JPH03502640A - 歯周囲病原体検出用オリゴヌクレオチドプローブ - Google Patents
歯周囲病原体検出用オリゴヌクレオチドプローブInfo
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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】
歯周囲病原体検出用オリゴヌクレオチドプローブ本発明の背景
本発明の技術分野
本発明は、ヒトの口の医学的疾患に関連した細菌の検出に使用するオリゴヌクレ
オチドプローブの組成物に関し、その際該プローブは、ハイブリッド形成条件下
で上記細菌の165または23SリポソームRN^[rRN^]と選択的にハイ
ブリッド形成し得る核酸の断片から本質的になる。
検出方法並びにこれら細菌のアッセイ用診断キットも開示する。
ヒトの歯周病、特に歯肉炎および歯周囲炎の病因にプラク細菌が関与していると
いう証拠が十分ある。これらの疾病は研究されてきたので、特定の口内細菌並び
に他の感染性ウィルスおよび微生物を検出し、定量しそして同定するためにます
ます精巧になった方法が開発されてきた。これらの改良された方法によって、歯
周病の病因学で主要な役割を果たしている特定の病原性細菌が同定されてきた。
ヒト歯周病は米国における主要な健康管理問題となっている。疫学調査によって
近年歯肉炎のアメリカ人の割合が減少していることが示されているが、該疾病の
成る段階にある患者の数は高いままである。更に、歯周囲ポケットを有する18
〜79才の成人の割合は相対的に変化していないように思われる。
1970年代の初期には、アメリカ人の30%が50才までに重大な歯周病問題
を有しており、そして60才までには全アメリカ人の30から40パーセントの
者が主として歯周病によって歯を全て失っていた。現在では、重篤な歯周病を有
する者の正確な割合は知られていないが、最近の推定では全アメリカ人口のlO
〜20パーセントが歯をなくしてしまう程重篤な歯周病を有している。該疾病の
開始および経過と同定可能な(疑わしい)病原性細菌種との間の有意な関係がこ
の疾病と一致している。
ヒト歯周炎の病原論に関わる正確で複雑なメカニズムは未だ不明であるが、歯周
囲の歯肉溝領域でコロニーを形成する細菌が疫学的に第1に重要であると広範に
了解されている。ここ千年の間に、幾つかの大学研究所の研究者達は、ヒト歯周
囲溝またはポケットで見い出される多数の細菌属および種(約256種)のうち
、比較的限られた数のものが歯周病と密接に関連しているように思われることを
証明している。これらの微生物は[歯周囲病原体の疑いのあるものjと称されて
いる。特に重要なものは表1に示される微生物である。
情報の開示
一定の歯周囲ポケット部位に存在する歯周囲病原性細菌の検出および特徴決定は
、現在の方法では、時間がかかり且つ高価である(例えば、顕微鏡分析、培養分
析、ガスクロマトグラフィー分析および代謝物分析)。更に、精巧な実験室装置
に伴って高度な訓練を受けた人が必要である。ヒト歯周病の微生物学に関して発
表された研究の大部分は、各歯周凹部位の微生物叢の個々の微生物を単離し特徴
を決定するために為さなければならない膨大な仕事量によって解決されている。
その結果、患者当たりの試料採取部位の敢および検査される患者の数が制限され
る。明らかに、この方法では病原性細菌の存在について歯周病患者を定型的に試
験することは可能にならない。
」二紀検出方法論の代替方法としてイムノアツセイが報告される。 アクチノバ
チルス アクチノマイセテムコミタ ンス(Actinobacillus
actinomycetescomitang)(A、a、)、バクテロイデス
ジンジバリス(Bacteroideg gingivalis)(B、g、
) およびバクテロイデス インターメディウス(Bacteroideg
intermedius) (B、i、)に対する蛍光モノクローナル抗体が開
発されている。チェノ(Chen) P。
等、生物学的試料中のバクテロイデス ジンジバリスを検出するためにモノクロ
ーナル抗体の使用、+r+fecLionand 1mauniLy、 54:
79g〜803(1986); グムーア(Gmur)R9等、モノクローナ
ル抗体による歯周囲ポケット微生物叢の定m的測定、Journal of D
enial Re5earch、 aa巻=120 (19g?、抄録):ファ
イン(Fine) D、 Il、およびマンデル(Mandel) 1.D、、
歯周病活性の指PJ=評価、ノ、 Cl1n。
PoriodonLal、13二533〜546 (1986) 、これらの抗
体は顕微鏡スライド上のプラク塗抹標本に直接使用することができる。この試験
には個々の顕微鏡スライド上の蛍光性細菌を計数するマニュアルが必要であり、
この方法は非常に労働集約的であり、高価な蛍光顕微鏡を必要とする。
病原性細菌を検出するために核酸ハイブリッド形成技術を使用する可能性が知ら
れており、更に詳細には、ハイブリッド形成アッセイにrRIIAを使用するこ
とが知られている(カナダ特許第1.215,904号およびリポソームRN^
の可変領域に相捕的なオリゴヌクレオチドプローブはマイクプラズマ種を識別す
る、J、 General Mjcrobiology(19g?)川、196
9〜1974゜U、 B、 GobellA、 Ge1ser、 E。
J、 SLanbridge)。ゲノムDll^プローブ全体は、報告によれば
、歯周囲病原体を同定するために使用されているが(ヨーロッパ特許199,4
39)、これらの方法は開示された発明のハイブリッド形成特性を有していない
。例えば、A、a、、B、g、またはB、 t、ゲノムDIIAのフラグメント
はpsP64転写ベクター中にクローン化されている。チェンL等、口内微生物
用D11Aプローブの開発、As5oc、Adv、[)14nLal;Res、
Meetings、 1ash、、 D、C,(1986); サビット(S
avitt)Eo等、RNAプローブによるプラグ中の^、アクチノマイセテム
コミタンスの検出、 As5oc、 Adv、 Dental Rag。
Meetings、冒ash、、 D、C,(1986)。pSP64ベクター
は^、a9、B、g、またはB、i、のI?NA転写物を作るために使用される
。
psf’64ベクターはA、a、、B、g、またはB、i、を産生するために使
用される。pSP64−A、a、プローブは、純粋な培養物またはプラク試料に
対して試験するとき、特異的であると報告された。しかし乍ら、pSP64−B
、g、およびpsP64−13. i。
プローブは、それぞれ成る種の非−B、g、および非−〇、i、細菌と僅かに交
差ハイブリッド形成をした。非−病原性バクテロイデス種は歯肉下溝に1富に存
在するので、これらの交差ハイブリッド形成は誤った陽性の同定を生じさせるこ
とがある。
歯周囲病原体を検出する上記方法の各々は定型的な診断アッセイに必要な下記規
準の1つまたはそれ以上を欠いている= 1)費用(安価): 2)バッチ処理
能カニ3)速度(日または週ではなくて時間): 4)感度:5)特異性二 6
) 1回の試験で多数の病原体同定ニア)単純性; 8)生存及び非生存生物の
双方の検出能力。従って、当該技術分野には別の検出方法論の必要性がある。
本発明の要約
本願発明は、ヒドロ内の医学的疾患に関係のある細菌の検出用オリゴヌクレオチ
ドプローブの組成物に関し、その際該プローブは、ハイブリッド形成条件下で、
細菌のリポソームRN^の超可変領域と選択的にハイブリッドを形成できる核酸
の断片からなる。但し該断片と共有結合した任意の更に他のヌクレオチドは上記
条件下ではヒトの口に通常見い出される細菌の核酸とハイブリッド形成しない。
機能的には、これらプローブは細菌rRN^または対応するゲノムDN^の固有
の部分とハイブリッドを形成することができ、上記細菌の検出および同定が容易
に可能になり他の細菌種との交差反応がない。更に、168および23Sのリポ
ソームRIIAの不変領域に向けられたオリゴヌクレオチドプローブの組成物が
記載されており、その際上記プローブはリポソームRN^または対応するゲノム
配列用の特異的なプローブとして使用することができ、そしてリポソーム核酸の
配列決定に使用することができる。
本発明はまた、式;
a)Xはヒトの口に住みついている細菌に見い出される細菌核酸の不変または非
不変領域と非相同性である0から100個のヌクレオチドまたはヌクレオチド類
似体の配列であり:
b)Yはヒトの口に住みついている細菌のリポソームRに^の超可変領域とハイ
ブリッド形成条件下でハイブリッド形成できる 1oから100個のヌクレオチ
ドまたはヌクレオチド類似体の配列であり、その際Yは上記細菌のうちの唯一の
種、上記細菌の2つの種または上記細菌の3つの種とハイブリッド形成条件下で
ハイブリッド形成できる下位配列からなることもできる:c)ZはXと同一また
は異なるヌクレオチドの配列であり、その際該ヌクレオチドまたはヌクレオチド
類似体は住みついているヒトの口で見い出される細菌の核酸の不変または非不変
領域と非相同性であり:そして
d)nは1〜500またはそれ以上であり、 nが1より大きいときYは上記ハ
イブリッド形成能を有するヌクレオチドと同一または異なる配列であることがで
きる。プローブは遊離かまたはベタター配列(例えば、プラスミドまたは一重鎖
DNA ) 内に含まれていることができる 、
のプローブにも向けられている。
下記細菌は、それらが歯周病に関連して見い出されているので、特に重要である
: アクチノバチルス(ヘモフィルスを除く)アクチノマイセテムコミタンス:
バクテロイデス ジンジバリス;バクテロイデス インターメディウス タイプ
1;バクテロイデス インターメディウス タイプ2: エイケネラ コロデン
ス (Ejkenallacorrodens) ; バクテロイデス フォ
ルシサス(Bacteroides forsyLbus ) ;フッバクテリ
ウムヌクレアタム(FusobacLerium r+ucleaLum) ;
フソバクテリウムベリオドンヂクム(FusobacLeriu@period
onLicum);ストレプトコッカス インターメディウス(5Lrepto
−coccus 1nter*edius) ; ヴオリネラ レクタ(tol
inellaracta)。本発明はこれら細菌のr RN A 1 特に1
6Sおよび233 rRNAの超可変領域とハイブリッドを形成できるポリヌク
レオチドプローブからなる組成物を開示する。
各特異的プローブは唯一の微生物種またはタイプのrRNAとハイブリッドを形
成することが好ましい。特に好ましいものは、表1に示したような16s rR
llAの超可変領域に相補的な配列であるが、これらに限定しようとするもので
はない。別の配列は本明細書に開示した配列決定法を使用して容易に確認可能で
ある。例えば、23SリポソームRIIAの超可変領域用の配列は表2に示され
る配列付加プライマーを使用して決定することができよう。本明細書に開示した
方法を使用すると、当該技術分野の熟練者は、本発明で使用するのに適切な特異
性を有する別のrRNA配列を容易に得ることができよう。
特許請求したプローブの核酸配列には、特許請求したプローブに相補的な領域と
実質的にハイブリッド形成する特許請求した配列と十分な同一性を有する合成由
来または組換え体核酸配列が含まれる。[実質的にJは、中程度の厳密さの標準
的ハイブリッド形成条件下で、ハイブリッド形成パーセントが完全に相補的な核
酸フラグメント間のハイブリッド形成の50%を超えるように示され得ることを
意味する。
「組成物Jは、細菌rRIl^に相補的なプローブが純粋な状態でまたは他のプ
ローブと組合わされていることができることを意味する。更に、プローブは塩ま
たは緩衝液と組合わせることができ、そして乾燥状態で、アルコール溶液中の析
出物としてまたは水溶液であることができる。
細菌群に関する文脈中の[およびそれらの組み合わせ物jの語句は、記載した細
菌種の1つまたはそれ以上を検出するように設計したプローブ組成物のことをい
う。
プローブは、単一の種または2つ若しくはそれ以上の種を検出し得る異なるプロ
ーブの混合物、プローブの各々が1つまたはそれ以上の種を検出できる異なるプ
ローブの混合物、或は単一プローブの同種組成物であることが−のオリゴヌクレ
オチド配列若しくは一定の配列の混合物の1つまたはそれ以上のコピーを含有す
ることができる単一プローブのコピー組成物、或はプローブの一部として一定の
オリゴヌクレオチド配列の1個または複数のコピーを含有することができるプロ
ーブ混合物のコピー組成物を言う。
用語オリゴヌクレオヂドまたはポリヌクレオチドプローブは、二重鎖および一重
鎖DNAまたはRNAの双方を含むように意味する。これらの用語はまた、本質
的に非−核酸夾雑のない合成または組換え由来の配列を言う。
組成物の特許請求に加えて、ヒト患者の口から得た試料での、医学的疾患に関連
した微生物細胞の検出方法を開示する。これらの方法は次の段階:@生物細胞を
溶解してリポソームRにAを遊離させ: ハイブリッド形成条件下で上記リポソ
ームRNAを、上記微生物細胞のリポソームRNAの超可変額域と選択的にハイ
ブリッド形成し得るポリヌクレオチドプローブと接触させ:そして試料中の微生
物細胞の存在の指標としてハイブリッド形成コンプレックスを検出する段階から
なる。更に詳細には、検出される細菌を上記リストから選択する上記方法を本明
細書に開示する。更に一層詳細には、少なくとも2つの異なるプローブ群(その
際各群のプローブは単一の細菌のリポソームRIIAの異なる超可変額域と ハ
イブリッド形成できる)を使用して試料をアッセイする上記のような方法を本明
細書に開示する。
上記組成物および方法に加えて、ヒトの口内疾患に関連した微生物細胞のリポソ
ームRN^の超可変額域に相補的な合成オリゴヌクレオチドプローブからなる、
細菌の存在を測定する診断用キットを本明細書に開示する。
これら細菌の分類法は確定していない。菌培養物はメリーランド州ロックヒルの
米国菌培養収集所(ATCC)から人手可能である。他の細菌は同定されるかま
たは他のサブタイプは上記リストから分化されるので、開示した本発明によって
、これら細菌の検出および同定に使用するのに十分特異的なプローブを製造する
方法が容易に提供される。
隣接ヌクレオチドと二次的または三次的相互作用が最小である細菌リポソームR
NA領域(開放領域)と選択的にハイブリッド形成し得る核酸の断片からなるポ
リヌクレオチドプローブの組成物も特許請求し、その際該プローブは開放領域と
だけ実質的に結合する。「実質的に結合する」はプローブが、加熱した後でしか
ハイブリッド形成に利用できない領域、即ち二次的および三次的構造が有意な領
域(閉鎖領域)に結合する有意な断片からがなっていないことを意味する。実際
的な意味では、このようなプローブは一般的には、閉鎖領域に結合するであろう
10個以上の側面ヌクレオチド(5′かまたは3°のいずれか)からなっていな
い。
更に詳細には、開放領域に相補的で細菌rRFIAの超可変額域および不変領域
の双方に相補的なポリヌクレオチドプローブの組成物を特許請求する。
細菌rRNAの閉鎖された不変領域とハイブリッド形成するポリヌクレオチドプ
ローブら特許請求する。
最後に、ヒト患者の口から得た試料中の微生物細胞の検出方法を開示する。本方
法は次の段階:微生物細胞を溶解してリポソームRNAを遊離させ:該すポソー
ムRNAをハイブリッド形成条件下で、上記微生物細胞のリポソームRjIAの
開放領域と選択的にハイブリッド形成し得るポリヌクレオチドプローブと接触さ
せ:そして試料中に微生物細胞が存在する指標としてハイブリッド形成コンプレ
ックスを検出する段階からなっている。更に詳細には、検出される微生物を上記
リストから選択する上記方法を本明細書に開示する。更に一層詳細には、上記し
たような方法、即ち各群のプローブが単一の細菌のリポソームRN^の異なる不
変領域にハイブリッド形成し得る少なくとも2つの異なるプローブ群を使用して
試料をアッセイする方法を本明細書に開示する。
詳細な説明
本発明は歯周病および他の細菌介在口内疾病に関連した口内細菌種のrRNAと
相補的な種特異的核酸プローブの開発に関する。これらのプローブは、それらの
特異性および感受性の故にゲノム配列に相補的なプローブより優れている。これ
らのプローブは、非病原性細菌種との交差−ハイブリッド形成を避は得る該プロ
ーブの能力のために選択されている。これらプローブの優れた特性は、各細菌細
胞中の何百〜何千ものコピー中に見い出されるrRNAの超可交配列とだけハイ
ブリッド形成できることに拠っている。rRNAの超可変額域は、特別の細菌種
またはタイプに固有の配列である。ゲノムライブラリー全体に由来するプローブ
と比較するとき、rRNAに対するプローブ、特にrRNAの超可変額域に相補
的なプローブは有利な感受性であり、そして少数の細菌の検出能および細菌種、
タイプおよびサブタイプとを区別する能力が特異的である。アッセイは同一細菌
のリポソームRNAの2つの異なる超可変額域に対する捕獲オリゴヌクレオチド
からなることが好ましい。このような方式によって、選択された標的領域中の異
種混交性による誤った陰性結果の発生が劇的に減少する。本明細書に開示した方
法はアッセイが迅速であるという利点を有している。開示した方法は比較的単純
に実施でき、そして口の細菌病原体に関してこれまで達成されなかった再現度お
よび正確度を有している。
試料採集
本発明に使用する微生物標本は、表!に示したいずれの細菌もATCCから得る
ことができる。臨床的研究用には、試料は歯肉下プラクの歯かき取り物から得る
かまたは歯周病を有すると思われるヒト患猾の歯周囲ポケットから紙魚を用いて
採取した液体から得る。試料は、生物学的に適合する溶液を提供する緩衝液、例
えば150mM Nacl、20IIM ト リ スー11CI (pH7,
5)、 10自M EDTAl 10mM EGTA、 または150+
s)I NaC1,20mM IIal’0. (pal 7.5)、105M
EDTA、 10d EGTA中に分散させ、そして使用するまで冷凍する。
アッセイ前に、細胞は、ツジンク(Dzink)等、J、 Cl1n。
Micro、、19:599.1984に記載されているような標準的微生物学
的技術に従って任意に培養する。細菌はトアセチルームラミダーゼ(リゾチーム
)を含有する溶解緩衝液中で溶解する。溶解緩衝液は当該技術分野で既知である
。
ヨーロッパ特許199,439. ボッ7 (PotLII) T、V、お
よびベリー(Berry)、Em、 Infernal、 J、 Sys、
13acter、、33ニア65〜771 (1983): ボンタ(BonL
a) Y、等、 J、 Deny。
Res 、、64ニア93〜798 (1985)。一般的には、これら緩衝液
はpl+7.0から8.0の間であり、キレート剤および界面活性剤の双方を含
有している。加熱変性は任意である。
或は、試料は、ハイブリッド形成溶液としても機能する溶解溶液、例えば3Mの
グアニジウムチオシアネート(GuSCN)、50mM )リス(pH7,6)
、l05M EDTA、 0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(5DS)、および
1%メルカプトエタノール中に分散させて直接集める (Maniatis、
T、等、Mo1ecular Cloning: A Laboratory
1lanua1.ニューヨーク州コールドスプリングハーバ−11982)。溶
解は65℃で10分間実施する。
口内病原性細菌のrRNAに相補的なプローブ本発明は、細菌種またはタイプ間
で一定でないrRNA配列の超可変領域と相補的なプローブに向けられており、
それ故これらプローブは種またはタイプ間で識別可能である。 165 rRN
A内の5個の配列はレーン(Line) 等、Proc、 Sci、、 U、
S、^0.824955〜6959 (1985)によって記載された普遍的な
オリゴヌクレオチドプライマーおよび本発明者が開発した次の3つのオリゴヌク
レオチドプライマー:
υP48j 5’GCTGGCACGGAGTrAGCCGコ11tJP8B
= 5’CkCG入RCTGkCGkChRCCkTGCコ’: f、−2
B−UP6B: 51TACGGNTAC(?rGTTACGAC。
を使用して誘導した。核酸配列中の完全には特定されない塩基の名称は、国際生
化学連合で推奨されている名称、Proc、 Na11.^cad、 Sci、
、 IJ、S、^、 83:4 ’−8(1986)であり、これは本明細書に
参照文献として入れる。例えば、Rと指定されているヌクレオチドはグアノシン
、アデノシンまたはそれらの類似体と交換可能であり:Nと指定されているヌク
レオチドは任意の天然ヌクレオシドまたはその類似体を意味しこの位置で交換す
ることができる。
Yと指定されているヌクレオチドはシトシンまたはチミンと交換可能であり、W
と指定されているヌクレオチドはアデノシンまたはチミンと置き換えることがで
き:Mと指定されているヌクレオチドはアデノシンまたはシトシンと置き換える
ことができる。
これらのオリゴヌクレオチドプライマーは原核生物の165 rRIl^の不変
領域に特異的であり、 そしてDIlaieで前処理することなくまたはDNA
からRNAを物理的に分離することなく全核酸調製物に付加させるために使用す
ることができる。逆転写酵素の市販製剤を電気泳動ゲルでの配列決定用の適当な
プライマーエクステンシジン反応剤と共に使用して各病原性細菌の超可変領域に
相補的なcD)IAの転写物を得る。好ましい配列決定法ではジデオキシヌクレ
オチドチェーンターミネータ−法が使用される。同様に、原核生物の23S r
RNAの不変領域に特異的なオリゴヌクレオチドプライマー(表2)は既知の配
列決定法を使用して核酸調製物の配列を決定するために使用されている。
表2に示されるオリゴヌクレオチドプローブは原核生物の163および23Sリ
ポソームRN^の不変領域に相補的であり、 そしてハイブリッド形成条件下で
リポソームRNAおよびこれに対応するゲノムDNA配列とハイブリッド形成す
る。これらの普遍的なオリゴヌクレオチドプローブはまたDIIA、特に全ての
細菌のRNAに対するシグナルオリゴヌクレオチドとして使用するのにも理想的
に適している。複数の探索形!!!(以下参照)では、標的核酸は超可変領域に
特異的なプローブで捕獲されるが、リポソームRNAの不変領域に由来する唯一
の普遍的なシグナルプローブだけが種々の全ての病原性細菌から核酸を検出する
ために使用可能である。更に、1つ以上のシグナルオリゴヌクレオチドプローブ
を使用してシグナルの強さを増加させることが可能である。
168または23SのrRNAについて病原体の配列決定分析が終了した後、そ
の配列を市販で入手可能なコンピュータープログラム、例えばベックマン イン
スッルメント(Beckman Intsrug+enLs) (カリフォルニ
ア州バロアルト)が市販しているマイクロゼニープログラム(llicro(i
enieProgram)によって比較することができる。現在のプログラムは
一度に2つの配列しか比較できずそして全てのヌクレオチドが同等に重要である
点で制限がある。更に複雑な比較が可能であるが、更に強力な コンピューター
(例えばクレイ(Cray)コンピューター)が必要である。
ウォーターマン(冒aterman)、 M、 S、コンセンサスによる配列の
整列、Nuc、 Ac1ds、 Res、 14(1986)、9095〜91
02゜好ましい選択方法には複数の配列の整列および不変ブロックの同定が必要
である1次いで、最大の多様性(例えば、変異の代わりに挿入または欠失)を含
むようにプローブを選択する。DNAプローブは化学的に合成できるので好まし
いが、プローブはDNAかRNAかのいずれであってもよい。
病原性細菌のrRNAとの検出可能な結合に必要な相補性(相同性)の程度は、
ハイブリッド形成媒体および/または洗浄媒体の厳密性によって変動する。相補
性の程度は最適には100パーセントであるが、以下に記載するハイブリッド形
成媒体および/または洗浄媒体の厳密性を下げることによってrRNAの小さな
変動を相殺することができると理解すべきである。かくして、厳密性が低下した
条件下で相補性は100パーセントではないけれども、rRN^RNA少し塩基
が異なっている機能性プローブが可能である。それ故、厳密性の低下したハイブ
リッド形成条件下で認容できる程度の特異性を維持し乍ら、一定のオリゴヌクレ
オチドプローブの60%までを修飾することが可能である。更に、天然に生じる
ヌクレオシドをヌクレオシドの類似体で該プローブ内で置き換えることもできる
。本発明は、ポリ核酸プローブと称するとき、上記の種に及ぶことを意図するも
のである。
大量のDNAまたはRNAを得るためには、マニアチス(Maniatig)
T、等、分子クローニング: 実験室マニュアル、ニューヨーク州 コールドス
プリングハーバ−11982、に記載されたような伝統的なりローユング法を使
用して所望の配列をクローニングするかまたは市販で人手可能なりNAシンセサ
イザーを使用して化学的に合成してプローブを製造することができる。クローニ
ングの例は、リポソームRNA用のeDllAを複製ベクター、例えばpBR3
22、M13に挿入するかまたはSP6プロモーターを含有するベクターに挿入
すること(例えばSPa RNAポリメラーゼを使用して一重鎖RNAの生成)
、および細菌宿主を形質転換させることに関係があろう。DNAプローブは、溶
解して核酸を抽出し、選択した制限酵素で処理し、そしてゲル電気泳動によって
更に単離して宿主細胞から精製することができる。
DNAプローブは市販で入手可能な方法および装置を使用して化学的に合成する
ことができる。例えば、固体相ホスホラミダイト法を使用して15から50個の
間の塩基の短いプローブを製造することができる。本発明では、カリフォルニア
州フォスターシティ−のアプライドバイオシステムズ(^ppliad Bio
systems)のモデル3808 DNAシンセサイザーを使用し、同社から
供給された試薬を使用して短いDNAプローブを化学的に合成することが好まし
い。プローブは天然のヌクレオチド塩基、または天然のヌクレオチド塩基の既知
類似体からなることができ、標識部分に結合するように修飾した塩基も含まれる
。
図1のオリゴヌクレオチド配列は特異的な1SS rRNAの特異的領域とハイ
ブリッド形成してそれらを検出するプローブを表している。表3のオリゴヌクレ
オチド配列は特異的な23S rRNAの超可変領域とハイブリッド形成してそ
れらを検出するプローブを表しているか、限定するものと考えるべきではない。
プローブは、それ自体結合用の単一ユニットである上記配列または等価の配列か
らなるか、または非病原性関連細菌への結合能を有していない追加的配列からな
ることができる0表1に提供した非常に短い配列からなるプローブは同一の配列
の繰り返し単位(例えば、配列のコンカテマー)、細菌の1つの種に特異的な種
々の配列の混合物、更1こは口内疾病に関連した亘つまたはそれ以上の細菌種に
特異的である配列の混合物を有することができる。
このようなプローブが短い配列のコンカテマーを有し得る場合、上記の長いプロ
ーブは、例えば、僅か20個のヌクレオチドしか有していない「短い」プローブ
に本来値わる高いハイブリッド形成特異性を示す。このコンカテナーブローブ配
列はクローニングベクター配列内に含まれることができ、そして下記式で示され
る構造を有するであろう。或は、前記で定義した式[X −Y −Z ]n。
を有するコンカテマーは、適当な制限エンドヌクレアーゼを用いてクローニング
ベクターから切断することができよう。
プローブは、ハイブリッドポリヌクレオチドの存在を検出するために典型的に使
用される幾つかの方法の任意の1つによって標識することができる。最も一般的
な検出方法は、”H% ”ST、”s 、 ′4c * タハ”p テault
したプローブ等を用いてオートラジオグラフィーを使用することである。放射
性アイソトープの選択は選択されたアイソトープの合成の容易さ、安定性および
半減期による研究での優先性に拠る。他の標識には、フルオロフォール、化学ル
ミネセンス剤および酵素で標識した抗体に結合するリガンドがある。或は、プロ
ーブは、フルオロフォール、化学ルミネセンス剤または酵素のような標識と直接
抱合することができる。標識の選択は、必要な感受性、プローブとの抱合の容易
さ、安定性要件および利用可能な設備に拠る。
標識の選択によって、該標識をプローブに結合させる方法が決定される。放射性
プローブは典型的には、所望の放射性アイソトープを含有する市販で人手可能な
ヌクレオチドを使用して製造される。放射性ヌクレオチドは、例えばDIIAシ
ンセサイザーを使用することによって、DNAポリメラーゼ lによるニックト
ランスレージジンによって、ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフエラ
ーゼでプローブ、の3°末端に放射性DNA塩基を付加することによって、放射
性デオキシヌクレオチド、dNTPの存在下DNAポリメラーゼのフレノウフラ
グメントで特異的な挿入物を有する一11m 旧3プラスミドを処理することに
よってか、または放射性リボヌクレオチド、rNTPの存在下対応するRIIA
ポリメラーゼ(例えば、SF3 RNAポリメラーゼ)を使用して特異的なRN
Aウィルスプロモーター(例えば、SP6プロモーター)を含有するベクターか
らRNAを転写することによって、プローブ内に導入することができる。
プローブは放射性ヌクレオチドを使用して標識することができる。その際、アイ
ソトープはヌクレオチド分子の一部として存在しているか、または放射性成分は
、無機酸のような放射性成分、例えばIlpりん酸塩または100有機酸にエス
テル化されているかまたは標識に結合基を提供するようにエステル化されている
末端水酸基によってヌクレオチドに付加されている。求核性結合基、例えば1級
アミノ基を有する塩基類似体もまた標識に結合できる。
非放射性プローブはしばしば間接的な方法で標識される0例えば、リガンド分子
はプローブに共有結合する。
次いで、該リガンドは、本来的に検出可能であるかまたは酵素、フルオロフォー
ルまたは化学ルミネセンス化合物のような検出可能なシグナル系に共有的に結合
しているかのいずれかである抗−リガント分子に結合する。リガンドおよび抗−
リガントは広範に変動することができる。リガンドが天然の抗−リガント、即ち
ビオチン、ヂロキシンおよびコルチゾールのようなりガントを有する場合、標識
された天然生起の抗−リガントと一緒に使用することができる。或は、任意のハ
プテン化合物または抗原性化合物を抗体と組み合わせて使用することができる。
プローブは標識と直接組み合わせることによって標識することらできる。例えば
、クローニングされたDNAプローブは西洋ワサビのペルオキシダーゼまたはア
ルカリフォスファターゼに直接結合しており(Renz、 M、 およびKu
rz、 K、、DN^ハイブリッド形成用の比色法、 l1uc。
^cids Res、 12:3435〜3444.1984)、そして合成オ
リゴヌクレオヂドはアルカリフォスファターゼと直接結合している( Jabl
onski、 E等、オリゴデオキシヌクレオチド−アルカリフォスファターゼ
抱合物の調製およびハイブリッド形成プローブとしての使用、Nuc、 Ac1
ds、 Reg。
14:6115〜6128.1986並びにLi P、等、酵素を結合した合成
オリゴヌクレオチドプローブ:糞標本中の腸内毒素性大腸菌の非放射性検出、N
uc、^aids Res、■:5275〜52g?(19g?))。
標識として重要な酵素は第一義的には、フォスファターゼ、エステラーゼおよび
グリコシダーゼまたはオキシドリダクターゼのような加水分解酵素、特にペルオ
キシダーゼである。蛍光化合物にはフルオレセインおよびその誘導体、ローダミ
ンおよびその誘導体、ダンシル、ウンベリフェロン等がある。化学ルミネセンス
にはルシフェリンおよび2.3−ジヒドロフタラジンジオン類、例えばルミノー
ルがある。
ハイブリッド形成条件
約20から608M1%まで、好ましくは30%の極性6機溶媒からなる種々の
ハイブリッド形成溶液を使用することができる。1i1i常のハイブリッド形成
溶液は約50%(V/V)のホルムアミド、約0.5〜IMの塩化ナトリウム、
約0.05〜o、iMの緩衝液、例えばクエン酸ナトリウム、トリス−HCl、
ピベス(PIFES)またはヘペス(IIEPES) (pH範囲、約6〜9)
、約0.05〜0.2%の洗浄剤、例えばドデシル硫酸ナトリウム、 または0
.5〜20mWのEDTA、フィニル(約300〜500キロダルトン)、ポリ
ビニルピロリドン(約250〜500キロダルトン)および血清アルブミンを使
用する。
典型的なハイブリッド形成溶液には約0.1〜5 @g/mlの非標識キャリヤ
ー核酸、 フラグメント化した 核酸DNA、例えばウシ胸腺若しくはサケ精子
DNA、または酵母RNA。
および任意に約0.5〜2%(曹/V)のグリシンも含まれる。
種々の極性の水溶性剤または膨潤剤、例えばポリエチレングリコールを含有する
容積排除剤、ポリアクリレート若しくはポリメチルアクリレートのような陰イオ
ン性ポリマー、および硫酸デキストランのような陰イオン性す・カロイドボリマ
ーのような他の添加剤も含有することができる。
約2〜4滅、好ましく3MのGuSCN、約0.01〜0.1Mのトリス(pH
範囲、約6.0〜8.5)、約0.1〜5%(w/v)の濃度のドデシル硫酸ナ
トリウムのような洗浄剤お上び0,01〜0.1MのEDTAからなる別のハイ
ブリッド形成溶液を使用することができる。他の添加剤、例えばキャリヤーDN
A若しくはRNA、 または子ウシ血清アルブミン若しくはゼラチンのようなタ
ンパク質を含有することらできる。ハイブリッド形成溶液の厳密性は約0−10
%、通常は5%のホルムアミドで調節することができる。
特別のハイブリッド形成技術は本発明には必須ではない。ハイブリッド形成技術
は一般的には、核酸ハイブリッド形成: プラクチカルアプローヂ (Prac
ticalApproach)、ヘーメス(flames) B、 D、および
ヒギンス(lliggins) S、 J、編、 IRLプレス、1987 、
ガル(Ga11)およびパーデs −(1’ardue) (1969)、Pr
oc、 1lat1.^cad。
Sci、、 U、S、A、、63:378〜383並びにジョン(John)、
バーンスタイル(l1urnsLeil)およびジローンズ(Johns)(1
969)Nature、 223:582〜587に記載されている。ハイブリ
ッド形成技術で改良がなされるのに伴って、それら技術は容易に適用できる。こ
のような改良の1つは1987年12月9日に提出した出願番号第130.75
4号、本発明者の文書記録11652〜11655 (参照文献として本明細書
に組み入れる)の主題であり、これはハイブリッド形成速度を高めるために超音
波エネルギーを使用することに関するものである。この改良は本明細書に記載し
たプローブの特異性に影響を与えない任意の段階である。
ハイブリッド形成溶液中に存在する標識プa−ブの量は、標識物の性質、標的細
胞核酸に合理的に結合し得る標識プローブの量およびハイブリッド形成媒体およ
び/または洗浄媒体の厳密性によって非常に広範に変動することができる。一般
的には、標的核酸の化学量論的量を実質的に超えるプローブが、標的DNAへの
プローブの結合速度を高めるために使用される。
ハイブリッド形成に関する種々の厳密度を使用することができる。ハイブリッド
形成条件が厳しくなるにつれて、デュプレックスを形成させるためにはプローブ
と標的間の相補性の程度が大きくならなければならない。厳密度は温度、イオン
強度、pHおよびホルムアミドのような部分的変成溶媒の存在によって制御する
ことができる。
例えば、ハイブリッド形成の厳密性は、ホルムアミドのQ IKを0%から50
%までの範囲内で操作して反応溶液の極性を変えることによって好都合に変更さ
れる。使用する温度は一般に約20@から80℃の範囲、通常は301から75
℃の範囲内である。50%のホルムアミド中15〜504[I ノヌクレオチド
プローブでは、最適温度範囲は221から65℃まで変動することができる。定
型的な実験では、満足のゆくハイブリッド形成を室温で可能にする条件を典型的
に決定することができる。
本発明で使用するアッセイ試験プロトコールは核酸ハイブリッド形成の分野で慣
用のらのであり、標的とプローブポリ核酸が共に溶液となっている単−相ハイブ
リッド杉成および標的かまたはプローブポリ核酸かのいずれかが固定支持体に固
定されている混合相ハイブリッド形成の両者が含まれる。アッセイ試験プロトコ
ールは変動するので本発明を限定するものとは考えられない。単−相ハイブリッ
ド形成の一般的総説は核酸ハイブリッド形成:プラクチカルアブローチ、ヘーメ
スB、 D、およびヒギンスS、 J、編、IRLブレス、1985および固体
支持体に固定した核酸のハイブリッド形成、メインコス(Meinkoth)
J、 およびワー (fah) G、、AnalyticalBioches
isLry、 238.267〜284頁、】984を読むことによって得ら
れる。
細菌の培養コロニーはコロニーハイブリッド形成技術を使用してアッセイするこ
とができ、その際口内病原性が疑われる細菌は標的ポリヌクレオチドに暴露する
前にフィルター上に平らにおいて吸着させる( Grunsteinおよびll
ogness%Co1ony IIybridizaLion in Meth
ods orEnzysoloHy%Ray Wu編、]979.68巻。68
,379〜409頁、並びにProc、 NaLl、 Acad、 Scj、υ
、S、A、、72巻、No、 10:3961〜3965.1975)。 コロ
ニーは、核酸を電気泳動で分離しそして病原性口内細菌の種を識別するために設
計したプローブに分離した種を暴露することによって同定することもできる。リ
ポソームRN^はアルウィン(^1冑1ne)J、 C,等、Proc、 Na
tl、Acad、 Sci、υ、S、A、、74(12)巻:5350〜535
4(1977)の方法を使用して検出することができる。 リポソームゲノム領
域を有するD)IAの電気泳動分離技術は1021310107:(に記載され
ている。
本来のハイブリッド形成法も本発明に適用可能である。・本来のハイブリッド形
成とは、ポリヌクレオチドプローブを使用する細菌細胞の同定のことを言い、そ
の際無傷細胞が固定化されて標的として提供される。下記の2つの総説:ジンガ
ー(Singer) R,H,等、Biotechniques。
4(3): 230〜250(1986)および ハーセ(Haase)等、
MeLhods in Vjrology、4巻、189〜226頁(1984
)は本来のハイブリッド形成技術分野の概論を提供しており、本明細書に参照文
献として入れる。
GuSCN−溶解細菌から得た核酸はニトロセルロースまたはニドラン(Nyt
ran)に直接固定化して適当なプローブとハイブリッドを形成させることがで
きる。GuSCN−溶解物はホルムアルデヒド含有緩衝液で希釈し、ニトロセル
ロース上に配ダリしく5lot)、そして80℃で加熱して核酸を変性さ0る。
アッセイ試験プロトコールの使用に拘わらず、細菌細胞は中程度の温度で長時間
ハイブリッド形成溶液に接触させたままにしておくべきである。単相アッセイで
は、二!r[鎖デュプレックスは、S1ヌクレアーゼ消化の後デュプレックス分
子を析出させるかまたはヒドロキシアパタイトと結合させて一重鎖核酸から分離
することができる。
混合相アッセイでは、支持体に固定した核酸を、ハイブリッド形成溶液で提供さ
れたような、同様な濃度の塩化ナトリウム、緩衝液および洗浄剤を有する洗浄溶
液中に入れる。洗浄溶液中で支持体を維持する時間は数分から3時間またはそれ
以上まで変動させることができる。
ハイブリッド形成かまたは洗浄媒体かのいずれかが厳密であることができる。典
型的には、混合相アッセイでは、最もしばしば厳密性を決定しそして誤った組み
合わせのデュプレックスの解離を促進するのは洗浄溶液である。希釈した緩衝塩
化ナトリウム溶液を用いて室温で支持体を1すいだ後、標識の性質に従ってデュ
プレックスの存在を支持体でアッセイすることができる。
標識が放射性である場合、プローブの存在はシンチレーシ9ンカウンター中で検
出することができる。更に好都合には、混合相アッセイでは基質を乾燥して慣用
のオートラジオグラフィープロトコールの任意の番号のX線フィルムに暴露する
ことができる。。
標識が蛍光性である場合、試料を先ず特別の波長の光で照射して検出する。試料
はこの光を吸収し、次いで検出器によってキャッチされる 別の波長の光を放つ
(Physical Biochemistry、 Froffelder、
D、、y、 n。
Freemal & Go、、 537〜542頁、 1982)。
標識がハプテンまたは抗原である場合、試料は抗体を使用して検出することがで
きる。これらの系では、シグナルは蛍光分子または酵素分子を抗体に付加させて
生じさ仕る;場合によっては抗体は放射性プローブで標識する* (Tij
sgen、 P、、 PracLice and Theory or
εnzy*e1msunoassays、生化学および分子生物学におけ
る実験室技術、Burdon、 R,R,van Knippenberg
、 Ph、 H,、Elsevier編、9〜20頁、1985)。
1つの検出方法はビオチンと組み合わせた酵素検出である。蛍光は選択的標識で
あるが、ビオチン化したペルオキシダーゼまたはアルカリフォスファターゼのよ
うなアビジンまたはストレプトアビジンと組み合わせた酵素標識が好ましい。酵
素と抱合したアビジンまたはストレプトアビジンは酵素をプローブに直接結合さ
せて使用することもできる(Ilaase等、上記)。好ましい酵素はペルオキ
シダーゼまたはアルカリフォスファターゼである。
特に好ましい方法ではプローブに直接抱合した酵素が使用される。好ましい酵素
はアルカリフォスファターゼおよびペルオキシダーゼである。酵素をオリゴヌク
レオチドと抱合させる方法は既知である。Nucleic Ac1d Res、
、14:6115 ”” 61288(1986)および1luc1. Ac1
d Re++、、15:5275〜5287(1987)。
好ましいアブセイプロトコールは試料を培養しないで直接試験することに関する
ものである。これらのプロトコールは、本発明が特別の適用を有している感受性
を更に必要とする。口の病原性細菌を有していると思われる試料は先ず、洗浄剤
と2価金属キレート剤の緩衝溶液、または洗浄剤、還元剤および2価金属キレー
ト剤を含有するカオトロピック塩緩衝溶液のような溶解溶液に付す。
この試料は直接支持体に固定するかまたは核酸を抽出するように更に処理するこ
とができる。放出されるかまたは抽出された細菌核酸(標的核酸を含有している
)は、セルロース、ナイロン、ニトロセルロース、ジアゾベンジロキシメチルセ
ルロース等のような固体支持体に固定する。
好ましい例では、 アブセイブロトコールは サンドウィッチタイプのアッセイ
である。サンドウィッチタイプアッセイの主要な構成要素は固体支持体である。
固体支持体は、標識されておらずそしてrRN^配列の1部分に相補的である固
定化された核酸プローブを吸着しているかまたは共有結合している。表4に示し
たような、二次的および三次的相互作用が最小であるリポソームRN^の領域と
ハイブリッド形成するようなプローブが好ましい。
このようなプローブの利点は、ハイブリッド形成が試料核酸を加熱変性する追加
的工程を用いないで実施できることである。次いで、口の病原性細菌を含有して
いる疑いのある試験試料をハイブリッド形成媒体中の固体支持体と接触させる。
最後に、病原性細菌のrRNAの異なる配列と相補的な、可溶性の標識をした第
2のプローブを固体支持体上の固定核酸プローブとハイブリッド形成デュプレッ
クスを作っているrRNAとハイブリッド形成させる。
次いで、使用した標識に従って細菌の存在を測定する。第2のプローブを試験試
料と同時にハイブリッド形成アッセイに添加することができることに注目すべき
である。更に、第2のプローブはrRNAの不変領域かまたは超可変領域かのい
ずれかとハイブリッド形成することができる。二次的および三次的相互作用が最
小であるリポソームRNA (表4)、例えば16SリポソームRNAではUP
7BまたはUP9^、そして23SリポソームIIINAではυPI 211ま
たは23[IPHの不変領域に由来するプローブが好ましい。 このようなプロ
ーブの利点は、核酸を加熱変性する工程を追加することなくハイブリッド形成が
実施できることである。種々の検出方法の一般的な参照文献は、ヘーメスB、
D、およびヒギンズS、 J、、Nucleic Ac1d Hybridi−
zaLion、 IRLプレス、オックスフォード、1985中に見ることが
できる。 DNAプローブを用いる サンドウィッチアッセイの参照文献は デ
ュン(Dunn)およびハラセル(tlassell)、Ce1l、 12@、
23〜26頁、1977並びにランキ(Ranki)等、米国特許第4.486
.539号である。
本発明のオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド酸プローブは、口の病原性
細菌、特に表1に開示した種の存在または不存在を迅速に決定するために使用で
きるキット中に含めることができる。キットはこれら細菌の存在をアッセイする
のに必要な全ての構成要素を有してハイブリッド形成用の乾燥形紡かまたは液体
形態のハイブリッド形成溶液、並びに所望しないデュプレックスとなっていない
ポリヌクレオチドの洗浄および除去用の溶液、標識されたデュブプレクス検出用
の基質、および任意に、標識検出用の器具を 有している。
本発明の更に特別の実施態様にはサンドウィッチアッセイの概念を利用するキッ
トが包含される。このキットは、患者の口から試料を採集するための第1の成分
、例えばかき取り器具または紙魚、収容用バイアル、並びに試料の分散および溶
解用の緩衝液を有している。第2の成分は標的およびプローブポリヌクレオチド
のハイブリッド形成用並びに所望でなくそしてデュップレクスとなっていない形
態のものを洗浄によって除去するための乾燥状態かまたは液体状の媒体を打して
いる。第3の成分は、試験される細菌種の163 rRNAかまたは23S r
RNAかのいずれかの1部分に相補的である非標識核酸プローブが固定化される
かまたは抱合される固体支持体を有している。複数の標的分析の場合には、それ
ぞれリポソームRNA自体に特異的である1つ以上の捕獲プローブは、探索棒の
種々の非連続領域に適用される。第4の成分は、第3の成分の固定化され標識さ
れていない核酸プローブがハイブリッド形成する同一のrRNAllの第2の異
なる領域に相補的である標識プローブを有している。本明細書に記載したプロー
ブ成分は、凍結乾燥した核酸のような乾燥形襲若しくは、アルコール析出した核
酸のような沈殿形態または緩衝液中のプローブの組み合わせ物を含んでいる。標
識は上述した任意の標識が可能である。例えば、プローブは慣用の手段を使用し
てビオチン化することができ、ビオチン化したプローブの存在は、西洋ワサビペ
ルオキシダーゼのような酵素と抱合したアビジンを添加して検出することができ
、次いで、該プローブは、ペルオキシダーゼと反応したときに目でモニターする
か比色計または分光光度計による器具使用によってモニターすることができる基
質と接触させることができる。この標識化方法および他の酵素タイプの標識は経
済的であり、高感受性であり、そして放射性標識方法と比較して比較的安全であ
るという利点を存する。標識プローブを検出する種々の試薬並びに、指示、陽性
および陰性対照、そして種々の成分を処理し、混合し、反応させる容器のような
キット用のその他の材料によってアブセイキットは完備されよう。
以下の実施例は説明のために提供するものであって限定するものではない。
細菌細胞は溶解溶液(20mg/sl リゾチーム、25%庶糖蔗糖05M ト
リス、pH8,10+*M EDTA)中に再懸濁し、そして37℃で30分間
インキュベートする。ドデシル硫酸ナトリウム(1〜2%(V/V) )および
プロナーゼE(IB/+el)またはブロテイナーゼX (200μs/ml)
を加え、そして溶液を37℃で30分間インキュベートする。溶解物はフェーノ
ール:クロロホルム(1: l、v/v)で 2回抽出し、次いでエタノールで
析出させる。核酸はベレットにし、70%(V/V)のエタノールで洗浄し、
そしてl×丁E緩衝液(10μM)リス、pl+8、l■M EDTA)中に再
懸濁さけて約I−g/mlとする。 再懸濁核酸は一70℃で貯蔵する。
1(、オリゴヌクレオチド配列付加プライマーrRNA用の普遍的な配列付加ブ
ライマー(Ul’)は、レーン等が記載した( Proc、 Natl、Aca
d、 Sci、 U、S、^1.82.6955〜6957 (1985))と
おりのものであった。本明細古でLIP4B1Ur’8BおよびUP6Bと称し
、そして下記配列UP4B: GCTGGCACGGAGTTAGCCGFUP
8B: CACGARCTGACGACARCCATGC;UP6B: TA
CGGNTACCTTGTTACGAC;を有する更に3つのプライマーを設計
して配列決定用に使用した。
C2配列決定反応
配列決定のプロトコールは、サンガー(Sanger)、 F。
等によって記載され(Proc、 Natl、Acad、 Sci、 IJ、S
、^4.74.5463〜5467 (1977))、レーン等によってrRN
^鋳型用鋳型台させた (Proc、 1lat1. Acad、 Sci、υ
、S、A、、82.6955〜6959 (1985))、 ジデオキシヌクレ
オチド終結鎖伸長法を修正したものである。配列付加ブライマーはT4ポリヌク
レオチドキナーゼを使用してalp−^TPで放射線的に標識した(50μCi
”P−^丁P、 3000Ci/膳菖o1.オリゴ30111ngおよびキ
ナーゼ10ユニツト当たり)、、放射線的に標識したプライマーはエタノールで
析出させ水に再懸濁して30μg/mlとした。
標準的な配列決定反応は次のようにして行われる。プライ?−2u(lを細菌核
酸溶液(0,5〜25mg/sl) 3 u (1゜5XIIYBg衝液(50
05M KCI、 250mM トリス−Itch pH8,5)2μeおよび
H,03μQ1に加える。混合物を100℃で2分間加熱し、次いで室温まで冷
却する。この混合物に、5x RTal衝液(25hM トリス−tlCI、
pH11,3,25(lsM KCI、50−Mジチオスレイトール、 50m
M MgC1t) 4 p(1,II、05u(lおよび逆転写酵素(2001
J/lt (2,Bethesda Re5oarchLaboratorie
s、 メリーランド州 ガイザースバーグ)2μeを加える。3μgの分別量
をピペットで採取してデオキシヌクレオチド/ジデオキシヌクレオチド混合物(
A+17μM dATP、 300BM dCTP、 330BM dGTP、
330BM TTP。
1258M ddATP、 C: 330BM dATP、 ITμM dCT
P、 330μMdGTP、 330BM TTP、 125μM ddCTP
、 G : 330BM dATP。
330μ−dCTP、 17μM dGTP、 330BM TTP、 250
BM ddGTP。
T: 330Blid^丁P、 330BM dCTP、 330μ
M dGTP、 17μ MTTP、 +25μM ddTTP) 2μ
C中に入れる。反応は43℃で15分間インキュベートする。チェイス(cha
se) (330μMdATP、 dCTP%dGTP、 TTPプラス逆転写
酵素400ユニット)2μeを各反応に加える。反応は更に43℃で15分間イ
ンキュベートして、負荷溶液 (95%ホルムアミド、2.5%キシレンシアツ
ール、 2.5%ブロムフェノールブルー)6μgを添加して終結させる。反応
生成物は8%のポリアクリルアミド変性ゲル上で電気泳動し、そしてオートラジ
オグラフィーで視覚化した。配列決定反応はまた上述の方法と類似した反応条件
下で非標識配列付加ブライマーおよび[′sS]dATPを使用して実施するこ
ともできる。
オリゴヌクレオチドは β−ノンアノエチルホスフォールアミダイト化学よって
アプライドバイオシステムのDNAシンセサイザーモデル380Bで合成した。
オリゴヌクレオチドはポリアクリルアミドゲル電気泳動によってかまたは高圧液
体クロマトグラフィーによって精製しアプライドバイオシステムのユーザーブレ
チン13号: [合成オリゴヌクレオチドの計価および精製J 、1984年1
1月9日、に詳記されているようにして溶離した。好ましい配列は表1を参照。
次の方法がキューレットかき取り物かまたは培養細菌のいずれかに適用可能であ
る。試料(−70℃で貯蔵)500μaは次の段階で解凍して直ちに処理する。
試料がプラク試料または希釈細菌試料である場合、非関連キャリヤーオリゴヌク
レオチド(24塩基) 1100nを試料に加える。蔗糖溶解緩衝液(75%(
v/v)滅菌蔗糖、io+sM EDTA。
10■M EGTA、 50@M トリス−11CI (pH8,0)) 25
0μCを試料に加え手短にうず巻状に撹拌する。新たに作成したリゾチーム(0
,25X細菌庶糖溶解緩衝液中10mg/ml、SigsaChemical)
50μm2を加え、そして試料を37℃で15分間インキュベートする。次い
で、10%SDS 75μaを加え、試料を手短にうず巻状に撹拌する。プロナ
ーゼE’(losg/ml。
Sigma Chemical; Maniatis等、分子クローニング:実
験室マニュアルに従って自己消化した)75μgを加え、試料を手短にうず巻状
に撹拌して、37℃で30分間インキュベートする。試料はフェノール:クロロ
ホルム:イソアミルアルコール(24:24二1 、v/v/v)で2回抽出し
て、水性相をとっておく。中間相が澄明でない場合、クロロホルムで再び抽出し
て水性相をとる。次いで、試料は凍結乾燥して300Mgにまで濃縮し、 これ
に7.5M Flll、OAcAc溶菌溶液150μ
加える。次いで試料を混合して一70℃で30分間またはそれ以上貯蔵して核酸
を析出させ、そしてペレットは4℃で10分間遠心して回収する。核酸ベレット
は95%エタノール1.51で1度洗浄して手短に乾燥し、次いでTE滅菌緩衝
液(10xM)リス−11CI pH7.5、0.1mM EDTA) 400
u Qに再懸濁する。
F. a)核酸のニドラン膜への固定化抽出した細菌核酸は次のようにしてニド
ラン上に固定化する, TE中の核酸( 6 u g/380s1未満)38
0μeおよび200sllピベス(pl’l 7.42) 20μeを混合して
ピペスの最終濃度を20−關とする。試料を100℃に90秒間加熱し、氷/水
浴中で速やかに冷却し、次いでンユライヒャーアンドシュウエル( 5chle
icher and 5chuell )にューハンプシャー州キーネ)のスロ
ットプロット装置を使用してニドラン膜上に適用する。スロツティングは20分
間の加熱処理内に終了すべきである。スロットは10x SSC ( 1.5M
NaCl、0. 1511クエン酸ナトリウムpH7、Q) 200μ+で洗浄
し、固定化した核酸を有するニドラン膜は80℃で1時間焼き、ニドラン膜は吸
収紙の間で室温で貯蔵する。
FJ)ニトロセルロース膜への細胞溶解物の直接的固定培養した細菌またはプラ
ク検体の細胞ベレットは、3M GuSCN, 2% (W/V)サルコシル(
sarkosyl)、50d トリス−11CI ( pH7.6) 、1 0
mM EDTA,および1%(V/V)メルカプトエタノールの100μeに再
懸濁し、そして室温で10分間インキュベートする。この溶液に0.3容量の2
0 X SSC。
次いで37%ホルムアルデヒド0.2容量を加えて、55℃で15分間インキュ
ベートする。 15XSSC中で連続希釈し、そして核酸溶液をニトロセルロー
ス(予め水で濡らし、5xssc中に10分間浸す)上にスロットする。このフ
ィルターを真空下80℃で2時間焼き、吸収紙の間で室温で貯蔵する。
プローブはマニアチスT9等、分子クローニング;実験室手引書、 ニューヨー
ク州 コールドスプリングハーバ−11982によるポリヌクレオチドキナーゼ
( 200ngのオリゴヌクレオチド、60tICi ”I’−ATPおよU2
5μ(1B5に中40ユニットのT4ポリヌクレオチドキナーゼ)によって■p
で標識し、エタノール析出およびエルチップ( EIuLiP) − Dクロ?
トゲラフ4 − ( 5chleidher andSchuel I )によ
って精製する。或は、プローブはNll5−LC−ビオチン( Pierce
Chemical Co.イリノイ州ロックフォード )でビオチン化した5°
末端のエチルアミン基で合成し、エルチップ−Dクロマトグラフィーで精製する
。
ニドランまたはニトロセルロース器上に固定した核酸は0、6M NaC1,
90mM )リス−11CI ( pH8.0)、10xM EDTA、5X
デンハルト( DenhardL)溶液、30%脱イオン化ホルムアミド、 0
.1%SDSおよび100μm/1のフラグメント化した酵母RNA中42℃ま
たは0.9M NaC1, 90sklナリスー11cI(pH8.o)、10
5M EDTA, 5 Xデンハルト溶液、0.1%SDSおよび100μm/
IIのフラグメント化した酵母RNA中50℃で5 B/mlのオリゴヌクレオ
チドプローブと ハイブリッド形成させる。ハイブリッド形成は50−1のポリ
プロピレン管中または密封した「ミクロシール( r Micro−3eal
J )プラスチックバッグ( Dazey Corpl、カンザス州インダスト
リアルエアポート)を用いて回転振とう器上適当な温度で1時間またはそれ以上
実施した。膜は先ず0.09M1tac1, 9mM トリス−RCI (
p[、o)、 1 mM EDTAおよび0.1%SDS中室温で洗浄し、次い
で同一の洗浄緩衝液中50℃で洗浄した(厳密な洗浄)。別の厳密な洗浄は3.
1Mテトラエチルアンモニウムブロマイド、50廁滅トリス−IICI(pl+
8.0)、2 mW EDTAおよび0.1%SOSを用いて29℃で実施する
ことができる(この方法では、テトラエチルアンモニウムブロマイド洗浄に先立
って, 0.911 11aC1, 90 vhMトリス−11cI ( PI
I8.0)、10■關EDT^による前洗浄が必要である)。
方法B
膜上に固定化した核酸は、 3 M GuSCN, 5%ホルムアミド、5GI
IMトリス( pH7.6)、10mM EDTA, 2%サルコシル中で方法
Aで記載したようにして0.5〜24時間5 ng/@1のオリゴヌクレオチド
プローブとハイブリッド形成させる。この膜は、0.09M NaCl、’J+
M)リス−〇CI ( pH8.0)、1 mM EDTAおよび0.1%SD
Sを含有する溶液を用いて室温で2分間2回洗浄する。”paaプローブを使用
したとき、核酸はオートラジオグラフィーで視覚化した。ビオチン化したプロー
ブを使用するとストレプトアビジン−アルカリフォスファターゼまたはストレプ
トアビジン−ペルオキシダーゼとのインキュベージタン、次いで実施例2に記載
する発色が必要である。
H.ハイブリッド形成プローブの検出
alpで標識したハイブリッド形成プローブはオートラジオグラフィーで検出し
た。ビオチン化プローブはブチクーアルク( Datek−alk)キット(ア
ビジン−アルカリフォスファターゼ; Enzo Bioche鵬、ニューヨー
ク州ニューヨーク)またはDNA検出キット( ストレプトアビジン/ビオチン
化アルカリフォスファターゼポリマー:BeLhesda Re5earch
Labs、メリーランド州ガイザースバーグ)で検出した。
■、二次的および三次的相互作用が最小の領域に相補的16Sおよび23Sリポ
ソームRN^の予測される二次構造によるヌクレオチドの化学的および酵素的利
用可能性を観察した。モアズド(Moazed) Do等(19H) J、 M
o1. Biol。
187:399〜416゜ノラー(lloller) If、 F、等(198
1)NucJeic^cidg Res、 9:61B7〜6189゜ しかし
乍ら、相補的オリゴヌクレオチドプローブに対するこれら領域の利用可能性は予
測可能でない。 ラザスタ−(La5ater) L、 S、等(198g)
BioehemisLry 28:4687〜4695゜二次的および三次的
相互作用が最小であるリポソームRNA Q′)領域は溶液ハイブリッド形成お
よびサンドウィッチ アッセイ法によって特定される。例えば、精製したリポソ
ームRNA(1〜5 u g) 1.t O,09M NaC1,91III)
’) ス−11cI(pl+8.0)およびI mW ED丁^、または3
M GuSCN、 2%サルコシル、5゜−關 トリス−+1CI (pH7,
6)、l0mM EDTA11%メルカプトエタノールおよび5%ホルムアミド
中、tapで棹識した表1および表2のような相補的オリゴヌクレオチドプロー
ブ(5〜1O*g)とハイブリッド形成させた。
15分間から1時間ハイブリッド形成さゼた後、試料をアガロースゲル電気泳動
に付して16Sおよび23SリポソームRNAサブユニツトを分離し、 そして
オートラノオグラフィーでオリゴヌクレオチドプローブ: rRNAハイブリッ
ドを視覚化させた。それぞれのリポソームRNAサブユニットに特異的なハイブ
リッド形成を示したオリゴヌクレオチドプローブはサンドライブチアッセイ方式
で更に試験した。この方式では試験オリゴヌクレオチドプローブは固体支持体に
共存結合させた。標的リポソームRN^は試験オリゴヌクレオチドおよび0Pで
v!A識したシグナルオリゴヌクレオチドプローブ、例えば16SリポソームR
NAではUr’7B若しくはUP9Aまたは 23BリポソームRN^ではUP
12B若しくは23UPHの存在下、上記方法Bで記載したGuSCNハイブリ
ッド形成溶液を使用してハイブリッドを形成させた。2〜15時間ハイブリッド
形成させた後、固体支持体からハイブリッド形成していない核酸を洗い流し、そ
して試験オリゴヌクレオチドプローブによって捕獲されたリポソームRNAの量
を液体シンヂレーシジン計数で定量した。
実施例2
オリゴヌクレオチドプローブにアルカリフォスファターゼが直接抱合すると、酵
素と間接的に結合するオリゴヌクレオチドプローブ(例えば、ビオチン化したプ
ローブ)を使用するアッセイ法に必要な幾つかの段階か省略される。
短いプローブへのアルカリフォスファターゼの直接的抱合には異種二官能性試薬
による抱合がかかわっている。
合成プローブは、末端5°−ヒドロキシルに付加するリンカ−アーム試薬を用い
て本明細書に記載したようにして合成する。
末端アミノ基を有するアミノヘキシルリンカ−アームは、自動DNAシンセサイ
ザーでの合成最終段階として合成オリゴデオキシヌクレオチドの5゛−ヒドロキ
シルに結合される。リンカ−アーム導入に使用される試薬は6−(メトキシトリ
チルアミノ)へキシル−2−シアノエチル−N、N−ジイソプロピルフォスフオ
ールアミダイトであり、これはB、 A、 コノリー(Co1nolly)、
Nucl、^aidsRes 、、15:3131 (1987)が記載した、
3−(メトキシトリチルアンミノ)プロピルメチル−11,N−ジイソプロピル
フォスフオールアミダイトの合成と同様にして6−アミノヘキサノールから製造
する。リンカ−アームをプローブに結合させ、保護基を外したプローブはコノリ
ー参照文献に記載された方法と同じようにして精製する。
オリゴヌクレオチドは先ず、チオール反応性剤トサクンンイミジル(4−ヨード
アセチル)アミノベンゾエート(rslABJ )を用いてアミノリンカ−アー
ムから誘導する。5IAI3−オリゴヌクレオチドはオリゴヌクレオチド300
μgに5IAB 1.2Bを添加し、室温で1時間インキュベートし、そして2
0mMりん酸すI・リウム(pH6,0)、5aMEDTAで平衡化させたG−
25カラムで脱塩して製造する。このプローブ誘導体はアルカリフォスファター
ゼとカップリングさせることができ、以下に記載するようにして修飾される。
アルカリフォスファターゼはジチオビス(サクシンイミジルブロビオネート)
(rDsPJ )を用いて アルカリフォスファターゼ4mgにDSP 8(I
Qμgを加えてチオール化する。室温で30分間反応を進行させる。次いで、反
応混合物は、ジスルフィドを還元するために室温で15分間ジチオスレイトール
で処理し、そして20m+)lりん酸ナトリウム(p)16.0)で平衡化した
G〜25カラムで脱塩する。
5AIB−オリゴヌクレオチドは、4:1のオリゴヌクレオチド:アルカリフォ
スファターゼ比でDSP−アルカリフォスファターゼと混合する。、5MNaC
lを反応に加えてNaC1の最終濃度を3旧こし、 I)Hは 0.1容量のI
M)リス(pr(7,5)で7.5に調整する。カップリング反応は一夜(16
時間)進行させ、次いでN−エチルマレイミド(1O*g/■1を2μQ)で停
止させる。抱合体はPicoカラムでゲルろ過によって遊離のオリゴヌクレオチ
ドから分離し、そして遊離のアルカリフォスファターゼはDEAEセルロースク
ロマトグラフィーで除去する。
西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)は先ずNa1O*(104: )IRP
、 160 : 1 )と処理して糖ジオールを酸化する。室温で15分後、セ
ファデックスG−25でゲルろ過して10、を除去し、これを1 園ll II
aOAc (pH4,5)中20mg/m1未満にまで濃縮する。次いで、濃縮
したHRPを使用してダーヘキシルアミンリンカーアームを存する オリゴヌク
レオチドのベレットを再懸濁する。再懸濁した後、反応混合物のpHは炭酸塩緩
衝液を用いて9.5に調整し、NaBLCNを加えて50鵬旧こする。反応は室
温で16〜20時間進行させ、生成物はGF−250カラム(Dupont)を
使用してIIPLCで分離する。プローブ−酵素抱合体は以下のようにして試験
する。フッバクテリウム ヌクレアタム(FusobacLeriu層nucl
eaLus)またはバクテロイデス ジンジバリスのゲノムDN^を連続希釈し
てヒト胎盤DNA中に入れ、加熱変性し、そしてニドラン膜上にスロブ)・状に
して適用したe Bg−1B:IIRP C30% ホルムアミ ド、0.6
M NaCl、 9G−M ) リX −IICI (all8.0)、10
mM EDTAおよヒ0.1% SO3中 1100n/ml)は 固定化し
たDNAと室温で1時間ハイブリッド形成させ、ソL、 テ0.45M NaC
l、 45mM )すX −flcl (pH8,0)、5μM EDTA (
PH8,0)および0.1%SDS中、50℃テ20分間洗浄した。洗浄溶液を
除去し、基質溶液(100−舅へペス クエン酸−りん酸緩衝液(pH6,5)
、90MM3−メチルー2−ベンゾチアゾリノン ヒドラゾン、65M4−メト
キシナフトールおよび48M LO*または19mM 9−アミノエチルカルバ
ゾール、 1100a 1taOAc (pH4,5)および7μMrr*Ox
)を加えた。ハイブリッド形成したプローブはバクテロイデス ジンジバリスD
NAスロット上で それぞれ青色または褐色の析出物として検出した。
Fn−IB:アルカリフォスファターゼまたはBg−IB:アルカリフォスファ
ターゼは、上記のようにして室温で1時間ニドラン膜とハイブリッド形成させた
。この膜を上記のようにして洗浄し、基質溶液(70%ジメチルホルムアミド中
0.6nMのニトロブルーテトラゾリウム、 O,1M トリス−IICI(p
H9,5)中0.6@菖の5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルフォスフェ
ート、 O,1M NaC1,50mM lllgcL)を加えた。ハイブリッ
ド形成したプローブは、それぞれP、ヌクレアタムまたはB、ジンジバリスのD
I^スロット上で青色析出物として検出した。
Bg−IB:IIRPプローブとのサンドウィッチハイブリッド形成は次のよう
にして行った。PBS (l50−M 1lacl、lO勇關りん酸ナトリウム
、pH7,01)中のBg−5B:5IABプローブの濃度を変えて、システア
ミンで誘導したパル(Pa1l)イムノアワ4−1−ティー膜(Pa1l Co
rporatior+、ニューヨーク州イーストヒルズ)に固定した。この膜は
、PBS中パルイムノアフィニティー膜(0,2μの孔サイズ)をlO鵬にのシ
スタミンと抱合させた後洗浄し、シスタミン−誘導膜をDTTで処理(loml
ll、 25℃で30分間)してシステアミン−誘導膜を作った。非−共有的に
固定化したプローブは、PBS中90℃で加熱して上記膜から除去した。パル:
Bg−5Bll!は、DNA標的(Bg−5Bに相補的)およびBg−I B:
l RP (Bq−IB: 5 ’ GAATAACGGGCGATACGA
GTATTGATTGAATGTACCGTコー、AG)ゝ高P;ゝ゛T
AAGCATCGG1;ゝ゛TAAGCATCGGコ1%ホルムアミド、91)
+kl トリス−IICI (all 8.0) 、1G+akl EDTA
、 0.1%SDS中42℃で30分間ハイブリッド形成させた。コンプレック
スは、 0.09M NaC1,9sM)リス(all8.0)、l mM
FDTA中50℃で20分間洗浄した。洗浄溶液を傾瀉し、4−クロロ−メトキ
ンナフトール基質を加えた。室温で15分間インキュベートした後、ハイブリッ
ド形成したBg−1+1:IIRPは、パル: 8g51311:l上で青色析
出物として検出した。同様にしてハイブリッド形成した精製Bg 16s rR
N^も、Bg−IB:HRPおよびパル:Bg5Bとのサンドウィッチハイブリ
ッド形成によって検出した。
実施例3
日、ジンジバリスの種々の濃縮物は3 M GuSCN、 5%ホルムアミド、
50@M トリス−ncl (pH7,6)、10+IM EDTA。
2%サルコシルおよび1%メルカプトエタノールで溶解した。固定化したBg−
5Bオリゴヌクレオチド0.1μgを存するパル膜は溶解物中に浸し、室温で0
.5〜24時間ハイブリッド形成させた。膜は0.09kl l1aC1,9m
M )リス−TICI(pH8,0)、1腸M EDTAおよびo、i%SDS
を含有する溶液で洗浄した。パル: Bg−5B:rRllAaは、ビオチン化
したシグナルオリゴヌクレオチド10〜1100n/gi1を含有するGuSC
N/ホルムアミド溶解溶液中で再変ハイブリッド形成させ、0.5〜24時間ハ
イブリッド形成させた。 使用したビオチン化したシグナルオリゴヌクレオチド
はUP7B、υP9^およびUP3Aであった。膜は、0.09 M NaC1
,911Mトリス−HCI(pH8,0)、18M EDTAおよび0.5%S
DSを含有する溶液で洗浄1. タ。次イテ、膜は、(J、18M NaCL
1gallトリx −HCI(pH8,0)、2 sM EDTA、 0.5%
SDSおよびO,1%ゼラチン中、アルカリフォスファターゼ(または西洋ワサ
ビベルオキンダーゼ)のストレプトアビジン抱合体と共に室温で15〜60分間
インキュベートした。インキュベージ2ン後、膜は3回、各回0.LSI Na
C1,18skl)リス−rlcI (pH8,0)、2 mW EDTAおよ
び0.5%SDSで1分間洗浄し、次いで2回、各回0.18M NaC1,1
8sM)リス−〇CI (pH8,0)および2−滅EDTAで1分間洗浄し、
そして最後に適当な基質緩衝液で1回洗浄した。実施例2に記載したようにして
2つの酵素に対して発色させた。ハイブリッド形成したシグナルプローブはアル
カリフォスフ1ターゼおよび西洋ワサビに対してそれぞれ褐色および青色スポッ
トとして検出した。酵素およびハイブリッド形成条件によって、1×J(1’個
のB、ジンジバリス細胞の検出が観察された。シグナルの強さは使用したビオチ
ン化したシグナルオリゴヌクレオチド数に依存し、そしてアッセイ中に僅か1つ
のシグナルオリゴヌクレオチドしか存在しないときには1/3になる。
実施例4
0の病原性細菌検出用の試験キットは、数個の試料の採集、処理および評価並び
に関係のある指示および患者データ収集カードに必要な全ての構成要素を有して
いる。
製品添付文書。 製品添付文書は患者の試料採集および評価に関する書面による
完全な指示を含んでいる。その指示は実施例3の方法に従っている。
データカード。 データカードは、患者の識別、採集部位および試験結果のよう
な各患者の最低基線データを記録するために入れられている。
キュレット。 かき取りによる試料採集用キュレット。
横内治療点。 試験すべき 各試料の採集用歯肉治療点(紙点)も含める。ガー
ゼで拭いて歯肉上部表面を清浄化した後、上記紙点を使用して試料採取すべき歯
の歯肉下表面から細菌をふき取り、唾液、歯肉液および歯肉プラクから吸収して
細菌を採集した。
溶解試薬。 採集した試料を有する各紙点は、細菌を溶解して細1核酸を放出す
る溶解試薬の番号付き管中に直ちに入れる。
プローブ/酵素試薬。 酵素試薬を有するかまたは該試薬と直接抱合したりガン
トによってW識されたプローブの標準的分別物を溶解試薬の容管に加えて、病原
性核酸標的と、リポソームRN^配列の不変領域に由来するシグナルオリゴヌク
レオチドプローブとの間のハイブリッド形成反応を開始させる。
探索棒デバイス。 固体支持体に共有的に固定化された病原体−特異性のDNA
プローブのついた部位を有し且つ試料採取した歯の各部位に印をつけて識別する
ための空間を有する個々の探索棒デバイスは、ハイブリッド形成混合物を含有す
る容管に直ちに挿入しそして室温でインキュベートする。
洗浄試薬。 各探索棒デバイスをハイブリッド形成混合物から取り出し、提供さ
れた瓶を使用して洗浄試薬で洗浄する。
酵素基質試薬。 探索棒デバイスは酵素基質試薬瓶に集めて入れ、そして室温で
数分間から1時間発色させる。
各探索棒デバイスは洗浄試薬で再度洗浄して過剰のバックグランドの色を除去す
る。
対照カード。 発色は目で見て、陽性のシグナルを与える病原体を示す対照カー
ドと比較する。
表1 歯周病に関連した細菌に特異的なオリゴヌクレオチドBg−3B 5′
CTGTGGAAGCTTGACGGTATATCG3’ UP2Bアク
チノバチルス(ヘモフイルスヲ除<)Aa−2B 5’ CTTCGGGCAC
YAGGGCTAAACCCC3’ UP2BAa−4B 5’ACC
CATCTCTGAGTTCTTCTTCGG3’ UP8BAa−5
85’GTGGTAAACGCCCCCCTCTCGGTT3’ UP
6BAa−10B 5’TGGCATGCTATTAACACACCAACC3
’ UP4B/IBBi −3B 5’ CACGTGCCCCACTT
TACTCCCCAA3’ UP4B/IBBi−685’ TAGCC
GCTAACGCCAGGCGCTAAC3’ UP2BBi −2B
5’CCCTAGGYGCGCTCCTCGCGGTTA3’ UP6B
Bt −585”GAGTCAACATCTCTGTATCCTGCG3’
UP8BBi−4B中5’TTGCCCTAGGTCGCTCCTCGCG
GT3’ UI’6B2Bi−I B 5’ ATGAGGTAC
ATGCAATGGCGCACA3’ UP4B2Bi−2B 5′CG
TGCGCCAATTTATTCCCACATA3’ UP4BBf−2
B 5’CGTATCTCATTTTAT’I’CCCCTGTA3′UP4
BBf−585’ AGCTCTCACTCTCCGTCGTCTACA3’
UP4BEf−685’AATACACGTATCTCATTTTAT
TCC3’ UP4B旧−3B 5’GA、AGAAAGCTCTCA
CTCTCCGTCG3’ UP8BBf−4B 5’ CTGTAGA
GCTTACACTATATCGCA3’ UP2BEik−285’
GCACTTCCCTTTTCTTCCCTAACA3’ UP4Ei
k−3B 5’ TACCGTGGCAAGCGGGCTCCTTGC3’
UP6BEik−585’ CTTCCGTCTCTGGAAGGTT
CCGTAC3’ UP8BFn−2B S’ GTTGGTACCG
TCATTTTTTTCTTC3’ UP4BFn−3B 5’AG
GTTTCCCCGAAGGCACTGAAAC3’ UP8BWr−
2B 5’GGACCATAACCGGTTTGGTATTTG3’
UP6BWr−3B 5’GCATTACTGCCTCGACTAにCGA
AG3’ UP2BWr−6B 5′CTTGGGTACCCTCAT
AATTCTTTCC3′ UP4BSt−2B 5’ TTCTCAC
ACTCGTTCTTCCTTAAC3’ UP4BSt−3B
5’TTTCCATTCTCACACTCGTTCTT’C3’
UP4B表2 配列付加用の普遍的プライマーおよび不変シグナルオリゴ
ヌクレオチド
UP4B 5’GCTGGCACGGAGTTAGCCG3’
504−522UP7B 5’GTATTACCGCGGCTGCTG3’
519−536UP2B中 5’ CCGTCAATTCATT
TAAGTTT3’ 907−926UP2D 5’C
CCGTCWATTCMTTTGAGTTTT3’ 906−927U
P2A 5’CCCGTCAATTCATTTGAGTTTT3’
906−927UP3B市 5’ ACGGGCGGTGTGTRC3’
1392−1406UP3A 5’ TGACG
GGCGGTGTGTACAA3’ 1390−1408UP9A
5’CTGCTGCCTCCCGTAGGAGT3’ 338−
357UP15B 5″GGGTATCTAATCCKGTTYGCTCC3’
775−797UP20B 5’ GACTACYMGGGTATC
TAATCC3’ 785−805UP21A 5’ TTAAAC
CACATGYTCCWCCGCTTC3’ 963−959UP13B
5’GGGGTTCTTTTCGCCTTTCC3’ 468−4
8723UPA 5’ CTTAGATGCTTTCAGC3’
2744−275923UPB 5’ CCGGTCCTCTCGTACT
A3’ 2653−266923UPC5’GGACCGAAC
TGTCTCACGACGTTCT3’ 2587−261123UPI)
5’ GACCGCCCCAGTCAAACT3′2241−225823U
PE5’ CCCGACAAGGAATTTCGC3’ 193
3−195023UPF 5′CCTTCTCCCGAAGTTACGG3’
1685−170323UPG 5’ GACCAGTGAGCT
ATTACGC3″ 1091−110923UPH5’ TTCG
GGGAGAACCAGCTA3’ 803−82023UPJ
5’ TTCGCTCGCCGCTACT3’ 241−2
5623UPM 5’ GTTATAGTTACGGCCGCCGTTTAC3
’ 1897−1920中 レーン等が記載したリポソームRNA配列付
加プライマート等価表3238リポソームRNA配列から誘導される細菌特異性
オリゴヌクレオチドプローブ表4 二次的および三次的相互作用のない16Sお
よび23S!jボソームRNAの超可変および不変領域から誘導されるプローブ
16S rRNA 超可変額域
Aa−4B 5’ ACCCATCTCTGAGTTCTTCTTCGG3’
990−1030Eik−285’GCACTTCCCTTTTCTTC
CCTAACA3’ 445−475Fn−4B 5’ TCAGACT
CTCGGTCCATTGTCCAA3’ 445−475Fn−685’
AAACATCTCTGTCTCATTCCTAAG3’ 990(03
0Wr−1B5′GTACCGTCATAATTCTTTCCCAAG3′44
5−475Wr−685’CTTGGGTACCGTCATA、ATTCTTT
CC3’ 44547523S rRNA 超可変額域
Bg23−25’ GTACGGGTAACACAGAAATATGCT3’
1570−1620Bg23−45’GACTATATACCTCAAA
TTGCTTTT3’ 180叶183゜Bg23−65′CCTACA
CATCTGATGCCAAATACA3’ 2085−212016S
rRNA 不変領域
UP2D 5’ CCCGTCWATTCMTTTGAGTTTT3’
906−927UP3A 5’ TGACGGGCGGTGTGTACAA
3’ 1390−1408UP7B 5’GTATTACCGCG
GCTGCTG3’ 5i9−536UP9A 5’CTGCT
GCCTCCCGTAGGACT3’ 338−357UP20B
5’ GACTACYMGGGTATCTAATCC3’ 785−8
05UP21A 5’TTAAACCACATGYTCCWCCGCTTG3’
936−95923S rRNA 不変領域
UP12B 5’ TYGATTGGCMTTTCACCCC3’
775−79323UPB 5’CCGGTCCTCTCGTACTA3’
2653−2669国際調査報告
Claims (38)
- 1.ヒトの口の医学的疾患に関連した細菌検出用ポリヌクレオチドプローブの組 成物であって、その際上記プローブはハイブリッド形成条件下で細菌のリボソー ムRNAの超可変領域と選択的にハイブリッド形成し得る核酸の断片からなる、 但し上記断片と共有的に結合した任意の他のヌクレオチドはヒトの口で見い出さ れる細菌の核酸と上記条件下でハイブリッド形成しない。
- 2.式: [X−Y−Z]n 式中: a)Xはヒトの口に住みついている細菌に見い出される細菌核酸の領域と非相同 的である0から100個のヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体の配列であり ;b)Yはヒトの口に住みついている細菌のリポソームRNAの超可変領域とハ イブリッド形成条件下でハイブリッド形成し得る10から100個のヌクレオチ ドまたはヌクレオチド類似体の配列であり、その際該Yはハイブリッド形成条件 下で上記細菌の唯一の種、上記細菌の2っの種または上記細菌の3つの種とハイ ブリッド形成し得る下位配列からなることもできる; c)ZはXと同一または異なるヌクレオチドの配列であり、その際該ヌクレオチ ドまたはヌクレオチド類似体はヒトの口に住みついている細菌の核酸と非相同性 である: d)nは1〜500であり、そしてnが1より大きいとき、Yは上記ハイブリッ ド形成能を有するヌクレオチドと同一または異なる配列であることができる、で 示されるポリヌクレオチドプローブ。
- 3.上記細菌がアクチノバチルス(ヘモフィルスを除く)アクチノマイセテムコ ミタンス、バクテロイデスジンジバリス、バクテロイデスインターメディウスタ イプ1、バクテロイデスインターメディウスタイプ2、エイケネラコロデンス、 バクテロイデスフォルシサス、フソバクテリウムヌクレアタム、フソバクテリウ ムペリオドンチクム、ストレプトコッカスインターメディウス、ヴォリネラレク タおよびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項1に記載の組成 物。
- 4.リボソームRNAが16Sまたは23Sの沈降係数を有するリボソームRN Aの群から選択される請求項1に記載の組成物。
- 5.プローブが15から50個までのヌクレオチドからなる請求項1に記載の組 成物。
- 6.上記細菌がバクテロイデスジンジバリスである請求項3に記載の組成物。
- 7.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項6に記載の組成物 。
- 8.上記細菌がアクチノバチルス(ヘモフィルスを除く)アクチノマイセテムコ ミタンスである請求項3に記載の組成物。
- 9.上記オリゴヌクレオチド配列が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項8に記載の組成物 。
- 10.上記細菌がバクテロイデスインターメデイウスタイプ1である請求項3に 記載の組成物。
- 11.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項10に記載の組成 物。
- 12.上記細菌がバクテロイデスインターメディウスタイプ2である請求項3に 記載の組成物。
- 13.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項12に記載の組成 物。
- 14.上記細菌がバクテロイデスフォルシサスである請求項3に記載の組成物。
- 15.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項14に記載の組成 物。
- 16.上記細菌がエイケネラコロデンスである請求項3に記載の組成物。
- 17.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項16に記載の組成 物。
- 18.上記細菌がフソバクテリウムヌクレアタムである請求項3に記載の組成物 。
- 19.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項18に記載の組成 物。
- 20.上記細菌がウォリネラレクタである請求項3に記載の組成物。
- 21.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項20に記載の組成 物。
- 22.上記細菌がストレプトコッカスインターメディウスである請求項3に記載 の組成物。
- 23.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】;および 【配列があります】. からなる群から選択される請求項22に記載の組成物。
- 24.ヒト患者の口から得られた試料中で医学的疾患に関連した細菌を検出する 方法であって、その際該方法は、次の段階: 上記試料中の徴生物細胞を溶解してリボソームRNAを遊離させ; 上記リボソームRNAをハイブリッド形成条件下で、上記細菌のリボソームRN Aの超可変領域と選択的にハイブリッド形成し得るポリヌクレオチドプローブと 接触させ;そして 上記試料中の微生物細胞の存在の指標としてハイブリッド形成コンプレックスを 検出する、からなる。
- 25.上記プローブが、アクチノバチルス(ヘモフィルスを除く)アクチノマイ セテムコミタンス、バクテロイデスジンジバリス、B.インターメデイウスタイ プ1、バクテロイデスインターメディウスタイプ2、エイケネラコロデンス、バ クテロイデスフォルシサス、フソバクテリウムヌクレアタム、フソバクテリウム ペリオドンチクム、ストレプトコッカスインターメディウスおよびヴォリネラレ クタ並びにそれらの組み合わせ物からなる群から選択される細菌のリボソームR NAとハイブリッド形成し得る請求項24に記載の方法。
- 26.試料が、各群か単一細菌のリボソームRNAの異なる超可変領域とハイブ リッド形成し得る少なくとも2つの異なる群のプローブを使用してアッセイされ る請求項25に記載の方法。
- 27.特異的ポリヌクレオチド配列の存在の測定に使用する診断キットであって 、その際該キットはヒトの口の医学的疾患に関連した細菌のリボソームRNAの 超可変領域とお相補的な合成オリゴヌクレオチドプローブからなる。
- 28.溶解試薬、プローブ/酵素試薬、探索棒デバイス、洗浄試薬、酵素基質試 薬および対照カードから更になる請求項27に記載の診断キット。
- 29.ヒトの口の医学的疾患に関連した細菌を検出するためのポリヌクレオチド プローブ組成物であって、その際上記プローブは隣接ヌクレオチドとの二次的ま たは三次的相互作用が最小である細菌のリボソームRNAの開放領域とハイブリ ッド形成条件下で選択的にハイブリッド形成し得る核酸の断片からなり、そして 該プローブは実質的に開放領域とだけしか結合しない。
- 30.上足プローブがリボソームRNAの不変領域と選択的にハイブリッド形成 する請求項29に記載の組成物。
- 31.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項30に記載の組成 物。
- 32.上記プローブがリボソームRNAの超可変領域と選択的にハイブリッド形 成する請求項29に記載の組成物。
- 33.上記核酸断片が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項32に記載の組成 物。
- 34.ヒト患者の口から得られる試料中で医学的疾患に関連した細菌を検出する 方法であって、該方法は次の段階: 上記試料中の微生物細胞を溶解してリボソームRNAを遊離させ; 上記リボソームRNAをハイブリッド形成条件下で、隣接するヌクレオチドとの 二次的および三次的組互作用が最小であるリボソームRNAの開放領域と選択的 にハイブリッド形成し得るポリヌクレオチドプローブと接触させ;そして ハイブリッド形成コンプレックスを試料中の微生物細胞の存在の指標として検出 する、 からなる。
- 35.上記プローブが、アクチノバチルス(ヘモフィルスを除く)アクチノマイ セテムコミタンス、バクテロイデスジンジバリス、B.インターメディウスタイ プ1、バクテロイデスインターメディウスタイプ2、エイケネラコロデンス、バ クテロイデスフォルシサス、フソバクテリウムヌクレアタム、フソバクテリウム ペリオドンチクム、ストレプトコッカスインターメデイウスおよびウォリネラレ クタ並びにそれらの組み合わせ物からなる群から選択される細菌のリボソームR NAとハイブリッド形成し得る請求項34に記載の方法。
- 36.上記試料が、各群か単一細菌のリボソームRNAの異なる不変領域とハイ ブリッド形成し得る少なくとも2つの異なる群のプローブを使用してアッセイさ れる請求項35に記載の方法。
- 37.ヒトの口の医学的疾患に関連した細菌の検出用ポリヌクレオチドプローブ の組成物であって、その際該プローブはハイブリッド形成条件下で細菌のリボソ ームRNAの不変領域と選択的にハイブリッド形成し得る核酸の断片からなって いる、但し上記断片に共有結合した任意の追加的なヌクレオチドは上記条件下で はヒトの口の中に見い出される細菌の核酸とはハイブリッド形成しない。
- 38.上記核酸配列が 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; 【配列があります】; およびそれらの組み合わせ物からなる群から選択される請求項37に記載の組成 物。
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