JPH04500309A - クラミジア・トラコマチスを検出するための核酸プローブ - Google Patents
クラミジア・トラコマチスを検出するための核酸プローブ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】
クラミジア トラコマチスを検出するための核酸プローブ発明の分野
本発明はクラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomat
is)菌種に属する細菌を検出することに関するものであり、より詳細にはクラ
ミジア トラコマチスを#F異的に検出するための#tA酸プローブおよび組成
物ならびにそれらの使用法を提供するものである。
発明の背景
ここで用いるIIクラミジア・トラコマチスノtという語はBergey″s
Manual of Synthetic Bacteriology(スニー
ス(P、H,A、5nea、th)i!、1986.pp、729−736.ウ
ィリアムス・アンド・ウィルキンス)にそのように分顕されている細菌と意味す
る。クラミジア・トラコマチスはクラミジア属の一員であり、これは他に1種の
異子、すなわちオーム病クラミジア(C,psittaci>を含むにすぎない
。クラミジア属は特異な一群の細胞内寄生体である。クラミジア属は2形五を特
色とする複雑な生活環をもつ:ウイルスのように感染性であるが、代謝活性を示
さない基本小体(EB)、および代謝活性を示すが感染性がなく、細菌のように
二分裂により分裂する網状体(RB)、RBは成熟して最終的にEBとなり、感
染細胞により放出される。この過程に約2日を要する。
これらの菌は根性疾患、呼吸器系疾患、および性的に伝搬される疾患における役
割のため、世界的に主要な保健上の危険性をもたらす〈ニコルスおよびマニレ(
Nichols、R,L、、Manire、G、P、):クラミジア、Micr
objology、3版、ディビス、ドウルベソコ、アイゼンおよびギンスバー
グ(Davis、B、D、、Dulbecco、R,、Eisen、H,N、。
Ginsburg、l−1,3,)(編>−1980,776−784、ハーバ
−・アンド・ロー)、クラミジア・トラコマチスは開発途上国におけるほぼ35
000万症例に関与する(ドーソン(Dawson、C,R,)、ヒト−クラミ
ジア感染症に関する第5回国際シンポジウム会報、スウェーデン、ランド、19
82年6月15−19日、マーズ、ホルメス、オリル、パイオツド、シャハテル
(Mardh、P、A、、Holmes、に、に、、0ril、J、D、、Pi
ot、。
P、、5chachter、J、>(m)、]、]982.71−81.エルス
フィールバイオメディカル・プレス、アムステルダム、ニューヨーク、オックス
フォード)、トラコーマは予防しうる失明の主因でもあるから、これは特に恐怖
である(ジョーンズ(Jones、B、R,)、1975.Trans、Opt
haImol、SnC1,1に、QC;・16−”+3)、:の菌による8染は
工業E+、−おける最も一般的な性的伝搬による疾病であると今日では認識され
(疾病コントL7−ルセンター、性的伝搬による疾病部門、クラミジア・トラコ
マナス感染症。予防およびコントロールのための対策ガイドライン、MMWR1
985; 34 : 53S−74S)、米国内だけでも400万症例以上に関
与する(ジャドソン(、Judson FN)1985.J、Reprod、
Med、30:269−272)、直接的および間接的経費は数十億ドルに達す
る。
より重篤な合併症には子宮外妊娠および卵管性不妊症がある(ワシン1〜ン(W
ashingt、on) ら、 1987. JAMA257 二 2070−
2072) 。
これら2種類のクラミジア・トラコマチス感染症の発現はさらに他の2群を反映
する:眼および生殖器感染症の原因となるトラコーマ亜種(biovar)、な
らびに性病性リンパ肉芽腫(LGV)亜種。これら2亜種はさらに15血清型〈
5erotype)に小分割される:A、B、Ba、C(通常はP飽性結膜炎を
伴う)、、D−K、およびLl−L3゜
これらの疾病の診断はしばしば時間および労力を要する。クラミジア・I−ラコ
マチスには細胞培養がitゴールドスタンダードnであると考えられている。細
胞培養は時間がかかり冗長であり、多数の臨床分離物を組織培養により増殖させ
るのは困難であるので、最近多数の迅速な実験室的方法が用いられるようになっ
た(バーンズ(Barnes RC)、1989.Cl1n、Microbio
l。
Rev、2:119−136)、それらは大部分が抗体による試験法である。特
定の場合にはこれらの迅速アラ七イ法は細胞培養より感度または特異性が高いこ
とが証明されたが、それらの有用性はその迅速性にある。
本発明の観点は、クラミジア属に特異的であり、試料中に存在する可能性のある
他の細菌または菌顕と反応せず、かつ多様なアラ七イ系に使用しうる核酸プロー
ブを提供することである。
本発明の他の観点は、普通のアッセイ条件下でプローブに到達しうる状態にされ
たターゲット領域にハイブリダイズしうるプローブを提供することである。
本発明のさらに他の観点は、日数な要する伝統的な培養法に付随する多数の欠点
を避けるアッセイ法を提供することである。
コーン(Kohne)ら(Biophysical Journal、8;11
04−1118.1968>はrRNA配列に対するプローブの製法に−)1)
で論じているが、クラミジア・トラコマナス特異性プローブの調製に必要な教示
を行っていない。
ベースおよびキャンベル(Pace、Campbe l 1)(Journal
of Bact、eriology、107:543−547.1971)は多
数のaII種からのリポソームリボ核酸の相同性、およびこの相同性を定量する
ためのハイブリダイゼーシヨ〉・法について論じている。同様にソージン、ソー
ジンおよびベーゼ(Sogin、Sogin、Woese)(Journal
ofMolecular Evolution、 1:173−184.197
2)は異なるリポソームR,N A分子の一次構造解析を系統発生関係の評価に
利用することの理論的および実際的観点につき論じている。フ才・ソクス、ベヒ
マンおよびl<−ゼ(Fox、Pee1〕man。Woese)(Intern
af、ic>naiJourrial of 5yst、ematic Bac
t、eriologv、27 : 44−57.1977)は、原tS細胞系統
学17′)研究法としての163リポソームRNAの比較カタログ作成について
論じている。しかしこわらの参考文献はクラと・′ア 1・″ンコマチスに間オ
るコー=ンの教示の欠陥を解決i−得てお7y、づ7、特に臨床その他の試料中
のクラミジア・トラコマチスを検出するア・〉・セイ法に有用なりラミン゛ア°
l・ラコマチ、ス特異性グローブを提供しない2リポソームは遺伝情報2細l
12!蛋白質、すなわち生命の主なtlI造要素およTf@媒要素に翻訳する既
知の堆−の手段として作用するので、すべての生物にと−)で極めて重要て゛あ
る。、:′、の重要性の明らかな証拠は、すべての細胞がリボ゛ノーム芝・含む
という所見である。
リポソームは3種類の別個のRNA分子を含み、これらは少なくとも大腸菌りこ
おいては5S、16Sおよび23S rRNAと呼ばれる。これらの名称は歴史
的に、それらの沈降速度で測定したRNA分子の大きさに関係する。しかし実際
には、リポソームRNA分子の大きさは生物間で若干異なる。それにもかかわら
ず5S、16Sおよび23S rRNAがいずれの細菌においても相同RNA分
子に対する総称として慣用され、ここでもこの慣例に従う。
ここで用いるプローブとは、特定の予め定められたストリンジエンシ・−におい
てターゲット核酸配列に特異的に(すなわち優先的に、後記のハイブリダイゼー
ションの項と参照されたい)ハイブリダイズしうる特異的ヌクレオチド配列を設
計または選択により含む、合成によりまたは生物学的に形成された核酸(D N
AまたはRNA)e官昧する910−ブはそれらのハイブリダイゼーション特
性のほかに、個々のアッセイ条件下でのそれらの適正なまたは最適な機能性を改
良する特定の構成要素をも31メ、うる9たとえばプローブを、検出リガンドを
保有すべく(7′、!とえばフルオレ七イン、32− P 、ビオチンなど)、
または固体状支持体へのそh2らの捕獲を容筒にすべく(たとえばポリデオキシ
アデノシンnティルア、I)修飾しうる9これらの修飾はブ1.7−ブの基本的
機能、すなわちそれがハイブリダイゼーションアツ七・イにおいてターゲット生
物ヒ非ターゲット生物を有用な程度に区別する能力を配慮したものである、ハイ
ブリダ・イゼーシジンとは、予め定められた反応条件下で2木の部分的また4j
完全に相補的な核酸ストランドが逆平行に合わさ−)で、f!異的かつ安定な水
素結合をもつ2本鎖核酸を形成する過程であると伝統的に理解されている9、特
定の1組のハイブリダイゼーシ・ラン条件のスト1しく′T二/シーは、ブU’
?−ブ〜ターゲ:・I/″′Jアトソクスの長さおよび塩基組成(1:よ)〕、
ならびに2核酸間の対合誤りの程度および形状により定まる4、スl−リンジ工
゛・シーはハイブリダイゼーション溶液中に存在するイオン種の濃度およびN類
、存在する変性剤の種類および濃度、および7・′まt′:はハ仁rリダ−イゼ
ーうジンの温度金との反応パラメーターによっても支配さtl−る。一般に安定
なハイブリッドを形成したい場合は、ハイブリダイゼーション条件が上り入l・
リンジェ〉・トになるのに伴ってより長いプローブが好ましい。当然、ハイブリ
ダイゼーションが起こる条件のストリンジエンシー〈実施すべきア・ンセイの種
類による)が、使川tべき好まし,いプローブの特定の特性を指示するであろう
.これらの関係は十分に埋解さねており、当業者が容易に操fil′Lうる。
−殻にrローグの長さに応じて ストリンジェンl−東件は約0 9モル濃度の
塩溶液中 6’.1 3 5−6 5℃を意味づ゛るど当業者は解する。
発明の要約
ト免明の種″山原理およ4(観点にj: ?−ば、特定のk件下で々ラミジア
1−ラコ7チ考のリボソーr, P, N .A分子( r R N A. >
またはrRNA遺伝子(rDNA)にハ仁fリグf′て4″るが,同j二条件下
で試料中に存在する可能性のある他の関連団菌のrRN〆\またはr D N
Aにはハイブリダイズシない、DNAまたは′iでNA配列かノーなる核酸ブロ
ーブおよび7゛}コーブセットが提供される.従−っで本発明のブロー fは、
臨床試料中の2ラミジγ・トラつマチスを特異的に検出するための傷魚:t,
X +狛駿”””( ”p”リグイセf一 ふ,A゛/ア・ノヒイ法r開発する
基礎を与之る.本発明各らのF%験により、これらの核酸ハイグリダイゼ−3,
ヨシによるアッセイ法16ヨ被験試[1中し・゛)細菌を検出する/Sめa〕現
在用い八れている大部分・力微生物学的ちL’i !”閂して性能の向−」二を
(.+ f−らづ,′二どが見出された。これには−9に下記のらのが亀まれる
,
a戸凸度の向」,−.すなわら特定も力試籾中のE記少数新菌1検出しうS,Y
})人価ン試.駆レ・)使用および労働;yi’ilj減により?゛・司:イ経
費を著しく低減しうる:
・一)t化″r:田】t一系な戊1株し・)夕゛−ゲ・71・.刑菌て゛゜(′
ら正確に1司定される1(1 )未発明・7)試堕は試験前にター ′2:・,
・1・紐mを試t1から徴碧タる修・要がないな.゛。″)、より速やか1,一
結果が得・・゛、れる。
,:<シし明のグ1二7 −,, V念r R N .Aに向けることによr)
得られる他の利点には、検出:運1る+− R N Aが細胞質の重要な成分て
あ’K (1い)下実が含J、れる,細胞ζ)リポソーム含量の推定値は多様で
・,?、るが、活発に増殖i,5ているk腸菌(E. Co i i )《,↓
細l1:q当たりso.ooo以−ty. ,″)リボリー!.、{fっ゛で各
50,OOQ:Uビ一の1一RNA(リポソーム中に1 : 1. : it7
)化学量論的量で存在寸る)を含むと思われる。偏3ミジア 1・ラコマ3−
..:l tl;’)基本小体はこれよりはるかに少ないリポソーム(数百)を
含むことが知らhている.それにもかかわらずこの数は、可能性のある他の大部
分の細胞内ターゲット分子、たとえば遺伝子またはそのRNA転写体より多い.
これらは量がはるかに少ないためそれほど理想的でない,他の予想外の利点は、
rRNA (およびそれらと特定する遺伝子》が同時に存在する生物間で槽方向
に伝達されないと思われる点である.従ってrRNAの一次構造は、たとえば同
時に存在する生物間で横方向に伝達される可能性のあるブラスミド上遺伝子また
はその産生物の場合のように遺伝子特異性ターゲ・・l1−でl+′.なく、生
物特異性分子ターゲットとなる.さらに本発明は、クラミジア・トラコマチスの
被験菌株すべてのターゲット領域にハイブリダイズしうるのに十分なほどそれら
クラミジア・トラコマチス菌株すべてにおいて類似する、クラミジア・トラコマ
チスr R N Aターゲット配列に対するプローブを提供する.有利には、こ
れらの同じrRNAターゲット配列は大部分のクラミジア トラコマチスr R
N .Aにおいて、ブローブ781,860、861,879、1− 1 5
3,1203、】220、1318、1319.1320、1321、132
2、1323、1325および1479がクラミジア・トラコマチスにハイブリ
ダイズする条件下で大部分の非クラミジア・トラコマチスrRNAにはハイブリ
ダイズしないほど十分に異なる.これらのブローブ特性はそれぞれ包括性および
排他性と定義される.本発明の他のブローブ、すなわちブローブ783、882
および1324はクラミジγ・トラコマチス菌株に対しては上記プローブと同様
に十分に包括性であe)、さらにこれらのブローブは他f)数種類の細菌にもハ
イブリダイズする.ブローブ′782はオーム病クラミジアにハイブリダイズし
、クラミジア・トラコマチスにはハイブリダイズしない唯一のブローブである.
7′jミジア・l・ラコマチスに対する著しい包括性および排他性を備えた本発
明のブローブが得られるという知見は予知および予想不可能であった.表の簡単
な説明
人を参照することにより、本発明の原理および観点がさらに理解されるであろう
.
表1−クラミジア属ターゲットヌクレオチド配列上に整列した、本発明の好まし
い16S rRNA一ターゲット化ブローブのヌクレオチド配列を示す.大腸菌
カラCJ’) 1 6 S r R N Aの対応部分をも比較のため示す。R
NA.<ターゲノト)配列は5゛かl,3′へ記載さj]一 ブローブ配列はD
NAであり、3゜から5゛へ記載される。アローブはそf1らの包括性および排
他性挙動の基礎となる変動の11:7アII領域と共に示される,
表2−7巧ミS・゛ア飄ターゲ・1・ト賀クレオチド配列上に整列した、本発明
の好ましい2 3 S r Fl− N A一ターゲッ1一叱ブローブのヌクレ
オチド配列を示す。大腸菌からの23S rRNAの対応部分をも比較のえ:め
示す。RNA(ターゲット)配列&.±5”か?z3゜へ記載され、ブローブ配
列はDNAであり、3゜から5“へ記載される。プローブはそれらの包括性およ
び排他性挙動の基礎となる変動の15コア7領域と共に示される.
大3−M相ハイブリダイゼーションアッセイにおける代表的なタラミジア トラ
−1マチス血清変興体試料に対する好ましい16Sおよび23S rRNAブロ
ーブの包括性挙動芝′例示する。
表4−ドットブロットハイプリダイゼーションアッ七イにおける非クラミジア・
トラコマチス細菌の代表的試料に対する好ましい16Sおよび23S rR.N
Aプローブの排他性挙動を例示する。
発明および最良の形なの詳細な説明
プローブ開発計画
本発明のプローブの開発に際してとられた第1工程は、クラミジア・トラコマチ
ス特箕性核酸アローブに対するターゲット部位として作用すると思われる16S
および23S rRNAめ領域を同定するものて゛あった。実際には被験試料中
にいずれの非−クラミジア・トラコマチス菌が存在するかを先験的に予測するの
は困難である.
その可能性のある非−クラミジア トラコマチス細菌は多数であるため、特定の
ブローブ配列についてめ排他性を証明するめは予測不可能なばかりでなく、極め
て困難か1)労力を要するものである。最終的にブローブを用いてスクリーンさ
れるすべでの被験試料中に存在すると思われる非−クラミジア・トラコマチス細
菌が何であるかを知る必要性を排除する、より厳密な判定基準が適用された.こ
れにはクラミジア・トラコマチス間、およびクラミジア・トラコマチスと他グ)
Kの細菌との系統発生学的関係についての知識を必要とした。
詳細には、クラミジア・トラコマチスに対する代表的な進化上の近縁体における
rRNAの相同領域と十分に異なる特定のターゲット領域がクラミジア・トラコ
マチスr R N Aに見出された場合,この配列を用いてハイブリダイゼーシ
ョンアッセイによりクラミジア・トラコマチスとそれらの近縁体を区別しうろこ
とを確認することにより排他性基準が満たされるという、通用しているがこれま
で証明されていない仮説が適用された。系統発生の所見に基づいて、実際の識別
は必ずし7もなされていないがより離れた関係をもつ生物のrR.NA配列は、
特定領域の配列において上記の系統発生的にクラミジア・トラコマチス近縁体の
ものとは恐らく異なるであろうと推定された.しかしそれらの領域が存在するか
否か、ま7’LE4存在しなどしてもそれらの領域がrR.NA内のどこに位置
するかを先験的に予測することは不可能であった.
核酸ハイブリダイゼーションプローブに対する有用なターゲット部位として作用
する可能性のあるクラミジア・トラコマチスrRNAの領域を同定する第1工程
と1,て、クラミジア・トラコマチスからの16Sおよび23S rRNAの全
ヌクレオチド配列を調べた.
ヌクレオチド配列は標準的実験室プロトコールにより、rRNAを特定する遺伝
子のクローニング(マニアチス(Mantatis)ら,1982,Molec
ular Cloning;A Laboratory Manual, コー
ルド・スプリング・ハーバー・ラボラトリーズ,ニューヨーク,pp545)お
よび配列決定(マクサムおよびギルバー} (Maxam,Gj Ibert)
.1977,Proceedings of the Nat.ional A
cademy of Science,TJSA 74:560−564+サン
ガー〈Sanger)ら,1977,Proceedings of the
National Academy of Science,USA 74:5
463−5467)によって、および/または逆転写酵素を用いてrRNA自身
を直接配列決定することによって(レーン(Lane)ら,1985,Proc
eedings of the National Academy of S
cience,USA82: 6955−6959)決定された8決定されたク
ラミジア・トラコマチスrRNAヌクしオチド配列登得られた他のr RN A
ヌクしオチド配列、特にこの研究の一部と判定されるオーム病クラミジアと比較
した。
クラミジア・トラコマチスとその近縁のオーム病クラミジアの配列の比較は特に
有用であることが分かった。数箇所の領域の配列が、クラミレ゛ア属のこれら2
種;ごおいで、およ;クラミンアートラコマチスと非−クラミジアm細菌との間
で異なると思われた。16Sおよび23S rRNA配列内のこれらの領域の位
置をそれぞれ表1および2に示す。
クラミジア・トラコマチス、オーム病クラミジアまたは両者に優先的にハイブリ
ダイズする、長さ28−36ヌクl/、4チドの第11ゴヌクレオザドグローブ
が設計された。これらは下記により設計された=1)クラ5シア・1へラコマチ
スをオーム病クラミジアから、またはクラミジア属と他の細菌から議別するのに
有用なヌクレオチド配列の相異を最大限に利用する(表1および2のコア変異の
領域内の大文字として示す)、ならびに2)ターゲッJ−rRNA内の局部的な
、およびプローブ分子間の自己相補性の影響と共に最小限に抑える。これらのパ
ラメーターおよび先に述べた(背景)他のパラメーターを最適なものとすること
により、好ましい特異性およびハイブリダーイゼーション効率登もっプローブが
得られる。
表3は、液相ハイブリダイゼーションアラ七イにおける代表的なりラミジアトラ
コマチスおよび非クラミジア・l・ラコマチス細菌試料に対する好ましいプロー
ブの包括性挙動を例示する6
表4は、ドットプロソトハイプリダイゼーシ、:3シアツセイにおける非クラミ
ジア・トラコマチ、ス細菌の代表的試料に対する好ましいプローブの排他性挙動
を例示する。
二V二10惣J朔C載
以上のプローブ選択計画により、試料中のクラミジア・トラコマ千ス細河を同定
するのに有用な多数のプローブが得られた。プローグ781.782.783゜
860.861.879.882.1153および1203は16S rRNA
配列から、プローブ1318−1325およびプローブ1479は23S rR
NA配列から設計された。下記の好ましいオリゴヌクレオチド70−プをここに
開示する4、
秤5L兜’A−タニ汐、i、化二旦二ブフロー−ブ 781 : 5’ −CT
TTAACGT丁AC丁C(:CATにCCCAAATATC(:CCACAT
−3゜fry−ブ 782: 5’ CTTTAATATGT1’丁TAGAT
GCCTAAACATACCACA1−3’70−’7” 783: 5°−C
GCAAAACCACAT丁TCTII;CcCCGGTCAAATACATG
−3’〕1フープ 860: 5’ −CGCTCAAATCCA(’J’CG
CTATTAACCGCCTTCTC−3’)”o−186i: 5’−+:C
C(:ACTC[:(:GGTTGAGCCCCf;ATCTT丁GACAA−
3’y rr−−ブ 879 : 5’ −CGGATGGCGTTGACAC
CATCCACATC晶−3′70−ブ 882: 5’−TC:TGTATA
TにTCCTTCCGG^AAAC(:ACATTTCTC:C−3’7o−グ
1153: 5’ −CCAC丁AAACAATCG丁CGA^ACAATTG
CTCcGTTCC−3’ブo−ブ 1203: s’ −CCAC丁AAAC
AATT(:CC(:AAACAATTGCTCCC丁TC[;−3’銘S 7
t3μ醇タニyヱ上−化ス’zグ。
70−−ブ 1220: 5°−CC(:GCII:CTCCTATCGTTC
CATAGTCACrCTAAAAG−3′70−〕1318: 5’−TAC
CTCCGGにTCTTTGCT丁ATCACCAGCTCにCC−3゜プロー
ブ1319i 5′−GTA1’TCAGCATGCA^TGGTAGTCTA
TTACTCTA−3’プローブ13:!0: 5’ −TCGGCAにf;T
GTcGCTTT(:CATArCTATGTATl’C−3”)−ローブ 1
321 : S’ −CCACCCTTATCAにCTCGGTT丁AGGCT
A丁TCCCC−3’7O−ZY 1322: 5°−AACT/C:GAGT
CCT(:ATCCTi’■ATCCTC^^TCCT−3′’)’Q −:)
’ 1323: 5’−丁CAGGTGTTGAtGTC(:CTCTi’TC
TCTCC’1TTCG−3’ブ[7−ブ 1324: 5’ −AGATTC
CCCT丁にATCGCGACCTGA丁CTTAT(:TT−3゜7D−7’
2325: 5’ −AACCGTTCTCATCf’:C丁CTAC[:G
AC丁CTTCCAAT−3゜7’O−ブ 1479: 5’ −CTCCTA
CCにCG丁GTCTTATCI;ACACACCCCCCA−3クラミジア・
トラコマチスおよびオーム病りラミジγの16Sおよび23sr RN 、Aの
ブロー・ブおよびターゲット配列を表1および2に示す、対応する大水)薗16
Sおよび23S rRNAのブタレ第1ド位置をも示づ、大腸菌配列は全16S
および23S配列が得られた最初のものであるので、指定された位it号は目的
のクラミジア属r RN A内の相同領域を明確に同定するの番J好都りな基準
である。
人1および二に示f多数のターゲ・ll−領域に対し、クラミジア・トラコマづ
ス血清変異体L G VもしくはK、またはオー14@クラミジア、または3咎
すべでの配列の相補体にそれぞれ対応する2以上のプローブを設計し、た、整列
したフ゛Iコープとターゲット配列を調べることにより、各プローブの基礎とな
る(すなわちそれに対し相補的な)個々の配列を表1および2に示す9たとえば
表1から分力・るように1、プローブ1203はクラミジア・トラコマデス血清
変異体LGV配列に対しこのターゲラ)−領域において相補的であり、関連プロ
ーブ1153はクラミジア・トラコマチス血清変異体に配列に対し相補的である
。しがL2一方または両方のプローブにより血清変異体間で若干の交叉IN(ブ
リダイゼーンコンが起こるど予想される(望才しい)。
同様にプローブ781および782はそれぞれクラミミ、゛ア・ト′−5:lマ
チス(この領域においてはLGVはKと等しい)および1−ム病りラミシ゛アの
16SrRNAを基騨と1ろ。
ト記ブローブ力特異的ハイブリダイゼーシ3ン挙動はそれらが消いらtLる7ソ
セイ形式に著しく依存する。逆にアッセイ形式は個々のブロー゛7の最逍設譜r
−1・ある程度支配するであろう0本発明のブロー・ブの11本質IIは先に挙
げ2′ニブじ−プ中の特異的ヌクレオチドストリングに限定されると解すべさて
はない。た、ヒオばこれら個々のオリゴヌクレオチドの長さは下記ドットブロッ
トアソ七・イ法(および他の特定の予想されるアッセイ法)に使用するために最
適なものとされた、当業者に周知のJ3に、プローブの最適長さは選ばれたハイ
ブリダイゼーション染件のス1−リンジェ〉シーの関数であり、従−〕で本発明
の10−ブの長さはそれに応じて変更しうる、同様に2以上のプローブからなる
セットを考慮すると、すべての10−プは両者が用いられる個々の形式において
適応する様式で挙動する。:。
とが望ましい、従って個々のプローブのfML密な長さはある程度その特定の意
図する用途を反映する。
ここに記載するプローブの〃本質ノ1は上記ならびに表1および2に示すクラミ
ジア・トラコマナス特異性配列(コア変異)の知見および利用にある。
二巨二1璽 のI\イブリダイゼーシラン 折衷1および2の配列データは、本
発明のプローブが他の細菌を排除してクラミジア・トラコマチス、オーム病クラ
ミジアまたは両者を特異的に検出する各種の有用なハイブリダ・fゼーション特
性を示づこkを示唆する。しめ化調ベフ:ニクラミジア・ト・ラコマチスおよび
オーム病クラミジアの配列は比較的わずかである。配列分析により検査しなかっ
た他のクラミジア川へラコマチス血清型中に配列変異が存在する7T能悸がある
。、=hらの変異は若干または多数の未試験りラミシ゛ア・ト′ラコマチス血清
型に対し可能性のあるプローブによるハイ?′リダイゼ一二ヨシを低下させ*
?、:は排除するかも知れない。
グロヘーブの包括性挙動と開襟(コ′重要なものはぞわらの排他+3一挙動、丈
なわちII’−クラミジアm細菌に対すZlそれらの反応性である1、クラミー
、・′ア′属を含むl平能性のある被験試料において適過する非−、クラミジア
属菌株の数および望は極めて多い。
従・−)で代表的:′ユ゛クラミジア・1−ラjマー;f′?、およびlr−ク
ラミミ、ア・l・ラー7マプス絽菌に対するブI7・−ブの挙動を、液相ハ・(
ブリグイゼ・−5ヨンおよび1:ツトブし1・・ノド法によ:、ハ・イブリグイ
ゼーシ」゛7社桓により測定した。。
本発明の個々の−” l−!−ブそれぞhにつきハイブリダイズするが、個′Z
のグローブの和て′あるハイグリダ・イ七−ン3z挙動を示す有用な組ス合わせ
ダ1j−ブ(七ツ1−)もこh−へのデータによって明らかに予想1.うること
をり意すべちである、
実絶例1:液相へ・イブリダイゼー3〜ヨ〉ア・・セイにおけるブ■コ・−ゴハ
イブリダイゼージョン挙動の包括性分析
本発明カフ′ローブまメ、・はt”れt、の誘導体は、種りのハイプリダ・fゼ
・−ル=!:5形式において極めて価値がある2、こ、7)tI式の1つである
二重プ「フープザシドイッチアッセイ形式(たとえば米0:IP?許出願第2゛
?”7.579 + 169,646または233683号明細書に記載のホモ
ポリマーキャブチ)・−1,徴アn−ブ液相ハイブリダイゼーション形式)をこ
の例において採用する。一般にこの上うな用途の場合、オリゴヌクレオチドプロ
ーブはぞの3−末端においで長さ約20−200残基のデオキシアデノシン(d
A )残基の範囲を含むべく修飾されている。これはターゲラ)rRNAと被
験試料から、この目的のためにポリデオキシチミジン(dT)で適宜誘導体化さ
れた固体支持体(たとえばビーズ、プラスチック表面、フィルターなど)上にI
I捕獲)jする(液相ハイブリダイゼーションにより)ために用いられる。第2
プローブはIf検出rrプローブとして用いられ、検出可能なリガンド(たとえ
ば32−P、フルオレセイン、ビオチンなど)により誘導体化されている。原則
として検出プローブはオリゴヌクレオチドまたは比較的長いDNAもしくはRN
Aプローブである1次いで被験試料中のターゲット核酸の存在の検出は、検出リ
ガンドが下記の一連のハイブリダイゼーション相互作用により固(と表面上に捕
獲される4:とにより示されろ1 \ (ターゲット核酸) /
固体 I TTTTTTTTn \ /支持体1 111111 111111
1111111111111111111111n^^^^^^^^Δ (キャ
プチャー (検出ブU−プ)プび−ブ);1
1Jfl;F リジンF
これは被験試料中にターゲット核酸が存在した場きにのみ、起こる。
この例において各オリゴヌクレオチドはキャプチャープローブとして用いられる
くこのために約200−500dA残基がターミナルデオキシヌクレオチジルト
ランスフェラーゼによりそれらの3゛末端に付加される)、16Sまたは23S
rRNAに特異的なP−32標識I+リボプローブuが下記により調製され、
II属の(generic)++検出プローブとして用いられた。
両リボプローブは大腸菌(16S rRNA)またはオーム病クラミジア(23
S rRNA)遺伝子の一部を含むプラスミドベクターから転写により調製され
た。16Sリボプローブは長さ約56マスクレオチドのアンチセンス転写体であ
り、大腸菌16S rRNA遺伝子のHindIIIサブフラグメントから形成
される〈大腸菌1567位)。23Sリボプローブは長さ約855ヌクレオチド
のアンチセンス転写体であり、オー1、病クラミジア23S rRNA遺伝子の
PstI−EcoRI部分から形成される(大腸菌L−855位)。転写反応中
に、P−32置換ヌクレオ千ドトリホスフ工−ト前駆体を用いて標準プロトコー
ルに従って放射性P−32がリボプローブに取り込まれる。
次いで被験試料中のターゲット核酸の存在の検出は、検出リガンド(P−32>
が上記の一連のハイブリダイゼーション相互作用により固体表面上に捕獲される
ことにより示される
オリゴヌクレオチドグローブの包括性挙動は前記液相ハイブリダイゼーション形
式の形態で試験された。
前記16Sおよび23Sリボプローブはそれぞれすべてのクラミジア属および非
りラミジア属16Sおよび23S rRNAにハイブリダイズすると予想される
。従ってこの例のアIセイにおいて陽性のハイブリダイゼーションシグナルは、
各実装に用いたオリゴヌクトオチFT7’ロープのハイブリダイゼーション挙動
を示す。あるいはこれらのオリゴヌクレオチドプローブは、クラミジア属菌株を
放射性リン中で増殖させることにより形成されるP−32標識クラミジアi6S
および23S rRNAを捕獲および検出すめために用いうる。
クラミジア・トラコマチスの15血清型を試験した。血清変異体にはアメリカン
・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC>から得た。残り(血清変異体
A−LGV)はワシントン・リサーチ ファウンデーションから得た。
要約すると、指示されたクラミジア・トラコマチスの血清変異体の基本小体(E
B)を1 、0 m g/’m IプロテイナーゼーK(ベーリンガー・マンハ
イム社)および1.6%サルコシン(シグマ)の溶液中、65℃で15分間細胞
溶解した(最終容量0.07m1)。試料とインキュベーターから取り出し、等
容量の5.OM GuSCN(0,IM)リスー〇CI、pH7,0,10%硫
酸デキス■−ラン)−−ポリ−dAテイル付きキャプチャープローブおよびP−
32標識付き検出プローブ(被験オリゴヌクレオチドプローブそれぞれに適した
16Sまたは23Sリボプローブ)を濃度80 n g、’m lおよび30n
g/ml(比活性1×10’cpm/ug)で含有−−−を添加した。
ターゲット核酸へのプローブのハイブリダイゼーションと37℃で30分間進行
させたのち、ターゲットコンプレックス(dAキャプチャープローブ:ターゲッ
ト:検出プローブ)をオリゴ−dT誘導体化した磁性ビーズに捕獲した。この捕
獲は、0.0625%(w/v )磁性ビーズ、4%BSA、10mM EDT
A。
0.2%サルコシン、0.1Ml−リス−HC1,PH8,0,および0.05
%プロノポールを含有する混合物0. 1r口1をハイブリダイゼーション反応
に添加し、混合物を37℃で5分間インキュベートすることにより行われた。
プローブ/′ターゲットコンプレックスをビーズに捕獲させたのち、1.0MG
uSCN、10mM EDTA、0.IJi)リス、pH7,0,05%サルコ
ふシ、0.2?ごBSAおよびo、1qg消泡剤を含有する溶液0.2m13反
応2験管に添加;、試験管を磁界内に1いた。ビーズ(プローブ2./ターゲ・
ノドコンブドックスが付着したもの)を磁界により試験管の側面へ引き付け、液
相(ハイブリダイズし゛〔いないターゲ・州−およびディデクター分子を含む)
を試験管からアスビレーションにより除去した。
試験管内に残留する捕獲されたターゲットコンプレックスをこの方法でさらに2
回洗浄した。
分離されたビーズを、最後に3.25M GuSCN、65mM EDT、A、
0.1M)リス−HCl、PH7,0,0,5%サルコシンおよびO15%BS
Aを含有する溶液0.1.mlに懸濁し、37℃で5分間インキュベーターした
。この処理によりビーズとdA−テイル付きキャプチャープローブの間のdT:
dA結きがII解離11することによって、ターゲットコンプレックスがビーズ
から遊離した。
溶液を採取し、新たなアリコートのビーズ(0,1m1)と混合し、ターゲット
コンプレックス分上記により37℃で5分間71再捕獲//した。前記洗浄操作
も反復した。
3回目の洗浄および分離ののちビーズをO,1mlの洗浄用緩衝液に再懸濁し、
ビーズをニトロセルロースメンブレン上にr取し、Xi!フィルムに露光し7た
。
各プローブのハイブリダイゼーションの程度は、露光されたフィルムを視覚検査
することにより判定された。結果3表3に示す。++++はプローブとターゲッ
トの配列が完全に調和していることが配列分析により明らかに判定されたl!対
照〃クラミジア暑−ラコマチス血清変異体のものに等しいハイブリダイゼーショ
ンシグナルを示す。+→−十、++、+および−はそれぞれ、極めて強い、強い
、弱い、および検出不可能なシグナルを表す。
表3に示した約lXl0’の非クラミジア(陰性対照)41Il菌へのプローブ
のハイブリダイゼーションも同様に採点された。
実施例2: プローブハイブリダイゼーション挙動のドツトプロット分析周知の
方法によるドツトプロット分析は下記による。核酸または一部の核酸をフィルタ
ー、たとえばニトロセルロース、ナイロンその他の誘導体化されたメンブレンに
固定化する。これらは特にこのために市販されている。D N AまたはRNA
はこれらのフィルターに容易に固定化され、次いで各種条件下で(すなわちスト
リンジエンシー)目的のヌクレオチド配列またはプローブとのハイブリダイゼー
ションにつき検査または試験される。スl−リンジエント東件下では、ターゲッ
ト配列に対する相補性の高いヌクレオチド配列をもつプローブはど5相補性の低
いプローブより高い水準のハイブリダイゼーションを示すであろう。
表4に示す実験については、指示された各生物から得られた0、1マイクログラ
ムの精製RNA (レーン(Lar+、e)ら、1985.Proceedin
gsof the Natior+al Academy of 5cier+
ce。
USA 82+6955−6959>をニトロセルロースフィルターにスボ・ン
トした。オリゴヌクレオチドグローブは標準法により放射性P−32で末端標識
された。
ここに記載するオリゴヌクレオチドについては、60℃で14−16時間の、r
RNAターゲットへのハイブリダイゼーション(0,9M NaC1,0,12
M+−リス−HCl、pH7,8,6mM EDTA、0.1M KPO,,0
゜1%SDS、0.1%ピロホスフェート、0.002%ファイコル、0.02
%BSAおよび0.002%ポリビニルとロリジンを含有するハイブリダイゼー
ション溶液中で〉、次いで非結合プローブを除去するための60℃で3回、15
5分間ハイブリダイゼーション後洗浄(0,03M NaC!、0.004M)
リス−HCl、pH7,8,0,2mM EDTAおよび0.1%SDS中)が
表4に詳述する特異性水準を得るのに十分な程度にストリンジェントであろう。
前記のようにハイブリダイゼーションおよび洗浄したのち、ハイブリダイゼーシ
ョンフィルターをX線フィルムに露光し、既知量のターゲ・ント物質(RNA)
の対照スポットに対してシグナル強度を視覚的に))採点した)I (実施例1
)。
rR,NAの検出に関して本発明の説明を行ったが、ここに記載するプローブお
よびここに記載するプローブに対し相補的なプローブはrRNAを特定する遺伝
子(DNA)(すなわちrJrDNAn)の検出にも有用であることは容易に理
解され、従ってこれらのプローブはここに記載するプローブと均等物であり、本
発明および請求の範囲の精神および範囲に包含されると解すべきである。
表1.クラミジア16S rRN八プへ−ゴおよびターゲ・ト配列位1番号(大
腸菌) 63 105
クラミ”L)t)?+2 t、cv G[ICCAAC(:(:AGCAAUU
(:111JIJ−−−−−−−−Cfl、[:CAAUIhCu[IUAGU
GG:CG
ブローラ 1203 GCTTGCCTCGTT^^C八^^−一−−−−−G
CCGへTiへ八C^^^TCACC−5゜ブローク 1153 GCTTf;
CCTCGTT^^C^品−−−−−−−−11:CTGCT^^C^^^TC
ACC−5“位置番号(大腸菌) 179 198
1 !
り9ミC7’)’yコアD Lll:V にAAU(:U(:CCCAUAIJ
[11Jf:G(:CA11CCGA[、[1^^C(:Ut^八^へ^^
位置番号(大腸菌) 453 485
大腸菌 AAC(:CAGU^^^CUU^^UACCtlLIU(:CIIC
AUUCACCUU^オーム病クラミ5ア Δり(:AC:A[:AUU(、C
CU八八へへUCC^^uccAuuucAcccu八2へミラア・トテコマチ
ス 、へ^CAC^^C[:C(:GIJU^^1」八CCC(:CtlC(:
AUUUCAf、C(:U^ニ
国際調査報告
国際調査報告
Claims (8)
- 1.予め定められたストリンジェンシー条件下でクラミジア・トラコマチス(C hlamydia trachomatis)のrRNAまたはrDNAにハイ ブリダイズしうるが、非クラミジア属細菌のrRNAおよびrDNAにはハイブ リダイズし得ない核酸フラグメント。
- 2.該フラグメントが該条件下で表3および表4に記載された非クラミジア属細 菌のrRNAおよびrDNAにはハイブリダイズし得ない、請求の範囲第1項に 記載の核酸フラグメント。
- 3.プローブ781、782、783、860、861、879、882、11 53、1203、1220、1318、1319、1320、1321、132 2、1323、1324、1325、1479およびその相補的配列よりなる群 から選ばれるプローブ配列からなる、請求の範囲第2項に記載の核酸フラグメン ト。
- 4.フラグメントがプローブ781、782、783、860、861、879 、882、1153、1203、1220、1318、1319、1320、1 321、1322、1323、1324、1325、1479のいずれか10個 の連続ヌクレオチドからなる配列の少なくとも90%に相補的である、請求の範 囲第1項に記載の核酸フラグメント。
- 5.フラグメントがプローブ781、782、783、860、861、879 、882、1153、1203、1220、1318、1319、1320、1 321、1322、1323、1324、1325、1479のいずれか10個 の連続ヌクレオチドからなる配列の少なくとも90%に相同である、請求の範囲 第1項に記載の核酸フラグメント。
- 6.少なくとも2種類の核酸フラグメントからなり、少なくとも1種類がプロー ブ781、782、783、860、861、879、882、1153、12 03、1220、1318、1319、1320、1321、1322、132 3、1324、1325、1479およびその相補的配列よりなるプローブ群か ら選ばれるプローブセット。
- 7.試料中のクラミジア・トラコマチスの存在を検出する方法において、a)試 料を請求の範囲第1項に記載の少なくとも1種類の核酸フラグメントと、クラミ ジア・トラコマチスのrRNAまたはrDNAが試料中に存在する場合は該フラ グメントがこれらのいずれかにハイブリダイズしてハイブリッド核酸コンプレッ クスを形成しうる条件下で接触させ、その際該核酸フラグメントは予め定められ たストリンジェンシー条件下でクラミジア・トラコマチスのrRNAおよびrD NAにハイブリダイズしうるが、非クラミジア・トラコマチスのrRNAおよび rDNAにはハイブリダイズし得ず;そしてb)該ハイブリッド核酸コンプレッ クスを試料中にクラミジア・トラコマチスが存在することを示すものとして検出 する、ことを含む方法。
- 8.核酸フラグメントがプローブ781、782、783、860、861、8 79、882、1153、1203、1220、1318、1319、1320 、1321、1322、1323、1324、1325、1479およびその相 補的配列よりなる群から選ばれるプローブ配列からなる、請求の範囲第7項に記 載の方法。
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