JPH0376600A - 遺伝子変異検出法 - Google Patents

遺伝子変異検出法

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JPH0376600A
JPH0376600A JP21291389A JP21291389A JPH0376600A JP H0376600 A JPH0376600 A JP H0376600A JP 21291389 A JP21291389 A JP 21291389A JP 21291389 A JP21291389 A JP 21291389A JP H0376600 A JPH0376600 A JP H0376600A
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JP
Japan
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JP21291389A
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Keiichi Nagai
啓一 永井
Jiro Tokita
鴇田 二郎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、分子生物学的手法を用いた、生物の遺伝物質
に生じた変異を検出することによる、診断的手法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
ヌクレアーゼ酵素を用いた遺伝子変異検出法は、ネイチ
ャー313 (1985年)第495百から498貞(
Nature 313(1985)pp495−498
)に論じられている。この方法は、裸的D N A断片
εDNAプローブとのハイブリッド体の完全、不完全を
検出する方法であるが、不完全な部分の検出に81ヌク
レアーゼを用いるのが特徴である。
Slヌクレアーゼは二本鎖DNAは分解せず、−水銀D
NAのみ髪分解する性質がある。したがって標的遺伝子
断片&DNAプローブのハイブリダイゼーションが完全
で両者が二本鎖を形成する場合にはハイブリッド体は分
解されないが、ハイブリッドが不完全で一本鎖部分が存
在する場合は分解きれて短くなる。したがって標的DN
A断片とラジオアイソトープなどで#s識したI)NA
プローブのハイブリッド体を形成し、Slヌクレアーゼ
で処理した後に、電気泳動でその分子量を計測し、ハイ
ブリッド体の完全、不完全を判定することにより、標的
DNA断片中の変異を検出できる。
さらにこの方法は、サイエンス230 (1985年)
第1242頁から王246頁(Science 230
(1985)pp1242−1246)、およびプロシ
ーディング オブ ナチュラルアカデミーオブ サイエ
ンス ニー ニス ニー82(1985年)第7575
頁から7579頁(Proe 、Nat 1゜Acad
、Sei、USA 82 (1985)pp7575−
7579)で論じられているように、ヌクレアーゼ酵素
RNase A 転用いて、標的DNA断片あるいはR
NA断片、?RNAプローブのハイブリッド体へも適用
されている。
〔発明が解決しようヒする課題〕
上記従来法℃は、標的遺伍物質ヒボリヌクレオチドブロ
ーブのハイブリッド体のるスマツチが単塩基の場合に9
分解反応は変異の位置や種類によっては起こらず、標的
遺伝物質中の単塩基変異については1、せいせい全体の
半分が検出ソ吉るにすぎないヒいう問題があった。
本発明の目的は標的遺伝物質中の単塩基変異を確実に検
出できる方法を提供することにあり、これにより、単塩
基変異および遺伝子の挿入、欠失を含む変異を総合的に
検出で岩る方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を遠戚するために、本発明では、標的遺伝物質
の単塩基変異を検出したい位置に連続した塩基に対応す
るポリヌクレオチドプローブの少な(とも11個の塩基
を標的遺伝物質中の塩基と非相補的なものに’Il1色
換えるここにより、標的遺伝物質とポリヌクレオチドプ
ローブのハイブリッド体のヌクレアーゼ酵素による分解
反応が確実に起こるようにしたものである。
〔作用〕
核9(7)二本鎖ハイブリッドの二本鎖部分は実質的に
開裂せず、ミスマツチ等からなる一本鎖部分を開裂する
酵素としては、DNAを含むハイブリッド体に対しては
S1ヌクレアーゼがRNAを含むハイブリッド体に対し
てはRNageAが代表的なものである。
後者の反応はピリミジン選択性を持ち、単塩基変異によ
るハイブリッド体のミスマツチ部分のRNAの塩基がピ
リミジンでない場合には開裂が起こりに(り、ピリミジ
ンの場合にも100%起こるわけではない、また前者に
ついても単塩基のミスマツチの場合屹は開裂は起こりに
くい。
そこで本発明では、標的遺伝物質の単塩基変異を検査し
たい塩基に瞬接した塩基に相補的なポリヌクレオチドプ
ローブの少なくとも1つの塩基を非相補的なものに置換
する。この結果、もし標的遺伝物質中に単塩基変異が存
在すれば、生成したポリヌクレオチドプローブとのハイ
ブリッド体においては、そのるスマツチ部分は単塩基の
ミスマツチではなく、複数塩基のミスマツチになり、容
易に上記酵素での開裂が実現できる。さらに検査したい
塩基に隣接した両側の塩基に相補的なポリヌクレオチド
プローブの塩基を非相補的なものに置換しておけば、標
的遺伝子に変異がない一正常遺伝子の場合には、−個ヒ
びの単塩基ミスマツチであるのに対して、変異がある異
常遺伝子の場合には、3塩基ミスマツチとなり、検出感
度の大幅な向上が実現で會る2 ここぞ、ポリヌクレオチドプローブへの標的遺伝子に非
相補的な塩基の漂入は、11的遺伝子が正常な場合には
、酵素による開裂が赳こらない種類のものヒするこkは
当然である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図、第3図および第4図
により説明する。
本実施例では、標的DNA試料ヒして、変異を含まない
正常人のβ−グロビン遺伝子(β^)ヒ。
5′末端から20番目のアデノシン(A)がチミン(T
)に変S(単塩基変異)した、鎌状赤慮球貧血症患者の
β−グロビン遺伝子(βS)を制限酵素BamHIで切
断した。β−グロビン遺伝子の5′末端付近を含む、長
さ約1800塩基対の断片を使用した。
DNAプローブは、β−グロビン遺伝子の5′末端から
14〜32番目の塩基配列ε完全に相補的なりNA断片
(3’ −GAGGACTCCTCTTCAGACG 
−=−5′)、および5′末端から21番目の塩基に相
補的なシトシン(C)をグアニン(G)に置換したDN
A断片(3’ −GAGGACTGCTCTTCAGA
CG  5 ’ )をフオスフオアミグイド法で合成し
た。ただし、合成の最終ステップ、すなわち5′末端の
グアニン(G)を付加するステップでは、デオキシグア
ノシンのかわりに5′末端にアミノ基をもつデオキシグ
アノシンを用いるり、M、Smthらの方法によりDN
A断片の5′末端にアミノ基を道入した。次にこの部分
に蛍光色素FITC(フロオレセインイソチオシアネイ
ト)をリンカ−を介して結合した。
まず標的DNA断片試料を加熱炭性させて一本鎖DNA
kしてから、DNAプローブtハイブリダイゼーション
条件下で反応きせ、ハイブリッド体を得た。次にこの生
成物に81ヌクレアーゼを加え一本鎖部分の消化反応を
行なった0反応は。
第1図に示す、標的DNA試料kDNAプローブの4通
りの組み合わせについて行なった。
反応終了後1反応生成物な第3図に示す装置で電気泳動
させた。
この装置はDNA塩基配列の態動解析に用いられるのと
同様のもので、栄光体11mされたDNA断片を電気泳
動中にレーザ励起栄光法で検出し、その分子量を測定す
るものである。
この装置で解析した結果、第1図(a)、(b)。
(Q)で示した標的DNA試料とDNAプローブとの組
み合わせでは、第4図(a)の波形が得られた@京た、
第1図(d)で示した組み合わせでは、第4図(b)の
波形が得らil、た。即ち、標的DNA試料の変異が存
在しうる塩基に間接した塩基に相補的なりNAプローブ
の塩基を非相補的なものに変換してはじめてS】ヌクレ
アーゼによる開裂が生ずる。
また、このDNAプローブを正常な標的DNA断片断片
εハイブリメイズても開裂は起こらない。
本実施例によれば、単塩基変異に間接した塩基に対応す
るDNAプローブの塩基を非相補的なものに置換するこ
こにより、ヌクレアーゼを用いた単塩基変異の検出が高
効車で行えるヒいう効果がある。
別の実施例な第2図と第3図および第4図を用いて説明
する。
本実施例&前記実施例の違いは、本実施例では。
標的DNA試料の変異が存在しうる塩基に間接した両側
の塩基に相補的なりNAプローブの塩基を非相補的な塩
基に変換したこLである。
第2図(a)、(b)の標的DNA試料、!:DNAプ
ローブ釣組合わせの反応生成物な第3図(a)に示しあ
装置で解析したεころ、第2図(a)の生成物は、第4
図(b)の波形を、第2図(b)の生成物は、第3図(
c)の波形を示した。
前記の実施例では、第1図(d)の反応生成物の全てが
開裂してはいなかったのに対して1本実施例では、異常
遺伝子に対しては全てのハイブリッド体が開裂を示して
いる。一方、正常遺伝子に対しては開裂は生じていない
9本実施例によれば、ヌクレアーゼを用いた単塩基変異
の検出が効率よくかつ高精度で行なえるという効果があ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来検出確率の低かった。核酸ハイブ
リッド体のミスマツチ部分を開裂させるヌクレアーゼ酵
素による単塩基変異の検出効率を高めるこたができるの
で、簡便で、精度の轟い単塩基変異検出方法およびそれ
に基づ(診断装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第工図は5本発明の一実施例で用いた、標的DNAとD
NAプローブの組み合わせを示した図、第2図は本発明
の別の実施例で用いた、標的DNAとDNAプローブの
組み合わせを示した図、第3図は、本発明の実施例の結
果な解析するための計測装置の構成図であり、第4図本
発明の実施例における解析結果を示す検出信号の波形図
である。 1・・・正常標的遺伝子、2・・・異常標的遺伝子、3
・・・正常プローブ、4・・・変異導入プローブ、5・
・・二重変異導入プローブ、6,6′・・・導入変異、
7・・・栄光体、8・・・止部バッファ槽、9・・・下
部バッファ槽。 10・・・石英板、11・・・ポリアクリルアミドゲル
。 12・・・レーザ、13光検出器、14・・・アンプ、
(C) 触トーーと、・ (〜5’−6AG−−ヱ31 3  正常)IO−フ゛ 414卑幻゛σ−ア 罵 図 第 ■

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、単塩基の変異を検出したい目標遺伝物質に相補的結
    合性を示す一本鎖遺伝子を反応させ、二本鎖ハイブリッ
    ド体を形成させ、このハイブリッド体二本鎖の完全に相
    補的部分は実質的に開裂されず、非相補的なミスマッチ
    を含む部分ではミスマッチの局在する付近で開裂せしめ
    る酵素で消化処理し、酵素による開裂作用を受けないハ
    イブリッド体と開裂作用を受けたハイブリッド体を分離
    して分析することにより、目標遺伝物質中の単塩基変異
    の存在を検出する方法において、目標遺伝物質に相補的
    結合性を示す一本鎖遺伝子の、目標遺伝物質中の単塩基
    変異の存在しうる塩基に連続する少なくとも一個の塩基
    にあらかじめ目標遺伝物質と相補的ではない塩基を導入
    したことを特徴とする遺伝子変異検出法。 2、目標遺伝物質に相補的結合性を示す一本鎖遺伝子の
    目標遺伝物質中の単塩基変異の存在しうる塩階の両側の
    塩基に、あらかじめ目標遺伝物質と相補的ではない塩基
    を導入したことを特徴とする請求項1記載の目標遺伝物
    質中の単塩基変異の検出法。
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