。脱
保護オリゴヌクレオチド100−をBsffar A 
(10aM NaOH,0,5J/NaC1)で平衡化
した陰イオン交換カラム〔モノ(Mono ) Q、フ
ァルマシア(Phαデ輔ciα)へ塗布した。流速を1
au/分、チャート速度(chartspeed)を5
 ntn1分、吸光度スケール(Absorbance
Scalg)をlO1分画サイズ(Fraction 
5ize)を0.5 mにセットした。オリゴヌクレオ
チドは、BufferB (10thM NaOH10
,9M NaC1) 0−100%の勾配によって60
分以内に溶出した。
勾配が大きくなるにつれて、多くの小さいピークが廖出
し、2つの大きなピークが出現した。ピークlは約30
mar以下に相当し、ピーク2は約69marに相当す
る。従ってピーク2は全長生成物(the fsll 
length prodsct )を含むことが考えら
れる。ピークの各々に対応する分画をプールしく各ピー
ク毎に)、別々に真空下の乾燥によって濃縮し、脱塩緩
衝交換カラム(αd#8αtti′ngand bsf
far exchange colurnn) (PD
lo。
ファルマシア)上で脱塩し、使用に備えた。
製造法Alで述べたようにオリゴデオキシリボヌクレオ
チドの純度をチエツクすることによって、正確なピーク
のアイデンティティの確認を実施した。但し、オリゴヌ
クレオチド60両ピークはラベルした。オートラジオグ
ラフィーはピーク2が必要なオリゴデオキシリボヌクレ
オチドを表わすことを示す。
の製造 CH,CH2(15r!Le)中16−〇−α、α−ビ
ス(p−メトキシフェニル)ベンジルヘキサデカン−1
−オール〔下記1bで述べたように製造〕を周囲温度で
2時間N、N−ジイソプロピルエチルアミン(0,92
F、7.2mmole)の存在下りo。
(メトキシ)−N−ジイソプロピルホスフィン(0,3
6F、1.79 %@o1m )と共に撹拌した。溶媒
を真空下で除去し、溶離剤E、、N:ヘキサン(l:9
)を用いたシリカゲル(メルクアート9385)上クロ
マトグラフィーを行って、生成物、N−ジイソプロピル
(16−0−α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベ
ンジルヘキサデカン−1−〇−〕メトキシホスフィン(
0,625F、48%)を黄色油状物として単離した。
M7S  722CM十H)、  δ(CDC12,2
00MIJb ) ; 7.3及び6.8(13R,m
、、4r)、380(6it、s、0cls)、3.5
9(2B、情、 CH20F )、3.4 (3E 、
 d 、 POCH,)、3.03(2H,t。
CH2ODMT r )、1.25 (4211、m 
、 l 4 q、2 Cg(C互ρ2)。
造 1.16−へキサデカ/ジオール(1,0jF。
3.8mvn01g)を周囲温度で16時間ピリジン(
30縦)中α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ぺ/
ジルクロリド(1,285’、3.81利1m)で処理
した。溶媒を真空下で除去し、溶離剤M a OH:C
IIzC1zCl : 99 )を用いたシリカゲル(
メルクアート9385)上フラッシュクロマトグラフィ
ーによって生成物16−0−α、α−ビス(p−メトキ
シフェニル)ベンジルヘキサデカン−1−オール(0,
35F、16%)を褐色油状物として単離した。M/S
(M+H)561゜ D)オリゴヌクレオチド(8)の製造 完全に保護したオリゴデオキシリボヌクレオチドt8J
を上記製造法Alで述べたように製造した。
但し、アプライド バイオシステムズDNAシンセサイ
サー上の位置5は無水アセトニトリル(3,8−)中5
′−ジメトキシトリチル−2′−デオキシチミジンのN
、N−ジイソプロピルアミノメチルホスホラミシト(0
,25F)の溶液を含み、メチルホスホラミシトは通常
のホスホラミシトに用いられる標準結合反応によって結
合した。この方法は簡単には (IJ  ジクロロメタン中3%トリクロロ酢酸による
α、α−ビス(p−メトキシフェニル)ベンジル基の除
去; (2)テトラゾールによって30分間活性化した5′−
ジメトキシトリチル−2′−デオキシチミジンのN、N
−ジイソプロピルアミノメチルホスホラミシトの結合; (3)中間体ホスフィツトのホスフェートへのヨウ素酸
化;および (4)無水酢酸によるキャッピング段階から戚るもので
あった。
この代りに、アトキ/ソンとスミスが「オリゴヌクレオ
チド合成、実用的アプローチ」(編集者エム、ジエイ、
ガイド、IRL−j’レス、クシ7トンDC,オツタス
フォード、35〜81頁)に述べているマニュアル方法
によっても、完全保護オリゴデオキシリボヌクレオチド
配列が製造される。
脱トリチル化オリゴデオキシリボヌクレオチド配列を固
体サポートから解離し、55℃のエチレンジアミン:エ
タノール(1ニア、0.4m1)による55分間の処理
によって脱保護した。エタノール溶液中のエチレンジア
ミンを50℃において減圧下蒸発させ、残渣をエチレン
ジアミン:エタノール溶液によって55℃において55
分間処理した。
減圧下での二次蒸発後に、残渣を水(IIIIJ)に溶
解した。オリゴデオキシリボヌクレオチド含有溶液のア
リコートを製造法A1で述べたように、ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動によって精製した。
ヱし−L この例は1個程度の修飾塩基がポリヌクレオチド末端増
幅を防止しうることを実証する。下記オリゴヌクレオチ
ドを上記例1で略述した方法と同様な方法を用いて製造
した: オリゴヌクレオチド2α: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTGC
TGGGGCCATG(式中、Nは例1のオリゴヌクレ
オチド2で述べた通りである)。
オリゴヌクレオチド4α: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTGC
TGGGGCCATG (式中、Nは例1のオリゴヌクレオチド3で述べた通り
である)。
オリゴヌクレオチド8α: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTGC
TGGGGCCATG (式中、Nは例1のオリゴヌクレオチド8で述べた通り
である)。
次に、例1で述べた方法と同じ方法を用いて下記反応を
実施した: 閃 の ω の 0 の 0000 のu’+  Ll
’)  tn  u’t  u’+  哨u”z  u
”+  u’z  u’t  u’sリ ド 」 tjk&  篭 微 じ 峡 も 喚 微 も゛( 1へ 第2図に示す結果は、単独3′デオキシナフタレyがT
aqDNAポリメラーゼによる伸長を停止させ、単独2
′デオキシナフタレ/がTaqDNAポリメラーゼによ
る伸長を一部停止させるが、単独4−メチルホスホネー
ト置換チミジン残基はTcLqDNAメラーゼによる伸
長の停止に無効であることを実証する。
例3 この例はメタホスフェートとチミジンホスホラミデート
重合ブロッキング部分のポリヌクレオチド末端増幅の阻
止への使用を示す: 次のオリゴヌクレオチドを製造した: オリゴヌクレオチド20: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNNTCGACGAGAAAGGGACTGAAGC
TGCTGGGGCCATG 式中、Nはチミジンホスホルモルホリゾート基を表す。
オリゴヌクレオチド21: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTGC
TGGGGCCATG 式中、Nはチミジンホスホルモルホリゾート基を表す。
オリゴヌクレオチド22: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGACGAGAAAGGGACTGAAGCTGC
TGGGGCCATG 式中、Nはメタホスフェート基を表す。
オリゴヌクレオチド23: AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
NNTCGACGAGAAAGGGACTGAAGCT
GCTGGGGCCATG 式中、Nはメタホスフェート基を表ス。
メタホスフェート結合オリゴヌクレオチド配列の製造 (αJ 下記配列の完全保護オリゴヌクレオチド:5’
AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTG5
  TCGACGAGAAGGGACTGAAGCTG
CTGGGGCCATG  3’ をアプライド バイオシステム シンセサイサー上で前
述したように調製した、但しこの場合には位置5は無水
アセトニトリル(ld)中のN、N−ジイソプロピルア
ミノ−〇−シアノエチルー〇−トリチルメルカプタモエ
チルホスフィン(52■)〔エヌ、ジエイ、シンハ(N
、J、5inhα)、ジエイ、ピアルノット(J、Bi
、デnot)、ジエイ、マクマヌス(J、McM(Ln
s8  )およびエイ、コスタ−(J。
Kostar)によるニュークリック アンド リサー
チ 1984,12.4539−4557)の溶液を含
んだ。トリチル保護基を周囲温度において硝酸銀水溶液
(0,25&、1517)Kよる16時間のマニュアル
処理および、蒸留水(2X 1m/)による洗浄後に、
ジテオスレイトール水溶液(0,3M、1縦、pH8,
3)による周囲温度での16時間の処理によって除去し
た点板外は、通常のホスホラミシトの結合に用いる標準
方法によって、制御孔ガラスサポートに結合したオリゴ
ヌクレオチドに位置5のホスホラミシトを結合させた。
サポート付きオリゴヌクレオチド配列を蒸留水(2xl
tnl)によって洗浄し、次に50℃において減圧下乾
燥(5分間)した後に、完全保護オリゴヌクレオチド配
列の合成をDNAシンセサイサー上での標準シアノメチ
ルホスホラミシトサイクルを用いて完成した。
脱トリチル化オリゴヌクレオチド配列を固体サポートか
ら解離し、すべての保護基をアンモニア水浴液による処
理(比重0.88.35℃、16時間)によって除去し
た。減圧下50℃においてアンモニア溶液を除去した後
に、残渣を殺菌水(l紅)に溶解し、メタホスフェート
架橋オリゴヌクレオチドをポリアクリルアミドゲル電気
泳動によって単離した。
(b)  下記配列の完全保護オリゴヌクレオチド:5
’ AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCT
G555  TCGACGAGAAAGGGACTGA
AGCTGCTGGGGCCATG  3’製造法(α
Jで述べた通りに、オリゴヌクレオチド配列を完成し、
トリメタホスフェート架橋オリゴヌクレオチドをポリア
クリルアミドゲル電気泳動にヨッて単離した。ホスホル
モルホリゾート結合オリゴヌクレオチドをポリアクリル
アミドゲル電気泳動によって単離した。
ホスホルモルホリゾート結合オリゴヌクレオチド配列の
製造 (cl  前記配列の完全保護オリゴヌクレオチド5’
 AATTCCGTGCATAAGGCTCTGCTG
5  TCGACGAGAAAGGGACTGAAGC
TGCTGGGGCCATG  3’ を前述したように、アプライド バイオシステムス3B
OADNA シンセサイサー上での標準シアノエチルホ
スホラミシトサイクルを用いて製造した、但し位置5は
無水アセト;トリル:ピリジン(1:l、5m/)中の
51−ジメトキシトリチル−3′−チミジンB−ホスホ
ネート(250η)の溶液を含み、B−ホスホネート試
薬とプロトコール〔水素ホスホネートモノマーを用いた
オリゴヌクレオチド合成(O1igonsalaozi
da 5ynthesisWith  Hydroge
n −Phosphonata  Monotmmrs
 )、アプライド バイオシステムス ユーザー ピユ
ーリチン(Applied Biosystgms U
serBsllatin ) 44号、1987年11
月20日〕を用いて、位置5の試薬をオリゴヌクレオチ
ド配列に導入した。この方法は簡単には、次の段lv:
t1)  ジクロロメタン中7%ジクロロ酢酸によるジ
メトキシトリチル基の除去; (2)1−アダマンタンカルボニルクロリドによって4
0秒間活性化した5′−ジメトキシトリチル−3′−チ
ミジンB−ホスホネートの結合:(3)  イソプロピ
ルホスフィツトと1−アダマ/す/カルボニルクロリド
とによるキャッピング段階;および (4)  四塩化炭素中の新たに蒸留したモルホリンの
溶液(10%)によるH−ホスホネートジエステルの5
分間のマニュアル酸化(情αnsa joxidati
on ) から成るものであった。位置5の試薬をオリゴヌクレオ
チド配列に導入した後に、標準シアノエチルホスホラミ
シト試薬とDNAシンセサイサー上での標準サイクルと
を用いて完全保護オリゴヌクレオチド配列を完成した。
脱トリチル化オリゴヌクレオチド配列を制御孔ガラスサ
ポートから解離し、アンモニア水溶液による処理(比重
0.88.55℃、16時間)によって保護基を除去し
た。減圧下50℃においてアンモニア溶液を除去した後
に、残渣を無菌水(111J ) 中に入れ、ホスホル
モルホリゾート架橋オリゴヌクレオチドをポリアクリル
アミドゲル電気泳動によって単離した。
(d)  下記配列の完全保護オリゴヌクレオチド:s
’ AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCT
G5555  TCGACGAGAAAGGGACTG
AAGCTGCTGGGGCCATG  3’を製造法
(C)で述べたように製造した、但しこの場合には脱ト
リチル化、結合およびアプライド バイオシステニス3
8OADNAシンセサイサー上での位置5の5−ジメト
キシトリチル−3′−チミジンB−ホスホネートによる
キャッピング段階をさらに3回くり返してから、四塩化
炭素中モルホリンによる4B−ホスホネート結合のマニ
ュアル酸化を実施した(10%溶液5分間)。オリゴヌ
クレオチド配列の合成を通常のシアノエチルホスホラミ
ジド試薬と合成サイクルを用いて完成させ、脱トリチル
化オリゴヌクレオチド配列を対照付き孔ガラスサポート
から解離し、アンモニア溶液による標準処理(比重02
88.55℃、16時間)によって脱保護した。アンモ
ニア溶液を除去(減圧下、55℃)し、無菌水(IM)
を加えた後、テトラホスホルモルホリゾート架橋オリゴ
ヌクレオチドをポリアクリルアミドゲル電気泳動によっ
て単離した。
単離: オリゴデオキシリボヌクレオチドを含む溶液の
アリコートをポリアクリルアミドゲル電気泳動によって
、製造法Alで述べたように精製した。
例1に述べた方法と同じ方法を用いて、次の反応を実施
した: 0 o 00 ロ 0 の −の 哨 哨の cl’)
  の の  の  の  Q の  の  の  の
++十十+++十+++ 哨 哨 哨 哨 哨 梢 哨 の 哨 哨 のす 〜、 く 叱 拠 職 職 叱 靴 (拠 k 職°( +へ 第3図に示す結果は、1個および3個のメタホスフェー
ト成分が架橋を越えたTαq DNAポリメラーゼによ
る伸長を有意に抑制することを実証する。チミジンホス
ホルモルホリゾート部分は有用なブロッキング活性を示
すが、単独チミジンホスホルモルホリゾート部分は無視
できるほどのブロッキング活性を示すにすぎない。
理論的な考察によって束縛されるのを好むわけではない
が、ポリメラーゼブロッキング活性は、dNTPを除去
した対照では63yyigr帯の存在のために、過小評
価される。これらの帯の存在は鋳型オリゴヌクレオチド
とBtpホスホリル化オリゴヌクレオチド5との組合せ
中にポリヌクレオチドキナーゼ活性が持ち越された( 
carry o%sr)ためであると考えられる。
例4゜ この例は下記のことを調べるためのマイクロタイタープ
レート試験捕捉系(m1crotitra plata
test captsra ayatem )が有効で
あることを示す: a)捕捉オリゴヌクレオチドがマイクロタイタープレー
トに結合するか否か: b)それらの補体以外の固定配列またはマイクロタイタ
ー孔の蛋白質被覆への試験捕捉オリゴヌクレオチドの非
特異性結合が存在するか否か; C)アルカリホスファターゼ、ニトロブルーテトラツリ
ウム15−フロモー4−10ロー3−インドリルホスフ
ェート、−)ルイジン塩(AP、/NBT/BCIP)
  発色系が上記捕捉オリゴヌクレオチドに対して充分
に機能するか否か。
捕捉オリゴヌクレオチド オリゴヌクレオチド13 ; TTTTTTTTTTT
ATCAACTTACTTGCCTATA オリゴヌクレオチド14 ; TTTTTTTTTTA
GATCTTGGTTAACAATCGT オリゴヌクレオチド15 ; TTTTTTTTTTC
GGTCCTCATAATACATACT 下記例5に述べるそれぞれオリゴヌクレオチド11.1
2および13との相補的ノ・イブリッド化のために、こ
れらを捕捉オリゴヌクレオチドとして用いる。オリゴヌ
クレオチド13は例1に述べたオリゴヌクレオチド7と
同じである。5’ (dT)10残基がスペーサー要素
としてノ・イブリッド化領域とそれらの各々の接合個体
(co%jsga%t)との間に含まれる。
これらのオリゴヌクレオチドは第4図に関して次のよう
に蛋白質被覆マイクロタイタープレートに固定された: オリゴヌクレオチド15 AI BI CI DII 
Fl オリゴヌクレオチド14   B2  D2  F2オ
リゴヌクレオチド13  A2 C2E2オリゴヌクレ
オチドなし A3  B3  C3D33  F3 100%結合がオリゴヌクレオチドlsmojs/孔に
なるように、濃度を選択した。
各オリゴヌクレオチドは上記捕捉オリゴヌクレオチドに
相補的な固有配列であり、F −1inkTMオリゴヌ
クレオチド ラベリングキット〔クンブリッジ リサー
チ バイオケミカルス(CatmbridggRese
arch Biochgtnicals) :lを用い
て、酵素アルカリホスファターゼ(AP)に結合させた
。ラベリングは各オリゴヌクレオチドの公称濃度(1,
51LM)を用いて実施した。
オリゴヌクレオチド16; TTTTTTTTTTAGTATGTATTATGAG
GACCGオリゴヌクレオチド17; TTTTTTTTTTTATAGGCAAGTAAGT
TGATAオリゴヌクレオチド18; TTTTTTTTTTACGATTGTTAACCAA
GATCTこれらを捕捉対照オリゴヌクレオチドとして
用いる。
0、6 M NaC1,20情Mリン酸ナトリウムpH
75,1淋M  EDTA、0.02% Ficolg
、 0.02%ポリビニルピロリジンおよび0.02%
ウシ血清アルブミンを含む予備ハイブリッド化、(pデ
ーAybridisation)溶液200 alを6
孔に加え、暗所で37℃において数分間インキュベート
した。
次にこれをピペッティング(pipmtcing)によ
って取り出した。適当にオリゴヌクレオチド酵素抱合体
(oligonuclaotido anzyna c
onjsgaga )をポリメラーゼ連鎖反応(PCB
)ミックス(100μM  dATP、ZooμM  
dGTP、100pHdcTP  &  100μ、V
  dTTP)、L2tgMMQC1,、50mM  
KCI、  10mM   Tris  HCI  p
H13,3,0,01%ゼラチン)で1=lOに希釈し
、希釈した抱合体10μl(約1.5p情o1m )を
5XSSC40μl(6孔にすでに加えた1、 I M
N(LCI、0.825Mクエン酸ナトリウムpH7,
0)に加えた。これを暗所で37℃において1時間イン
キュベートした。次に溶液をピペッティングによって取
り出した。試験捕捉対照オリゴヌクレオチドの各々を上
記のように準備した異なるセットのマイクロタイター孔
に、第4図に関連して加えた: オリゴヌクレオチド16  AI A2  A3  B
I B2  B3オリゴヌクレオチド17 CI C2
C3DI D2 D3オリゴヌクレオチド18  EI
  C2C3FI  F2  F3ハイブリッド化後に
、孔を室温において2X5分間2 x S S C(0
,44M NaC1,0,33M  クエン酸ナトリウ
ムpH7,o)200μlを用いて洗浄した。溶液を再
びピペッティングによって取り出した。
最終段階は、アルカリホスファターゼ(AP)9.5緩
衝液(0,1# Tris HCl pH9,5,0,
I MNaCl 、 5 %M MgC71,)とNE
T (0,331119/IN/) トBCIP(0,
17v/d)とを含む発色溶液200μlの添加であっ
た。発色溶液は次のように調製した:試薬15t7!に
対して、NET  5WIgを□クロ遠心管中のAP9
.5緩衝液1.5d中に懸濁し、激しく1〜2分間撹拌
し、次に短時間遠心した。上溝をAP9.5緩衝剤1.
5−中にデカントし、ポリプロピレン管中で37℃に暖
めた。残留NETペレットをAPg、5緩衝液1,5−
によって2回以上抽出し、これらの上溝をオリジナル溶
液と共にプールした。管を最後にAP9.5緩衝液0.
5−によってすすぎ洗いし、これもNETストック溶液
15m1中にデカントシた。BCTP (2,5#)を
N、N−ジメチルホルムアミド50μlに溶解して、お
だやかに混合しながらNET溶液中に滴加した。この溶
液をlat/アリコートとして一20℃において凍結し
、使用前に水浴中で37℃に予熱した。暗所37℃にお
(・て発色させ、15分間後と2時間15分間後に写真
撮影した。
第4図に示す結果は孔A1、Bl、C2、F2のみに発
色があることを示し、このことは使用条件下でそれらの
相補的固定オリゴヌクレオチドに対してのみハイブリッ
ド化した試験捕捉オリゴヌクレオチドと完全に一致した
例5゜ この例はα−1−アンチトリプシン遺伝子の5座に基づ
く増幅生成物の特異的捕捉と検出を、同遺伝子のエキン
ンVからの配列に基づく内部増幅対照を用いて実証する
。固定生成物の検出はアルカリホスファターゼ(AP)
結合共A検出ブライマーを用いて実施した。この共通プ
ライマーはE−1inkTM結合キット(ケ/ブリッチ
 リサーチバイオケミカルス)を用いて、提供者の指示
に従って製造した、これはすべての増幅生成物の検出末
端に対して相補的である。
下記オリゴヌクレオチドを用いたが、これらの式中Nは
3′デオキシリボフラノシルナ7タレ7部分を表し、こ
のナフタレン部分は2′−PO4基ヲ介して隣接ヌクレ
オチドに結合する: オリゴヌクレオチド8b: GTGTCGTCCCGCAGTCAATGNNNNC
CCACCTTCCCCTCTCTCCAGGCAAT
GGG このオリゴヌクレオチドはARMS分析法を実施するた
めの共通シグナルプライマーである。
オリゴヌクレオチド9 GTGTCGTCCCGCAGTCAATGNNNNG
AGACTTGGTATTTTGTTCAATCATA
AG オリゴヌクレオチド10 AGTATGTATTATGAGGACCGNNNNT
GTCCACGTGAGCCTTGCTCGAGGCC
TGGGこれらのオリゴヌクレオチドはエキンンV対照
反応のためのものであり、それぞれシグナルプライマー
と捕捉プライマーである。
TATAGGCAAGTAAGTTGATANNNNT
GGTGATGATATCGTGGGTGAGTTCA
TTTTACGATTGTTAACCAAGATCTN
NNNTGGTGATGATATCGTGGGTGAG
TTCATTTAオリゴヌクレオチド11と12は両方
とも捕捉プライマーであり、それぞれα−1−アンチト
リプシン遺伝子のS座の発表された正常配列と突然変異
配列とに相補的にハイブリッド化するための領域を含む
TTTTTTTTTTTATCAACTTACTTGC
CTATATTTTTTTTTTAGATCTTGGT
TAACAATCGTTTTTTTTTTTCGGTC
CTCATAATACATACTこれらはそれぞれオリ
ゴヌクレオチド11.12、および10との相補的ノ・
イブリッド化のための捕捉オリゴヌクレオチドとして用
いられる。オリゴヌクレオチド13は例1で述べたオリ
ゴヌクレオチド7と同じである。5’(dT) 10残
基をノ・イブリッド化領域とそれらのそれぞれの接合固
体(conzuga%t)との間にスペーサー要素とし
て含めた。
TTTTTTTTTTAGTATGTATTATGAG
GACCGTTTTTTTTTTTATAGGCAAG
TAAGTTGATATTTTTTTTTTACGAT
TGTTA、4CCAAGATCTこれらは捕捉対照オ
リゴヌクレオチドとして用いられる。
オリゴヌクレオチド19; TTTTTTTTTTCATTGACTGCGGGAC
GACAにれはARMS分析法のための共通シグナルオ
リゴヌクレオチドである。
オリゴヌクレオチドの製造 19をDNAシンセサイサーでの最終合成サイクルにお
いてアミノアルキルホスホラミシト〔アミノ−リンク(
Amino−1ink)2、アプライド バイオシステ
ムス〕を用いて5′−アミノアルキル誘導体として合成
した。これらのオリゴヌクレオチドをE−LINK  
オリゴヌクレオチドラベリングキットを用いて、提供者
(ケンブリッジ リサーチ バイオケミカルス)の指示
通りにアルカリホスファターゼ(AP)に結合させた。
オリゴヌクレオチド精製 粗オリゴヌクレオチド8b19.10% 11゜12の
アリコート(225μl)を3M酢酸ナトリウムpH5
,225μlの添加、混合および次にエタノール750
μlの添加によって沈降させた。
さらに混合した後、管を一20℃に1時間放置し、上溝
を取り出す前に13.50 Or、p−m、において1
0分間回転させた。ペレットを20分間放置して風乾し
た後、ホルムアミド染料(80%ホルムアミド、10m
M NaOH,1tmM  EDTA、0.1%ブロモ
フェノールブルー)50μlによって再構成した。次に
、サンプルを300Vにおいて1時間予備う/した、7
M尿素、100mM)リスボレートEDTA緩衝液pH
8,3中の15%ポリアクリルアミドゲル上に置いた。
サンプルを1晩、すなわち染料がゲル(0,3X24X
17cmりの底部に移行するまで、140Vにおいて電
気泳動した。
サランラップで覆った、20X20アルミニウム裏張り
薄層クロマトグラフィープレート(メルク5554)上
での254 ntn (D U、V、 シ’v ト’y
 イyグによってオリゴヌクレオチドを可視化した。交
差汚染を避けるために帯毎に新しいメスを用いて、帯を
切断した。10 mJ/ )リスボレートEDTA緩衝
液pH8,3を含む、一定長さの処理済み透析管(1m
M EDTA中で1分間沸とうさせ、次にミリQ水中で
の沸とうによって3×すすぎ洗い)に別々に入れた。オ
リゴヌクレオチドをゲルスライスから2100Fにおい
て1,5時間電気溶離し、次に極性を45秒間逆にした
。溶離物を1.5−石英分光計セル中に取り出し、22
03308Mにおける光学密度を溶離緩衝液に対してス
キャンし、オリゴヌクレオチド濃度を260tLmの光
学密度に基づいて算出した。次に、水馬の量が約500
μlになるまでオリゴヌクレオチドをブタノール抽出に
よって#絹した。フェノール−クロロホルム(1:1)
(500μl)を含めた。水相を取り出し、ブタノール
抽出によって約50μlになるまでさらに濃縮した。次
に、これを真空下乾燥し、濾過したミIJ Q水によっ
て50 pm○Lm、/μl に再構成して、増幅反応
に備えた。
捕捉オリゴヌクレオチド(200μm10.2μNet
合成)を0.2 M Na、Co、/HCO3pH9,
6(300μl)中で4■/rrJのイミノチオ−ラン
とそれぞれ混合し、周囲温度において1時間インキュベ
ートした。反応をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)によ
って1−にkるまで希釈し、Nap−25カラム(ファ
ルマシア)上で脱塩した。カラムをPBS(2,211
11)で洗浄した。最初に溶離した1、6−を保存し、
オリゴヌクレオチド濃度をU、 V、スペクトロメトリ
ーによって測定した。
−皿への固定 マイクロタイター孔へのオリゴヌクレオチド固定はジエ
イ、エイ、ランニング(J、A、R%nning)トエ
ム、ニス  ウルデア(M、S 、Urdaa)(19
90年)がバイオテクニックス(Biotechniq
ss )8.276−277頁に述べている方法の改良
法によって実施した。ポリ(Ph、−L12)〔シグマ
(Sig−nha) ]を50−M N(b、COv/
HCO,、pH9,6中に100μy/−になるまで溶
解し、この溶液の100μlを5枚の透明たポリスチレ
ンマイクロタイター皿〔ヌンク(N5nc) )の合孔
に加えた。
皿を4℃において1晩インキユベートしてから、PBS
lo、05%ツイーン(Tsomen)によって3回洗
浄した。スクシニミジル4−(N−マレイミドメチル)
シクロヘキサン−1−カルホキフレート(SMCC)を
8.7119/−の濃度で乾燥ジメチルホルムアミドに
溶解し、この溶液を複合緩衝液(congsgagio
n bsffgr )(100tnM  )リエタノー
ルアミンHCI 、1 mM  MgC蟲、 1 g@
M Zn5O6、pH7,4)で10倍に希釈した。こ
の溶液の100μlを各マイクロタイター孔に加え、プ
レートな周囲温度で1時間インキュベートした。孔を水
で5回洗浄した。PBS中10μMのチオール化オリゴ
ヌクレオチドを適当なマイクロタイター孔に100μl
/孔の割合で加えた。 これらを4℃において1晩イン
キユベートした。孔をPBSlo、05%ツイーンで2
回、5%ラクトース、0.5%ゼラチン、0.1% N
3Na、6mM  PBS 、pH75で2回洗浄した
。最後に、被覆した皿を層流キャビネット(lamin
ar flow cabinet )中で1晩乾燥した
。これらの皿を真空下、4℃で保存した。
増幅不能な末端を有するPCR生戒生成発生α−1−ア
ンチトリプシン遺伝子のホモ接合S変異体(homot
ygoss S variant )のARMS分析=
1.2%M  MgCl2.50tnM  KCl、1
0餌MTデis   HCl   pH8,3、0,O
l ゼラチ/および100μM  dATH,100μ
MdGTP、ZooμM dcTP  &  1100
p&  dTTPを含む試験管にDNA lμlを加え
て、98μlの反応零をオリゴヌクレオチド8b、9゜
1O111(正常対立遺伝子に対して特異的なARMS
プライマー)のそれぞれ100μMおよび5Qptho
1mの最終濃度にした。また、DNA1tilをオリゴ
ヌクレオチド110代りにオリゴヌクレオチド12(5
変異体対立遺伝子に対して特異的なARMSプライマー
)を含む同様な試験管にも加えた。鉱油(情ingra
l oil)2滴を各試験管に加え、13500デps
で1分間回転させた。試験管をPCR装置〔テクネ(T
achna) )に移し、そこで95℃において5分間
変性させてからTaqポリメラーゼ〔パーキンエル? 
−(P arkin −Elmar)、ア/プリータク
(Ampti−Taq)〕z単位をまだ95℃であると
きに加えて、最終量100μlにした。
テクネ装置を94℃、2分間、60℃、4分間、60℃
における2段階PCBプログラム、最終9.9分間伸長
段階(60℃)を含む35サイクルに切換えた。反応混
合物の20μlアリコートを1.5%アガロースゲル上
で電気泳動した。これは慣習的な分析方法によってDN
Aサンプルの遺伝子型を確認するためであった。結果は
第6図に示す:レーン4 S正常対立遺伝子特異性AR
MSプライレーン5 S変異対立遺伝子特異性ARMS
プライ対照〔下流帯(lower band)  〕は
両ン一ンに存在するが、レーン5(S変異体)には生成
物帯のみが存在する。このことは、DNAがα−1アン
チトリプシン遺伝子のS変異対立遺伝子のホモ接合体か
らであることを実証する。
E−1ink  オリゴヌクレオチド ラベリングキッ
ト(ケンブリッジ リサーチ バイオケミカルス)を用
いて、オリゴヌクレオチド19.共通シグナルプライマ
ーをアルカリホスファターゼに結合させた。溶液は他に
指示しないかき°す、上記例4に詳述した溶液と同じで
あった: 1、予備ハイブリダイゼーションfll液(prghy
−bridtaatto傳5o1stiox ) 20
0 filを合孔に加えた。溶液をピペッティングによ
り取出した。
2、8正常プライマー管からのPCB生成物の20/A
J7リコートを、5xSSC60plを含む孔〔第7図
に関してAl、A2およびA3〕に加えた。S変異プラ
イマー管からのPCB生成物の20μlアリコートを、
5xSSC60μlを含む孔〔第7図に関してB5 B
2およびB3〕に加えた。ハイブリッド化は振とうしな
がら37℃において1時間続げた。次に、溶液乙ピペッ
ティングによって取り出した。
シグナル発生は例4に述べた通りであった。
3、希釈した結合オリゴヌクレオチド19をlOμj(
すなわち約L5pmole)、6孔にすでに加えた5x
SSC4Qμlに加えた。ハイブリッド化を振とうしな
がら37℃において1時間続げた。溶液をピペッティン
グによって取り出した。
4、37℃の2XSSC200μlによる2X5分間洗
浄を振とうしながら実施した。溶液をピペッティングに
よって取り出した。
発色溶液200μlを6孔〔第7図に関してAl、A2
、A3、Bl、 B2およびB3〕に加え、これらを3
7℃において振とうしながら約1時間インキュベートし
た。次にヒユーレット パラカード スキャン ジェッ
ト プラススキャナー(Hawlatt Packar
d 5can JayPLss meanner)を用
いて孔をスキャンし、アップル マツキントラシュ ソ
フトウェア−(Apple Mackintosh a
oftwaデー)を用いてディジタル表現した。
結果は第7図に示す。内部対照孔A1とBlが着色する
のが見られる。さらに、変異体孔B2のみが着色し、D
NAがα−1−アンチトリプシンのホモ接合S変異体か
らであるという明白な診断(diagnosis  )
を与える。有意な非特異的結合は存在しない、すなわち
対照孔A3とB3は着色しない。
以下の頁に示す配列アイデンティティ< i d as
 −tity)1〜23はそれぞれ前記オリゴヌクレオ
チド1〜23に相当する。
配列リスト (1)一般情報 (1)出願人:インペリアル ケミカル インダスl−
IJ−ズ PL C(ImperialChatnic
al IndSstries PLC)(1、発明の名
称:増幅方法 (iiil  配列数:27 0v)  通信宛先 CA)受信人:法務省特許局 (B)町:ベツセマーロード(Bems−mer Ro
ad)(C)市:ヴエルヴイン ガーデンシティ(JF
sJsc+ys  Gardms  C1ty )CD
)州ニハードフォルトシャー(Bartfor−dsh
ira ) CE)国:イギリス CF)郵便番号:GB−AL71HD (V)  コンピューターで読める形式:%式%) (C)操作システム:PC−DO53,20(D)ソフ
トウェア:WPS−PLUSからの5CII (vl)本出願のデータ: (A)出願番号: CB)出願臼: (vlo  先願データ: (A)出願番号: GB 8920097、6CB)出
願臼:1989年9月6日 SEQ  ID  /I61 配列長さ=63 配列型二 ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジー:1w状 ストレージ AATTCCGTGCATAAGGCTGTATG OCTGACCATC GACGAGAAAG GGACTGAAGC TGCTGGC;GCC SEQ  ID  42 配列長さ二63 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジー: 線状 N:2′−デオキシリボッ AATTCCGTGCATAAGGCTGTTG ラノシルナフタレン GCTGNNNNTCGACGAGAAAGGGACT
GAAGC TGCTGGGGCC SEQ   ID  42(! 配列長さ:60 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N:2′−デオキシリボッ AATTCCGTGCATAAGGCTGTラノシルナ
フタレン GCTGNTCGACGAGAAAGGGACTGAA
GCTGC TGGGGCCATG SEQ  ID  43 配列長さ:61 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 N:3′−デオキシリボッ AATTCCGTGCATAAGGCTGTラノシルナ
フタレン GCTGNiVTCGA CGAGAAAGGGACT
GAAGCTG CTGGGGCCAT SP、Q  ID  鷹4 配列長さ二63 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジー: 線状 N:3′−デオキシリボッ AATTCCGTGCATAAGGCTGTTG ラノシルナ7タレン GCTGNNNNTCGACGAGAAAGGGACT
GAAGC TOCTGGGGCC SEQ   ID  A4a 配列長さ=60 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N:3′−デオキシリボフラノシル SEQ   ID  48 配列長さ二63 配列型: ヌクレオチド 鎖二 −重鎖 トポロジー: 線状 N: チミジン4−メチルホスホネートAATTCCG
TGCATAAGGCTGT GCTGNNNNTCT
G GACGAGAAAG GGACTGAAGC TGCTGGGGCC 5EQ   ID  魔8α 配列長さ二 60 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N: チミジン4−メチルホスホネートAATTCCG
TGCATAAGGCTGT GCTGNTCGACG
AGAAAGGGA CTGAAGCTGC TGGGGCCATG SEQ  ID  、%86 配列長さ=54 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジー: 線状 N:3′−デオキシリポフ GTGTCGTCCCGCAGTCAATGラノシルナ
フタレン NNNNCCCACCTTCCCCTCTCTCCAG
GCAAA GGG SEQ   ID  A69 配列長さ:53 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm:3′−デオキシリボフラノシルナフタレン
GTGTCGTCCCGCAGTCAATG NNNN
GAGACT TGGTATTTTGSEQ   ID
  410 配列長さ=54 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N:3′−デオキシリボフラノシルナフタレンAGTA
TGTATT ATGAGGACCG NNNNTGT
CCACGTGAGCCTT SEQ   ID  All 配列長さ=54 配列型: ヌクレオチド 鎖二 −重鎖 トポロジm: 線状 N:3′−デオキシリボフラノシルナフタレンTATA
GGCAAG TAAGTTGATA NNNNTGG
TGATGATATCGTG SEQ  ID  、%12 配列長さ:54 配列型二 ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N:3′−デオキシリボフラノシルナフタレンACGA
TTGTTA ACCAAGATCT NNNNTGG
TGATGATATCGTG ”l’TcAATcATT OCTCGAGGCC GGTGAGTTCA GGTGAGTTCA AG GGG TTT TTA SEQ   ID  涜13 配列長さ=30 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 TTTTTTTTTT TATCAACTTA CTT
GCCTATASEQ   ID  鷹14 配列長さ:30 配列型: ヌクレオチド 鎖二 −重鎖 トポロジー二 線状 TTTTTTTTTT AGATCTTGGT TAA
CAATCGTSEQ   ID  /1615 配列長さ:30 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 TTTTTTTTTT CGGTCCTCAT AAT
ACATACTSEQ   ID  屑16 配列長さ:30 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジー二 線状 TTTTTTTTTT AGTATGTATTSEQ 
  ID  417 配列長さ二 30 配列型: ヌクレオチド 鎖二 −重鎖 トポロジー二 線状 TTTTTTTTTT TATAGGCAAGSEQ 
  ID  418 配列長さ=30 配列型二 ヌクレオチド 鎖: −重鎮 トポロジm: #状 TTTTTTTTTT ACGATTGTTAATGA
(1;ACCG TAAGTTGATA ACCAAGATCT sp:Q   ID  /1619 配列長さ=30 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 TTTTTTTTTT CATTGACTGCGGGA
CGACAC SEQ  ID  420 配列長さ=63 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 N: チミジンホスホルモルホリゾートAATTCCG
TGCATAAGGCTGT  GCTGNNNNTC
TG GACGAGAAAG GGACTGAAGC TGCTGGGGCC 5EQ   ID  A21 配列長さ:60 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N: チミジンホスホルモルホリゾートAATTCCG
TGCATAAGGCTGT GC’TGNTCGAC
GAGAAAGGGA CTGAAGCTGC TGGGGCCATG SEQ   ID  A22 配列長さ=60 配列型: ヌクレオチド 鎖: −重鎖 トポロジm: 線状 N: メタホスフェート AATTCCGTGCATAAGGCTGTGCTGN
TCGAC GAGAAAGGGA C’TGAAGCTGC TGGGGCCATG SEQ   ID  厘23 配列長さ=63 配列型: ヌクレオチド 鯖: −重鎮 トポロジー二 線状 N: メタホスフェート AATTCCGTGCATAAGGCTGT GCTG
NNNTCG ACGAGAAAGG GACTGAA
GCT GCTGGGGCCA  60Tに     
                         
                62
【図面の簡単な説明】
第1図は不発明の方法に用いるプライマーに、デオキシ
リボフラノンル、アルキレンおよびメチルホスホネート
重合ブロッキング部分を用いた后果を示すオートラジオ
グラフである。 第2図は本発明の方法に用いるプライマー:こ−重鎮デ
オキシリボフラノシルとメチル不スホネート1合ブコッ
キング部分とを用いた結果を示すオートラジオグラフで
ある。 第3図は本発明の方法に用いるプライマーにホスフェー
トおよびホスホラミデーM4合ブロッキング部分を用い
た結果を示すオートラジオグラフである。 第4図はマイクロタイタープレート試験捕捉系を用いて
得られた結果を示す写真である。 第5図は本発明の方法を実施するた力の便利な分析フォ
ーマットを示す模式図である。イラストレーションは蛋
白質板後内面を有するマイクロタイタープレートの1孔
を示す。固相捕捉オリゴヌクレオチドはこの内面に動足
される。このオリゴヌクレオチドの遊離末端は二重頚増
幅生底物の唯一の末gg妃夕IJ(uniqug  t
ail  5equence)にノゝイブリッド化する
。P CR生成物の他方の末端はEによって表される酵
素ラベルを含む一重頚オリコヌクレオチドにハイブリッ
ド化する木端配列である。このラベルは矢印または添付
星印によって表される狭山可能な色の変化を生ずる、基
貿との反応に用いられる。INは二重鎖木端の形成を防
止スル重合ブロッキング部分を表す。 第6図はα−1−アンチトリプシン遺伝子のS座の対立
遺伝子特異性増幅(ARMS)分析におけるPCR生底
物の生成な説−する写真である。 第7図はα−1−アンチトリプシン遺伝子のS座の上記
ARMS分析のための、α−1−アンチトリプシン遺伝
子のエキソンVに基づく内部対照を用いたマイクロタイ
ター孔配&を説明する写真である。 F/6、7 F/62 a(1) af2)af3) b 手続補正書(方式) 20発明の名称 増幅方法 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 名 称 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・
ピーエルシー 4、代理人 住所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号 新大手町ビル 206区 5、補正命令の日付 平成 2年11月27日(発送臼) FlG、6 FlG、7

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、標的ヌクレオチド配列をハイブリダイジング条件下
    で、その目的部分に対する第1プライマー、対応する増
    幅プライマー、適当なヌクレオチド類および当該ヌクレ
    オチド類の重合剤と同時にまたは逐次接触させることか
    ら成る標的ヌクレオチド配列の増幅方法において、上記
    第1プライマーが次の要素: (1)標的ヌクレオチド配列の適切な部分に対して実質
    的に相補的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチドテイル から成り、 第1プライマーをプライマー伸長させることによつて、
    鋳型としての標的ポリヌクレオチド配列に基づいて第1
    プライマー伸長生成物を合成し、第1プライマー伸長生
    成物をその鋳型から変性し、第1プライマー伸長生成物
    の適切な部分に増幅プライマーをハイブリダイゼーシヨ
    ンした後に、プライマー伸長を行わせて増幅プライマー
    伸長生成物を形成するが、この場合に第1プライマー伸
    長生成物中の第1プライマーの存在が増幅プライマー伸
    長生成物中のポリヌクレオチドテイルに対して相補的な
    配列の形成を抑制するために効果的である方法。 2、第1プライマーに加えて、増幅プライマーが次の要
    素: (1)標的ヌクレオチド配列の適切な部分に対して実質
    的に相補的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチドテイル から成り、 増幅プライマーをプライマー伸長させることによつて、
    鋳型としての第1プライマー伸長生成物に基づいて増幅
    プライマー伸長生成物を合成し、増幅プライマー伸長生
    成物をその鋳型から変性し、増幅プライマー伸長生成物
    の適切な部分に第1プライマーをハイブリダイゼーシヨ
    ンした後に、プライマー伸長を行わせて第1プライマー
    伸長生成物を形成するが、この場合に、増幅プライマー
    伸長生成物中の増幅プライマーの存在が第1プライマー
    伸長生成物中のポリヌクレオチドテイルに対して相補的
    な配列の形成を抑制するために効果的である方法。 3、第1プライマーおよび/または増幅プライマーがポ
    リヌクレオチドテイルに結合した標的結合ヌクレオチド
    部分を含み、標的結合ヌクレオチド部分とポリヌクレオ
    チドテイルとが相互に逆の意味である請求項1または2
    記載の方法。 4、第1プライマーおよび/または増幅プライマーが2
    個以上のポリヌクレオチドテイルに結合した標的結合ヌ
    クレオチド部分を含み、各ポリヌクレオチドテイルが任
    意に2個以上の標的結合ヌクレオチド部分と結合してい
    る請求項1または2記載の方法。 5、第1プライマーおよび/または増幅プライマーが標
    的結合ヌクレオチド部分とポリヌクレオチドテイルおよ
    びこれらの間のヌクレオチド重合ブロッキング部分を含
    む請求項1または2記載の方法。 6、ヌクレオチド重合ブロッキング部分が少なくとも1
    個のリボフラノシルナフタレン、デオキシリボフラノシ
    ルナフタレン、メタホスフェートまたは直鎖アルキレン
    部分を含むか、またはヌクレオチドメチルホスホネート
    類およびヌクレオチドホスホラミデート類から成る群よ
    り独立的に選択した少なくとも2つの部分を含む請求項
    5記載の方法。 7、ヌクレオチド重合ブロッキング部分が少なくとも2
    個のリボフラノシルナフタレン、デオキシリボフラノシ
    ルナフタレンまたはメタホスフェート部分を含むか、ま
    たはC_6−C_2_0直鎖アルキレン部分を含む請求
    項5または6記載の方法。 8、第1遺伝子座に関するプライマーのポリヌクレオチ
    ドテイルが他の単数又は複数の遺伝子座に関するポリヌ
    クレオチドテイルから識別可能であるため、第1遺伝子
    座に関する増幅生成物が識別可能な第1固相上に捕捉さ
    れ、他の単数又は複数の遺伝子座に関する増幅生成物が
    1個以上の他の固相上に捕捉される請求項2〜7のいず
    れかに記載の方法。 9、第1遺伝子座に関する増幅生成物がプライマーのポ
    リヌクレオチドテイルを介して識別可能にラベルまたは
    マークされ、他の単数又は複数の遺伝子座に関する増幅
    生成物もラベルまたはマークされる請求項2〜7のいず
    れかに記載の方法。 10、第1遺伝子座および他の遺伝子座が遺伝子座の対
    立遺伝子に対応する請求項8または9記載の方法。 11、標的ヌクレオチド配列の増幅用キットであつて、 第1プライマーと、増幅すべき各標的ヌクレオチド配列
    の対応増幅プライマーとから成り、 各第1プライマーが、 (1)、標的ヌクレオチド配列の適切な部分に対して実
    質的に相補的である標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチドテイル から成り、 第1プライマー伸長生成物中の第1プライマーの存在が
    増幅プライマー伸長生成物中のポリヌクレオチドテイル
    に対して相補的な配列の形成を抑制するのに効果的であ
    るキット。 12、増幅プライマーも同様に、 (1)標的ヌクレオチド配列の適切な部分に対して実質
    的に相補的な標的結合ヌクレオチド部分;および (2)ポリヌクレオチドテイル から成り、 増幅プライマー伸長生成物中の増幅プライマーの存在が
    第1プライマー伸長生成物中のポリヌクレオチドテイル
    に対して相補的な配列の形成を抑制するのに効果的であ
    る請求項11記載のキット。 13、次の要素: 任意の内部対照プライマー、適当な異なるヌクレオチド
    および/またはヌクレオチドの重合剤、および上記プラ
    イマーのポリヌクレオチドテイルに直接的または間接的
    に結合する固相の中の1つ以上を含む請求項11または
    12記載のキット。 14、増幅すべき各標的ヌクレオチド配列に対する固相
    を含み、 各固相が少なくともその一部が関連プライマーのポリヌ
    クレオチドテイルに対して実質的に相補的であるヌクレ
    オチド配列を有する請求項11〜13のいずれかに記載
    のキット。 15、遺伝的疾患または遺伝的特徴を示す対立遺伝子の
    検出のための請求項1〜14のいずれかに記載の方法ま
    たはキットの使用。
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