JPH04507198A - 核酸の交雑、増幅方法 - Google Patents
核酸の交雑、増幅方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
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】
の六 −・=
発明署の技術分野
本発明は、RecA蛋白質を触媒として使用することによってDNAの合成、修
復および増幅反応を促進する方法に関するものである。
参照文献
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従来の技術
RecA十蛋白質(野生型)は大腸菌(Escherichia coli)の
中に見出される38,000ダルトンの蛋白質であって、これはDNAの相同組
換えのために重要な物質である。これに関する最も重要な生物化学的および酵素
学的情報は、精製されたRecA+蛋白質を用いる研究によって得られる。種々
の種類の試験管内研究の結果から、RecA十蛋白質は、最終的に“相同組換え
”という結果をもたらす相同DNA配列間の対合反応(paring reac
tion)の性質に関する最近の研究結果については、コックス等の論文を参照
されたい) 、 RecA十蛋白質は前記対合反応に関与するので、これは、診
断や治療分野へのDNAの利用の際に非常に有利に使用できるものであると考え
られる。
ATPの存在下では、RecA+蛋白質は複数の基質間の連鎖交換反応を促進す
る。DNAプローブの利用分野に最も密接に関連するDNAは、一本IN D
N Aおよび二本MD N Aである。−末鎖DNA(プローブ)は二本鎖の(
天然型の)標的配列の相同的部位に作用し、組換え反応の中間体を最初に形成す
る。該中間体は、交雑しかつ部分的に合体した複数の分子を含有するものである
。その後に、分岐点移動によって、元の1本鎖DNAと2本鎖D N Aとの完
全交雑分子が生じる。この反応は、元の2種のDNAの相同性の程度に左右され
て種々変化するであろう。該反応の結果として、プローブと標的との交雑体であ
る生成物が得られる。このような交雑体は、たとえば放射能標識、酵素標識、化
学ルミネセンス標識、燐光標識または蛍光標識を付けたプローブの使用によって
容易に検知できる。
本発明によれば、1本鎖のプライマと、それに相補的な天然型の2本鎖の標的配
列とを含む交雑反応を促進しかつ反応効率を改善するためにRecA十蛋白質が
使用できる。RecA + N白質は多くのDNAプローブ利用分野において特
に有用である。なぜならば、交雑操作の前に2本鎖の標的DNAを変性する(た
とえば加熱によって変性する)必要がないからである。さらにまたRecA十蛋
白質は、変性し難いDNA配列または損傷を受けたDNA配列からのDNA鎖の
伸長開始および完全伸長を促進するという長所も有する。
発明の目的および構成
本発明の目的の1つは、互いに相補的な環状または線状鎖である第1鎖および第
2鎖を有しそして各線状鎖が5′末端部および3′末端部を有する2末鎖DNA
標的配列の増幅を、RecA蛋白質の使用によって促進させる方法を提供するこ
とである。
本方法は次の工程を包含する。第1鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマ、
および第2鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマを、ATP−シーSの存在
下にRecA蛋白質で錯体化する。このようにして錯体化されたプライマをその
後に、前記標的配列、全部で4つのdNTP(別の略称dNTP s) 、Re
cA蛋白質およびDNAポリメラーゼもまた含有する混合物中で反応させる。こ
の反応は、前記の2つの標的連鎖の熱解離(または熱分解)のために要する温度
よりも低い温度において行い、そして該反応を、前記の標的配列の所望程度の増
幅が達成されるまで続ける。
標的DNAが阻害性または抑制性二次構造を有するかまたは“増幅に抵抗性を示
す区域”を含むものである場合に、本発明方法は特に有用である。
前記のDNA合成反応の実施中に、DNAポリメラーゼ、Rec^蛋白質および
/またはATP−シーSをさらに添加してもよく、すなわち追加的添加を行って
もよい。
本発明方法の一具体例に使用される2つのプライマは、同−DNA配列に対して
相補性を有するものである。別の具体例では、DNA標的配列に対し非相補性の
末端5′配列を含むプライマが使用される。このような非相補性の配列は、制限
酵素であるエンドヌクレアーゼの認識部位をコードする配列、キャプチャー配列
(capture 5equences)、リポータ配列、RecA蛋白質担持
配列、Z−DNA配列、二本鎖を有する尾部等を包含する。
本発明の重要な利点は、物理的または化学的に損傷したDNA基質の合成/増幅
のために本発明方法が利用できることである。
本発明の好ましい具体例では、RecA蛋白質として、recA−803遺伝子
の蛋白質生成物(ρrotein product)が使用される。
また、本発明方法によれば、約50°Cより高く、ただし標的連鎖およびそれに
対応するプライマの熱解離に要する温度よりも低い或一定の温度においてDNA
合成反応を行うことによって、DNAが合成または増幅できる。この具体例に有
利に使用できる形のRecA蛋白質およびDNAポリメラーゼは、好熱菌の一種
であるテルムス・アクアチフス(Thermus aquaticus)から得
ることができる。
本発明はまた、テルムス・アクアチフスのRecA蛋白質のためのコーディング
配列のクローニングおよび同定方法をも包含する。
本発明に係るRec^被覆プライマは、交雑技術を利用する診断操作において有
用なプローブとして役立つであろう。なぜならば該プライマは、一般に阻害性二
次構造を有する区域の配列および相補性の配列の位置を探知してそれと対合する
という好ましい性質を有するからである。
図面の簡単な説明
図1は、RecA+蛋白質の活性とrecA−803蛋白質の活性とを比較する
ためのDNA結合反応において、電気泳動による分離操作の結果を示す図面であ
る。
図2Aは、RecA+蛋白質およびrecA−803蛋白質のA、TPase活
性を相互に比較するだめのATP加水分解反応の結果を示す図面である。第2B
図は、RecA十蛋白質およびrecA−803蛋白質の活性を相互に比較する
ための連鎖転移反応の結果を示す図面である。
図3、図4Aおよび図4Bは、RecA+蛋白質/二本鎖DNA結合反応に関す
る実験の結果を示す図面である。
図5は、1本鎖DNAテンプレートからのバルク(bulk) DNA合成の際
のRecA十蛋白質および1末鎖結合蛋白質の影響を具体的に例示した図面であ
る。
図6は、2本鎖型の線状テンプレートからのバルクDNA合成の際のrecA−
803蛋白質の影響を具体的に例示した図面である。
図7は、天然型のラムダDNAテンプレートからのDNA合成の際のRecA十
蛋白質の該合成促進効果を示す実験結果の図面である。
図8は、RecA十蛋白質のDNA合成促進作用は、1本鎖の結合蛋白質の存在
の有無に左右されないことを示す実験結果の図面である。
図9は、RecA+蛋白質によって促進されるべきDNA合成反応において、そ
こに存在する特定のプライマへの該合成反応の依存性に関する実験結果の図面で
ある。
図10および図11は、RecA+蛋白質によって促進される単一温度DNA増
幅反応の実験結果を示す図面である。
図12は、RecA+は単一温度増幅反応において生成物の特異性を高めること
を示す実験結果の図面である。
図13は、アクアスピリルム・マグネトタクチクム(aquaspirillu
m o+agnetotacticum)のRecA遺伝子の一部の配列を示す
図面である。
発明の詳細な記述
1. RecA+蛋白質およびRecA−803蛋白質のDNA結合活性および
DNA@転移活性の比較
本発明の目的の1つは、DNA交雑反応およびDNA合成反応を促進するすぐれ
たRecA十蛋白質触媒を提供することである。
本発明方法に関する実験を行った結果、recA−803蛋白質は有用な触媒で
あることが見出された。recA−803突然変異体の遺伝子のクローニングを
行い、配列を調べ(sequenced)、蛋白質生成物をオーバエキスプレス
しくover−expressed) 、次いで精製した(マディラジュ等)。
この新規なrec^突然変異体蛋白質は標的とプローブDNAとの間の組換え反
応において安定な中間体を効果的に生成し、その効果は天然型のRecA士蛋白
質の場合よりも大である。該効果の評価は、ニトロセルロースフィルタを用いる
結合測定法〔マディラジュラ等〕によって行った。この実験結果から、recA
−803蛋白質のDNA対合効果(こればニトロセルロースフィルタを用いる結
合測定法によって評価できる)は、野生型のRecA十蛋白質の該効果よりもは
るかに大であることが判った。或種の条件下では突然変異体recA蛋白質は反
応速度の増大によって対合反応を促進し、その最終生成物の収率は、野生型のR
ecA+酵素を用いる場合の通常の該収率よりも一層高い。
大量の突然変異体recA−803蛋白質が、遺伝子をオーバエキスプレスする
プラスミドを含む大HII菌(E、 coli)がら単離された(分子生物学研
究室のA、プリン、クラーク博士〔Ucバークレイ〕)。当該細菌の細胞中の全
蛋白質の約40%が突然変異体recA−803蛋白質であった。
例1 (図1)は、ゲル遅延測定法によってRecA十蛋白質および、recA
−803蛋白質のDNA結合効率(相対値)をめる実験の結果を述べたものであ
る。 RecA十蛋白質またはrecA−803蛋白質と、ファイX174の線
状化された2本1jDNAとの反応を、蛋白質/DNA錯体が生成するような条
件下に行った。その反応生成物として得られた試料を2つの部分に分けた。各試
料の半分はSDSのごとき洗剤で処理して蛋白質/DNA錯体を分解した。この
ように処理された試料と無処理試料とを並べて、0.7%アガロースゲル上で処
理した(「材料および方法」の項参照)。ゲル遅延測定方法は、DNA/蛋白質
錯体はゲルのマトリックス中を非常に遅い速度で移動するという原理に基いて行
われる測定方法である。図1中のレーン(lane) 7およびレーン8は、無
処理試料および処理試料の実験結果をそれぞれ表わす。レーン3 (RecA十
蛋白質)とレーン7 (recA−803蛋白質)との比較から、recA−8
03蛋白質はRecA十蛋白質よりも一層効果的に線状の2本鎖ファイX−17
4DNAに結合することが判る。2本鎖プラスミドまたはウィルスDNAを用い
る同様な実験においても、上記の場合と同じ結果が得られた。
例2は、ATPの加水分解の場合にもrecA −803蛋白質はRecA+蛋
白質よりもすぐれた触媒であって、DNA連鎖転移生成物の生成量がかなり増大
することを示す実験データに関するものである。例2Aの実験結果から、rec
A−803蛋白質はRecA十蛋白質よりも、一層高度のDNA依存性ATPa
se活性を有することが明らかになった(図2A)。例2Bの実験では、1本鎖
ファイX−174ピリオン環状DNAをrecA−803蛋白質またはRecA
+蛋白質と共に37°Cに10分間保つことからなる前期定温放置操作を行って
、ラディング型のフィラメントを形成させた(ラディング)。次いで2本鎖標的
物質を添加し、該連鎖を、補助因子(cofactor)としてのATP−シー
Sの作用下に転移させた。該実験の結果から、recA−803蛋白質はRec
A十蛋白質に比して一層強力な触媒作用を示し、連鎖転移生成物の生成量のかな
りの増大をもたらすことが判った。この連鎖転移生成物は、図2B中に矢印で示
される不連続状バンド(discrete band)によって確認できた。さ
らに、レーン3およびレーン6 (RecA+蛋白質)とレーン8 (recA
−803蛋白質)との比較から、DNAN軽鎖生成物の生成量増大効果はrec
A−803蛋白質の方が一層大であることが判った。前記実験およびそれと同様
な実験の結果から、recA−803蛋白質を用いた場合には■型(For+s
U )の連鎖転移生成物の生成量が、RecA+蛋白質を用いた場合に比して
約5−7倍増大することが判った。
recA−803蛋白質はDNA結合活性が高く、がっ、連鎖転移反応用触媒と
しての効果が大であるから、recA−803蛋白質はDNAの合成、交雑およ
びそれらを利用する診断や治療分野において触媒として非常に有利に使用できる
。recA−803蛋白質は前記のごとき好ましい性質を有するがら、DNAプ
ローブの配列を天然型の2本鎖DNA標的と溶液中で交雑させることを含む迅速
かつ効果的な測定操作(検定)操作を行う際の理想的な触媒であるといえよう。
このような測定を行う場合には、無交雑プローブ(1*鎖のまま残ったもの)七
、プローブ/!I的交[f体(これはその一部が二本鎖または多重類のものであ
り、すなわち、二本鎖の区域と、それに付随した1零鎖プローブの部分とを含む
錯体である)とを相互に分けるための任意の分離手段(コリンズ等、リガス等、
およびリーヒ等)が利用できる。
RecA蛋白質を触媒として使用して同族配列との交雑を高効率で行う技術をD
NA診断に利用する場合には、従来の技術の場合のように標的DNAの通常の変
性を行うための面倒な操作を行う必要は全くなく、また、変性や検出が行いにく
い、スナップバックや他の反復性配列に関する厳重な制限条件もな(、広範囲の
診断に利用できる。RecA十蛋白質の本来の作用は、DNAの重合または組換
えを、(i)錯体または特異的な二次構造の区域を介して、または(ii)化学
的または物理的損傷を受けたDNA配列を介して、促進することを包含する。
■、損傷を受けたDNAまたはZ−コンホメーションを有するDNAへのRec
A蛋白質の高度の結合大腸菌のRecA十蛋白質は、損傷したDNA二重らせん
の認識および真後の修復の際の主要関与物質(participant)である
。
2本1¥DNAコンホメーシヨン中のピリミジン塩基に付加でき、および/また
は該塩基を歪曲(dtstort)できる物理的および化学的手段、たとえば紫
外線(ルー等)やブソラレン(シー等)を用いて、RecA十蛋白質の結合を促
進することは公知である。
プリンによってアダクト化された二重らせんDNAに対するRecA十蛋白質の
認識反応に間する試験は今迄行われていなかった。N−アセトキシ−N−2−ア
セチルアミノフルオレン(N−AcO−AAF)は強力な突然変異原でありがっ
代表的な化学性発癌因子であるが、これはデオキシグアニン残基に共有結合によ
って結合して、主としてC−8位においてアダクトを形成する(クリーク)。こ
の変性によってデオキシグアニン塩基が回転してアンチ−コンホメーションから
シン−コンホメーションに変化し、すなわちDNAらせんの大なる構造的変化が
生じ、かつらせんの巻きはどじという変化も起る(フックス等、1976年)。
エネルギー最小化(energy m1nia+1zation)に関する研究
から、前記回転に伴ってらせん内部に複素環式構造のアダクトが入り込み、その
ためにらせん軸が曲がるのであろうということが推定されている(ヒンジャティ
等)。さらに、N−Ac0−AAFによる共有結合形成を伴う変性作用に伴って
、2本鎖DNA中の或種のプリン−ピリミジン交互配列または他の配列において
B→Z転移が生じる(セージ等、1980年、1981年;サンテラ等、198
1年a、1981年b;ウェルズ等)。
例3には、RecA十蛋白質72本鎖D末鎖結合測定実験の結果が示されている
。ブラホ等は以前に、RecA十蛋白質は、B−DNA重合体に比して、臭素化
またはメチル化された線状の合成Z−DNAに対して一層結合し易いと述べてい
る。例3の結果を図3に示すが、この結果は臭素化基質に結合し易いことを示し
ており、ブラホ等の結果と一致している。さらに、図3の結果から、補助因子と
してのATP−シーSの存在下の中性pHにおける2本鎖合成りNAへのRec
A十蛋白質の結合は、Na −Ac0−AAFによるプリンのアダクト化によっ
て一層促進されることが判る。また、前記実験および他の類似実験において、二
本鎖DNA中のN−Ac0−AAFアダクトの量が多い場合には、DNAの二重
らせんへのRecA十蛋白質の結合量も多いことが認められた。N −Ac0−
AAFの付加率が5−20%の範囲内である限り、前記結合の数(bindin
g)はNa−Ac0−AAFの付加率に比例することが見出された。
例4 (図4Aおよび図4B)の結果は、オリゴ−(d (br’C−G) )
またはオリゴ−(d(C−G)]から生じたデュプレックスへの結合に比較して
、二本鎖オリゴ−(d(C−A)・ d(G−T))への結合を一層行い易いと
いう連鎖特異性を、RecA十蛋白質が有することを示している。RecA十蛋
白質は、これらのDNAデュプレックスに特異的に結合し易い連鎖(図4Aおよ
び図4B)およびコンホメーション(図3)を有すると考えられる。
したがってRecA蛋白質は診断および治療分野において有用である。標的DN
Aが損傷した場合または通常みられないような二次構造を有する場合には、従来
のDNA交雑および/または合成方法は利用できない。一方、例3および例4の
実験結果から、RecA蛋白質は錯体状DNAへの結合および相補的塩基の対合
反応を促進する性質を有することが見出された。
Ill、RecA十蛋白質およびrecA −803蛋白質によるDNA合成の
促進(試験管内操作)
従来のDNA増幅方法はすべて、DNAテンプレート変性工程と、プライマ交雑
工程と、DNAポリメラーゼによるプライマ伸長工程との三工程からなる方法で
あった(マリス;およびマーリス等)。これに対し本発明は、RecA蛋白質の
触媒作用を利用する独特な、かつ効果的な新規方法を提供する。
RecA蛋白質の触媒作用を利用する新規なりNA増幅方法の一例について述べ
る。DNA標的連鎖と、該標的連鎖に相補的なりNAプライマとを、ATPまた
はATP−シーSの存在下にRecA十蛋白質またはrecA−803蛋白質の
作用下に37℃に保つ(低温放置)。この条件のもとで、RecA蛋白質の触媒
作用によって、プライマと標的DNAとの間にラディング型のD−ループまたは
ジヨイント分子が生じる。RecAの触媒作用によって生した安定な前記ジヨイ
ント分子は、DNAポリメラーゼIのフレノウ断片との反応によって伸長する。
例5は、1本鎖テンプレートからのDNA合成におけるRecA+蛋白質の合成
促進効果に関するものである。図5のデータから明らかなように、1本鎖DNA
の合成はRecA+蛋白質および大腸菌の1本鎖結合(SSB)蛋白質の使用に
よって促進でき、しかしてこれらの2種の蛋白質は相乗効果を奏するように思わ
れる。ファイ−X−174の1本鎖環状DNAテンプレートの合成の場合には、
プライマをRecA+で被覆してラディング型のフィラメントを形成させること
によって合成反応が促進できる。
さらにまた、反応混合物中に大腸菌のSSB蛋白質を入れることによって、1本
鎖DNAの合成を指向するDNA合成反応が促進できた。この効果は、高分子量
DNA (冷TCAに不溶)中に(′LH)dGTPを入れて測定を行うことに
よって確認できる。
また、2本鎖のDNA (dsDNA)テンプレートからのDNA合成の場合の
RecA蛋白質の触媒作用も調べた(例6)。図6のデータから明らかなように
、18マー(18mer)であるプライマーを使用する2本鎖テンプレートから
のDNA合成は、recA−803蛋白質の触媒作用によって促進できる。ds
DNAの添加前に、該プライマとrecA−803蛋白質(3μM)とを37°
Cにおいて5分間反応させて、フィラメントを形成させた。さらに5分間にわた
って定温放置した後に、大腸菌DNAポリメラーゼIの大形フレノウ断片を添加
した。recA−803蛋白質はDNA合成を著しく促進したが、このことは、
高分子量DNA中への(α−”5)dATPの付加量の増大によって確認された
。
例5および例6から明らかなように、RecA+蛋白質またはrecA−803
蛋白質で被覆したプライマを使用することによって、DNA合成反応の速度およ
び合成進行度(extent)を著しく高めることができる。
例7は、天然型のウィルス性DNAテンプレートからのDNA合成の場合にもま
た、RecA蛋白質は合成促進効果を有することを示す実施例である。例7では
、前記のプライマを使用せずに反応を室温において行った。RecA十蛋白質を
2種の257−型の1本鎖プライマ(表1中のPCROIおよびPCRO2)と
共に定温放置した。次いで、ATP−シーSおよびSSB蛋白質を反応混合物に
添加し、その後に天然型のλ−DNAテンプレートを添加した。反応混合物を3
7°Cの加熱帯域(heatblock)内で定温放置し、平衡化操作を37°
Cにおいて3分間行い、次いでフレノウDNAポリメラーゼ(略称フレノウ)を
添加した。前記のフレノウの第1回目の添加によって反応を開始させた後に、1
0分毎に新鮮なタレノウポリメラーゼを1単位づつさらに添加する操作を80分
間にわたって行った。反応混合物から試料を採取し、新たに合成されたDNAの
量を測定した。図7のデータから明らかなように、単一温度(37°C)におい
てフレノウDNAポリメラーゼの触媒作用のもとで行われる長時間反応(72時
間)では、RecA十蛋白質およびATP−シーSの使用によって、天然型のλ
DNAの合成が促進された。
前記のDNA合成促進効果は、0.7%アガロースゲル中の電気泳動によって分
離されたDNA生成物における臭化エチジウムの結合量の増大および染色状態の
観察によって確認できた。
さらにまた例7のデータから、dsDNAテンプレートからのDNA合成におけ
るRecA蛋白質の合成促進効果は、SSB蛋白質の存在の有無に左右されるも
のではないことが確認された。
図8のデータには、SSB蛋白質の不存在下のDNA合成の結果が示されており
(レーン1)、また、短時間の反応によるDNA合成のときにも、RecA十蛋
白質は合成促進効果を有することが示されている(80分間にわたってポリメラ
ーゼの添加を10分毎に行い、すなわち添加を逐次的に8回行った)。
例8は、RecA蛋白質を触媒として用いるDNA合成反応のプライマ依存性に
関するものである。
図9のデータから明らかなように、大腸菌DNAポリメラーゼ■の大形のフレノ
ウフラグメントの2本鎖型の突然変異体(double mutants) (
エキソヌクレアーゼを含まないもの;USバイオケミカル)とポリメラーゼとの
反応による天然型のDNAの合成は、RecA十蛋白質およびプライマの存在下
においてのみ促進される。
PCROIとPCRO2とのプライマ対を使用して500−bpのDNAテンプ
レートを酵素の作用下に合成した(パーキン−エルマー−センス製のアンプリタ
ークキソト(登録商標);第1表)。この二本鎖生成物を単純500−bρテン
プレートとして、40マーのプライマPCROIおよびPCRO2と共に使用し
てDNA合成反応を行った(表1)。大腸菌DNAポリメラーゼ1の大形フレノ
ウ断片の二本鎖型の突然変異体(エキソヌクレアーゼを含まないもの)を使用し
、反応混合物を37°Cにおいて17.5時間にわたって定温放置した。図10
のデータ(例9、レーン4)には、電気泳動実験のときに泳動性を示しそして5
00−bpの天然型λ−DNAテンプレートと調和する分子量を有する新規合成
りNA生成物のバンドが示されてしする。該DNA生成物の合成は、絶対に、反
応混合物へのRecA +蛋白質の添加の有無に左右されるものであると思われ
る。同し条件下で反応混合物にRecA十蛋白質とSSB蛋白質との両者を添加
した場合には、別の低い分子量の生成物が生じた(レーン5)。この結果から明
らかなように、SSB蛋白質が存在する場合には、DNA合成の生成物が一層不
均質になり、すなわち、SSB蛋白質の存在によってバルクDNA合成が改善で
きるけれども、該SSB蛋白質は反応の特異性に対し悪影響を与えるものである
。
別の実験において、25マーのプライマ対を有する500−bpのラムダDNA
テンプレートから500−bpのDNA生成物を合成した(例9)。例9では、
DNA合成におけるRecA十蛋白質の触媒活性を試験したが、その反応条件を
表2に示す。さらに、これらの反応の結果を図IIに示す。一般にRecA蛋白
質の反応促進効果は、RecA蛋白質の濃度、蛋白質/DNA比、定温放置時間
、および適当な濃度の前記の特定のプライマ対の存在の有無に左右されて種々変
わるであろう(レーン7)。
RecA十蛋白質の触媒作用下に行われたフレノウの単一温度DNA増幅反応の
生成物への、500塩基対のラムダテンプレートに対して特異的な放射能標識付
プローブの交雑操作では、RecA十蛋白質は真の生成物の合成を促進すること
が認められた(例9C)、図12のデータから明らかなように、500塩基対の
テンプレートの著しい増幅は、RecA十蛋白質およびATP−シーSを含むが
SSB蛋白質を含まない反応混合物を使用した場合にのみ認められた(レーン3
)。
本発明方法によれば、均質なオリゴヌクレオチドプライマ配列を用いる標的交雑
をRecA触媒の存在下に行うことによって、天然型の2本鎖の(すなわち無変
性の)標的DNA配列の合成および増幅を溶液中で行うことができる。この交雑
反応では該プライマは、DNAポリメラーゼによる逐次伸長に適した位置に存在
するであろう。この反応操作は二段階操作であって、両方の段階において反応を
最適条件下に行うことが必要である。
これらの段階は、(i)プライマの交雑および(11)プライマの伸長からなる
。
標的DNA配列は種々の原料から種々の方法によって得られる。たとえば、(1
)オリジナルの標的DNA配列は、−末鎖DNAまたはRNA分子のごとき一末
鎖核酸テンプレートから標準的方法(マニアチス等)によって合成でき、または
、(11)オリジナルの標的配列は、生物の細胞または組織である原料から抽出
できる。標的DNA配列はまた、主として標的配列からなる均質混合物、または
種々の他種配列も存在する不均質混合物の中に存在するであろう。
最初に、標的配列に相補的なプライマと標的DNA配列とを次の条件下に反応さ
せ、すなわち、RecA蛋白質の触媒作用によって該プライマと該標的DNAと
の間にジヨイント分子が形成できるような条件下に反応させる。この反応は天然
型のDNA基質(すなわち、DNA結合鎖が熱変性されていないDNA基質)を
用いて実施できる。 RecA蛋白質の触媒作用下に生じた多重鎖構造の伸長操
作を、ヌクレオチド三燐酸の存在下にDNAポリメラーゼIのフレノウ断片を使
用して実施する。RecAI白質は、DNAポリメラーゼ伸長に適した交雑DN
Aをトポロジカルに生成させる作用を有する。
その次の増幅段階において、既存の標的DNAの連鎖に相補的な遊離プライマを
、オリジナルの連鎖または新規な連鎖に結合させることができる。交雑反応後に
、既述のDNAポリメラーゼを使用して当該錯体の伸長操作を行う。この操作を
反復し、すなわち、標的配列を合成し増幅する操作を何回も反復する。
増幅操作を数回行った後に、天然型の標的配列は次の手段によって検知でき、す
なわち、RecA蛋白質を触媒として用いる交雑反応の場合の質量作用下の交雑
によって、および/またはRecA蛋白質/プローブ錯体によって作動する標識
付−末鎖DNAプローブを用いて検知できる。あるいは、該反応は多くの回数に
わたる反復実施によって進行させることができ、これによって増幅生成物が得ら
れる。該増幅生成物は次の方法によって検知でき、すなわち、分離された反応成
分にアガロースゲル上で電気泳動操作を行ってさらに分画し、該ゲル中で分離さ
れたDNAを臭化エチジウムで染色することによって肉眼で検知できる。
DNA増幅反応およびDNA合成反応の場合にRecA十蛋白質やrecA−8
03蛋白質を使用することによって得られる効果として、これらの蛋白質が、標
的DNA配列への一末鎖DNAプライマの効果的な交雑反応を強く促進すること
があげられる。さらにまた、これらの蛋白質の使用によって、伸長のためにトポ
ロジカルに適したDNAプライマと天然型標的との錯体が生成できる。RecA
十蛋白質はトポロジカルな効果を奏するから、大腸菌DNAポリメラーゼIのフ
レノウ断片のごときセルラー(cellular) D N Aポリメラーゼに
よってプライマが伸長できる。なぜならばテンプレートの連鎖が巻きはどされる
からである。この反応操作は、−末鎖テンプレートの生成のために加熱を行いそ
してその後に冷却してプライマを交雑させることからなる増幅反応操作に比して
一層簡単である。
したがって、前記のRecA蛋白質を触媒とするDNA合成反応の主な用途は、
通常のDNA配列、または光線の作用または化学的作用によって損傷したDNA
配列を増幅して、プライマをその同族型の標的(これはその後にDNAポリメラ
ーゼによって伸長させる)上の適切な位置に存在させる操作に利用することであ
る。RecA蛋白質を触媒として用いるDNA合成反応を利用したときに得られ
る別の利点は、高温変性および自然状態復元操作(サイキ等)を何回も反復する
必要がないことである。
第2の重要な用途は、DNAをトポロジカルに生成させることができるというR
ecA蛋白質の能力を、DNA合成の際に利用することであって、その重要な例
には、熱変性法のごとき従来の方法では合成または増幅が困難であったコンホメ
ーションまたは二次構造を有するDNAを合成することがあげられる。
前記のRecA蛋白質を触媒として用いる反応の第3の重要な用途は、RecA
蛋白質/DNAプライマ錯体は相補的配列を効果的に見出す能力を有するという
利点を利用することである。この蛋白質/プライマ錯体は、−たとえば、プライ
マに対する相補性に基づいて試料中の配列の同定を行うことからなる診断用検査
の際に、プローブとして使用できる。これによって結合した前記錯体はその後に
、recA−803蛋白質に対する抗体の場合と同様に種々の方法によって安定
化でき、そして同定できる。
■、 RecA蛋白質の場合と同様な活性を有する別の有用な蛋白質本明細書で
はRecA蛋白質は、実質的に同し機能を有する種々のRecA型蛋白質の1種
であるとみなして取り扱う。すなわちRecA型蛋白質は特に次の機能を有し、
すなわち、い)プライマを、その後にDNAポリメラーゼによって伸長させるべ
きその同族型標的上の適切な位置に存在させる機能、(ii)DNA合成の場合
には、DNAをトポロジカルに生成させることができるというRecA蛋白質の
機能、および(iii)相補的な配列を効果的に見出してそれに結合できるとい
う機能(これはRecA蛋白質/DNAプライマ錯体の機能である)を有する。
この特性を最もよく示すRecA蛋白質は、大腸菌から得られたRecA蛋白質
である。この野生型の蛋白質の他に、若干種の突然変異体recA蛋白質(たと
えばrecA−803)もまた見出された。さらにまた、多くの生物がこのよう
なRecA型蛋白質を含有している(後記参照)。
RecA蛋白質を触媒とするDNA合成の別の用途は、熱安定性を有するDNA
ポリメラーゼを用いて一定の高温において行われるDNAポリメラーゼ増幅反応
の促進のために利用することである。熱安定性を有するDNAポリメラーゼは、
チルミス、アクアチフス(Therius aquaticus) (U Sバ
イオケミカルズ)、バチルス・ステアロテルモフィルス(Bacillus s
tearothermo−philus) %スルホルブス(Sulpholu
bus)、ビロジクチウム(Pyrodictius+)等の生物のごとき種々
のものから単離されている。一般にこれらの酵素の活性は熱に安定で、すなわち
約95゛Cまでの温度において安定である。強力な阻止構造または抑制性構造(
inhibitory 5tructure)を有するDNA配列、またはアー
チファクトの形成が知られているDNA配列(マツクコンローグ等、およびシュ
ルジナー)の増幅が上記の系を用いて実施できる。大腸菌のRecA蛋白質の半
減期は52゛Cにおいて数分程度であり、すなわちこれは掻端に熱に敏怒であり
高温では使用できない。したがって、熱に安定なRecA蛋白質が必要である。
すなわち、−緒に使用されるDNAポリメラーゼの場合と実質的に同じ温度範囲
(たとえば約95°Cまでの温度)にわたって活性を維持できるような熱安定性
RecA蛋白質が必要である。
本発明方法に関する実験においてチルミス・アクアチフスからのRecA蛋白質
が同定され、そして、それをエンコードする遺伝子がクローニングされた。チル
ミス・アクアチフスのゲノム遺伝子のサザンプロット分析を、アクアスピリルム
・マグネトタクチクムのRecA遺伝子をプローブとして用いて行った(例10
)。
アクアスピリルム・マグネトタクチクムの遺伝子は一般にG−Cに冨み、T、ア
クアチフスのRecA遺伝子への整合性が大腸菌のRecA遺伝子の場合より一
層良好である。1本鎖DNAのバンドの同定は、前記プローブとの交雑によって
行われ、しかしてこの場合には次の各消化物(別名ダイジェスト)すなわち12
−15kbのBamf(I 、5kbの旧ndlIIおよび1.5kbの5st
Iが使用された。
前記のT、アクアチフスのRecA遺伝子のクローニングを次のごとく行った。
T、アクアチフスからのゲノムDNAを精製し、制限酵素であるエンドヌクレア
ーゼBamHI (マニアチス等)で切断し、次いでEMBLラムダクローニン
グ系(プロメガ)を用いてクローニングを行った。T、アクアチフスからのRe
cA遺伝子(すなわちT、アクアチクスRecA遺伝子)を含有するBas+F
I■の大型断片(15kb)を、ファージDNA含有クローンから単離した。該
クローンは、厳格な交雑ウオ・ノシング条件下に前記のプローブに強く交雑させ
たものであった。完全な配列を得るために、前記遺伝子にサブクローニングをM
13ベクター中で行った。前記RecA蛋白質の発現および同定のために、該遺
伝子にさらにサブクローニングプロトクローンTMラムタg t t tベクタ
ー(プロメガ)中で行った。
DNA増幅反応における生成物の最終収率および標的の長さを改善する機能を前
記のT、アクアチクスRecA蛋白質が有するか否かについて調べる試験は、既
述のRecA蛋白質試験法に従って行うことができる。特に、枯草菌(Baci
llus 5ubtilis)からのDNAの2.5−kbρ断片中で見出され
た21tRNA遺伝子のクラスタおよび人のt RNA遺伝子のごとき顕著な二
次構造を有するテンプレート(グリーン等)が、標的として使用される。
本発明を詳細に例示するために次に実施例を示すが、本発明の範囲は決して実施
例の範囲のみに限定されるものではない。
材料および操作方法
DNAおよび酵素
ポリ=(a(C−C))およびポリ−(d (br’c −G) )を含む合成
重合体を、ポリ−(d(1−C))テンプレート(ファーマシア)から、DNA
ポリメラーゼを用いて酵素学的に合成した。この重合体は前記の文献(ザーリン
グ等、1984年aおよび1984年b;ザりリング等、1990年)に記載の
特徴を有するものであった。
ポリ−(d(C−A)・ d(G−T))をファーマシアP、L、から購入した
。ポリヌクレオチドに超音波処理を行って(son ica te )平均寸法
(アガロースゲル電気泳動による測定値)を5sobpにすることによってオリ
ゴヌクレオチドを調製した。シルパークラング等の論文に記載の方法によってポ
リヌクレオチドの末端部に標識を付けた。制限酵素であるエンドヌクレアーゼは
、種々の製造会社(たとえばニュー、イングランド、バイオラブズやベーリンガ
ー、マンハイム)からめた。
精製された野生型のRecA十蛋白質および制限酵素エンドヌクレアーゼはファ
ーマシアから購入した。RecA十蛋白質を一70°Cにおいて、トリス−■c
I(pH= 7.5 ) 20mM、EDTAo、1mM、ジチオトレイトール
(DTT)0.1mMおよび50%(V/V)グリセロール(最終濃度)という
組成の媒質の中で貯蔵した。
M 13n+pl 8 DNAおよびATP−シーSはヘーリンガー、マンハイ
ムから購入した。
蛋白質−DNA錯体のアガロースゲル電気泳動50%グリセロール(V/V)中
にブロムフェノールブルー0.25%およびキシレンシアツール0.25%を含
有するTBE緩衝液(トリス−HCl (90mM) 、はう酸9oIIIM、
EDTA2.8mM、p)I=8)の添加によって、反応を停止させた。
すべての試料を、0.7%アガロースゲルを使用して1)lリス−ボレート−E
DTAi衝液中で常法に従って分析した(マニアチス等)。試料が蛋白質/DN
A錯体である場合には、アガロースゲルを用いて電気泳動操作を4°Cにおいて
90Vの電圧下に約2−3時間行った。DNAバンドを肉眼で見えるようにする
ために前記ゲルを臭化エチジウム(4μg/ml)で染色し、次いで該ゲルを蒸
留水中に入れて過剰の色素を除去しくdestaining) 、その後に紫外
線の照射下に該ゲルの写真撮影を行った。
DNAプライマの供給源
プライマを購入しくたとえば第1表に記載のプライマはセンス、パーキン−エル
マーから購入できる)1.あるいは次の方法で調製した。プライマーの調製は、
市販の自動化されたオリゴヌクレオチド調製装置を用いて行った。すなわち、通
常の形状の合成プライマをシンセチソク、ゼネチクス(米国カルホルニア州すン
ジエゴ)等の製造業者から購入することも可能である。
例1
recA−803蛋白質とRecA十野生型蛋白質との結合力の比較DNA基質
に対する活性
本例はRecA十蛋白質およびrecA−803蛋白質の活性を比較するために
行われたDNA結合反応の実験の結果を述べたものである。
トリスアセテート緩衝液(37°CにおいてpH=7−5 ) 10mM、酢酸
マグネシウム2n+M、ジチオトレイトール1mM、酢酸ナトリウム501II
M、5%グリセロール(IOX緩衝液として添加)、ATP−シー3 1.6m
M、ファイX174(0,05μg)(環状ピリオンDNAとして)、ならびに
RecA+蛋白質またはrecA−803蛋白質34,3μM(図1、レーン2
.5および6)または17.1μM(図1、レーン3.4.7および8)を含有
する容量0.01m1の反応混合物を調製した。反応混合物の平衡化操作を37
°Cにおいて10分間行った。次いで0.2 M酢酸マグネシウムの添加によっ
てマグネシウム濃度を上昇させ、その最終濃度を12m旧こした。Xhol (
0,4u g )がファイX174線状二本#1NA(If型DNA)を消化し
た。次いで適量(容量)のIOX緩衝液を反応混合物に添加して反応混合物の最
終容量を20μlとした。37°Cにおいて30分間にわたって定温放置した後
に、反応混合物全体を2等分し、その1つをプロティナーゼK 10 mg/m
lで37°Cにおいて15分間処理した(レーン2.4.6および8)。一方、
無処理の試料(図1中のレーンlおよび2に相当する)は示されていない。
レーン3とレーン7 (図1)との比較から明らかなように、蛋白質濃度が等し
い場合には2本類型の標的DNAへのRecA−i−蛋白質の結合量はrecA
−803の該結合量より少ない。
例2
RecA十蛋白質およびrecA−803蛋白質のATPase活性および連鎖
転移反応促進活性の比較
本例は、RecA+蛋白質およびrecA−803蛋白質のA T P ase
活性および連鎖転移反応促進活性を比較した結果を述べたものである。
A、ATPase活性に関する反応
等濃度のRecA十蛋白質およびrecA−803蛋白質のATPase活性を
比較した。反応は、トリス−HCl (pH= 7.5 ) 35mM、MgC
1□6.7n+M、ジチオトレイトール2II+M、牛の血清アルブミン(B
SA) I OOII g/m1SATP 1.4mM、(ν 3zp:]−A
TP 0.02μMを含有する全容量18μlの緩衝液の中で行った。この反応
混合物にRecA蛋白質またはrecA−803蛋白質を、1本鎖ファイXR4
ファージDNAの存在下または不存在下に添加した。
反応混合物を0.6m1−マイクロ遠心管の中で37°Cにおいて30分間にわ
たって定温放置した。O′Cに冷却することによって反応を停止させ、次いで、
標識が付いていないATP、ADPおよびAMPの各々を担体として3mMづつ
含む25mMEDTAを12μl添加した。その後に各反応混合物10μIを、
プラスチックで裏打ちしたPEl−セルロースFのTLCシート(ファーマシア
)上に斑点状に散布し、該TLCシートを、LiCl (0,5M )およびぎ
酸0.25 Mを含有する溶媒中に入れて現像した。放射能を有する生成物をオ
ートラジオグラフィ技術によって観察した。該TLCシート内の遊離無′a燐酸
塩が存在する区域をけずり落とし、シンチレーシゴンカウンタで測定した。該生
成物のcpmを前記の10μlの試料の全cpmで割ることによって加水分解率
(%)をめた。
前記反応の結果を図2Aに示す、DNAの不存在下では、recA−803蛋白
質(塗りつぶしていない菱形)およびRecA+蛋白質(塗りつぶした四角形)
は充分なA、TPase活性を示さない。
しかしながらDNAの存在下ではrecA−803蛋白質(塗りつぶした菱形)
はRecA+蛋白質(塗りつぶしていない菱形)よりも一層高度のATPage
活性を示す。
B、連鎖転移反応
例1の場合と同様に容量0.01m1の反応混合物を調製した。
ただし今回はすべての反応においてファイX174の1本鎖環、状ピリオンDN
Aを0.05μgでなく093μg使用し、かつ、RecA+蛋白質またはre
cA−803蛋白質を34.3 μM使用した。
37°Cにおいて30分間定温放置した後に反応混合物を2つに分け、各試料の
半分にはSDSを0,5%の最終濃度で添加した。すべての試料にゲル担持染料
(グリセロール50%、TE850%、ブロムフェノールブルー0.25%、キ
シレンシアツール0.25%;マニアチス等)を添加した。試料に電気泳動操作
を、標準的な0.7%アガロースゲルを使用して7.6 V / cmの電圧下
に3時間行った。臭化エチジウムで染色することによってDNAバンドを肉眼で
観察できるようにした。
レーン3.4.5および6 (図2B)中の反応混合物はRecA−F蛋白質を
含有し、レーン7および8 (図2B)中の反応混合物はrecA−803蛋白
質を含有するものであった。レーンlおよび2はRecA+蛋白質を含有しない
ものであった。レーン3.6および8中の試料はSDSで処理したものであった
。レーン1中の2つの明瞭なバンドは反応基質を表す。完全な連鎖転移の結果と
して、ニックの入った2本鎖環状DNA (I I型)が生じる。連鎖転移生成
物は図2B中に矢印で示されている。
例3
オリゴ(d(br’C−G) )およびN−アセトキシ−N−2−アセチルアミ
ノフルオレン変性DNAへの大なるRecA十蛋白質結合量本例は、RecA十
蛋白質72本鎖D末鎖結合試験の結果を述べたものである。この試験の結果から
、光線の作用によって損傷したDNA、化学的作用によって損傷したDNA、ま
たはZ−コンホメーシジンを有するDNAに対してRec^十蛋白質が高度の結
合性を示すことが判った。
A、アダクト化されたDNAの調製
N−アセトキシ−N−2−アセチルアミノフルオレン(米国アリシナ州ジェファ
ーソシのドクター、フレデリック、ベランド、ナショナル、センター、フォア、
トキシコロジカル、リサーチから購入)を−20℃において貯蔵した。下記の試
薬すなわちDNA(オリゴ−(d (br5C−G) 〕またはオリゴ(d(C
−G))2.5μg、N−アセトキシーN−2−アセチルアミノ−フルオレン(
N−AcO−AAF) 07200 mM、NaCl (50l1M)およびト
リス−HCl (pFl= 7.5 ) 5 n+Mを含有する全反応混合物容
量50μ■の反応混合物を用いてアダクト化反応を行った。反応は暗所で25°
Cにおいて10分間行った。氷冷した無水ジエチルエーテル20容量を用いる抽
出操作によって、非結合状態のN−Ac0− AAFを除去した。次いで、アダ
クト化されたDNAをエタノールで沈澱させ、トリス−HCl (10mM)お
よびEDTA1+wM(pH= 7.5 )を用いて透析操作を広範囲に行った
。各反応において変性の程度を、フックス等(1972年)の方法に従ってN−
Ac0−AAFの消衰係数ε=18,000を用いて、A zo5/ A 26
0比から算出した。アダクト成分としてN−Ac0−AAFを5−20%含有す
るDNAアダクトを、その後の反応に使用した。
B、 RecA十蛋白質の結合性評価試験この結合性評価試験に使用したDNA
基質は、シルパークラング等の方法によってアデノシン三燐酸〔シーpiz)
にニュー、イングランド、ニューフレアー)を使用して末端部に標識を付けたも
のであった。この結合反応の反応混合物は、オリゴ−(cl (br’C−G)
)またはオリゴ−Cd(C−G) ) 0.57 μM、 RecA+蛋白質
0.33μM、TEAl’l衝液(トリエタノールアミン(p!(= 7.5
) 25 mM、ジチオトレイトー/L/ 1. O+nMおよびMgCl。
5.0mM)およびATP−シー320μMを含有する全容量50μ!のもので
あった。RecA十蛋白質を37“Cにおいて添加することによって反応を開始
させ、そして図3に記載の時間にわたって定温放置した。
ニトロセルロース膜フィルタ(ミリボア、ミリタイタ(登録すべての反応を停止
させた。前記フィルタは、試料の濾過前に蒸留水(2回蒸留して作った蒸留水)
で湿らせ、かつTEA緩衝液で予備処理を行ったものであった。該フィルタをT
EA緩衝液で6回洗浄し、加熱用ランプで乾燥し、アクアゾル−2(デュポン、
ニューイングランド、ニュークリア)の中に浸漬した。各フィルタ上に保たれた
放射能を液体シンチレーションカウンタ(ヒュウエノト、バラカード、2000
CA型)で測定した。前記の条件下では、ニトロセルロースによる蛋白質結合
DNAの保持効率は約50%であった。
図3はDNA結合性評価試験の結果を示した図面である。図3中の記号は次の種
類のDNA基質を表し、すなわち、塗りつぶしていない四角形はオリゴ−(d
(br’C−G) 〕を表し、塗りつぶした四角形はN−Ac0−AAFでアダ
クト化されたオリゴ−(d(brSC−G) )を表し、塗りつぶしていない三
角形はオリゴ−(d(C−G))を表わし、塗りつぶした三角形はN−Ac0−
AAFでアダクト化されたオリゴ−(a(c−G))を表す。
図3は、RecA十蛋白質が無変性DNAよりも化学変性DNA(N−Ac0
’ AAFでアダクト化されたDNA)に対して一層多く結合することを示して
いる。図3はさらに、RecAモ蛋白質はB−コンホメーションを有するオリゴ
−(d(C−G) )よりも、Z−コンホメーションを有するオリゴ−(d (
br’C−G) )に対して一層多く結合することを示している。
例4
オリゴ−(d(C−G))またはオリゴ−(d(br’C−G) )と比較した
場合の2本鎖オリゴ−(d((、−A) ・(d(G−T)) ヘのRecA+
蛋白質の選択的結合性
本例はDNA結合試験の結果を示したものであり、すなわち、プリンおよびピリ
ミジン交互配列(たとえば、(PuPyPuPyPuPyPuPy)、l〕を有
する2本鎖DNAに対してRecAモ蛋白質が選択約6こ結合することを示す実
施例である。
A、一定のRecAモ蛋白質/DNA11g度の場合(図4A)このDNA、結
合反応の反応混合物は、次の成分すなわちRecA十蛋白質0.35μM、DN
A (分子)基質0.7μM、TEA緩衝液(既述の説明参照)およびATP−
シー820μMを含有する全容量50μmのものであった。反応を20°Cにお
いて行い、そして、図4に記載の時点においてニトロセルロースフィルタ(例3
参照)で蛋白質/ D N A jW体を濾過することによって反応を停止させ
た。
B、DNA濃度一定、RecA+蛋白質濃度増加の場合このDNA結合反応の反
応混合物は、次の成分すなわちRecA+蛋白質0−5.0μM、DNA基質(
分子)1.0MM、TEA緩衝液(既述の説明参照)およびATP−シー320
μMを含有する全容量50μIのものであった。反応を20°Cにおいて20分
間行い、そして、ニトロセルロースフィルタ(N3参照)で蛋白質/DNA錯体
を濾過することによって反応を停止させた。
前記の反応に使用されたDNA基質は図4Aおよび図4Bに記載のものであった
。すなわち該図中において、塗りつぶしていない四角形はオリゴ−(d(C−G
)) 、塗りつぶした四角形はオリゴ−[d(br5C−G)]、 2りつぶし
ていない三角形はオリゴ−(d(C−□A)・ d(G−T))をそれぞれ表す
。
図4Aおよび図4Bのデータから明らかなように、RecA十蛋白質はプリンお
よびピリミジンの交互配列を有する下記のものに対して選択的に結合するが、結
合量の多いものから順に記載すると次の通りである。石像B−コンホメーション
を有する2本鎖オリゴ−(d(C−A)・ d(G−T)) 、左像Z−コンホ
メーションを有するオリゴ−(d(br5C−G)) 、石像B−コンホメーシ
ョンを有するオリゴ−(d(c−c))。
例5
1本鎖の環状DNAテンプレートを用いるDNA合成に対する1?ecA+蛋白
質の促進作用
本例は、1本鎖テンプレートからのバルクDNA合成に対するRecA十蛋白質
の促進効果を具体的に示したものである。
247−7: ;Io Zr 7’ ライフ (d(AGCGGATAACAA
TTTCACACAGGA) 〕に、〕A、TP−シーを用いてRecA十蛋白
質を被覆した。被覆されたプライマを、反応混合物中のM13mp18の1本鎖
DNAに付加した。この反応混合物はrATP、RATP再生系のPEP/PK
(ベーリンガー、マンハイム)、dNTP (別の略称dNTPs)および(H
’ )dGTP にュ−、イングランド、ニューフレア)、大腸菌の1末鎖結合
(SSB)蛋白質(USバイオケミカル、コーポレーション)を含有するもので
あった。反応混合物の全容量は26.25μlであった。RecA +蛋白質お
よびSSB蛋白質は存在させるがまたは存在させないというようにして反応条件
を種々変えた(図5参照)。37°Cにおいて4分間保った後に、DNAポリメ
ラーゼ■の大形フレノウ断片(二ニー、イングランド、バイオラブズ)0.5単
位を添加した。
反応混合物を37°Cにおいて定温放置し、5分毎に試料を採取する操作を15
分間にわたって行った。反応混合物の試料に冷たい5%トリクロロ酢酸を添加し
てyH標識付DNAを沈澱させ、ガラスフィルタ(シュライヘル、アンド、シュ
エル、インコーホレーテッド)で濾過することによって該試料を集めた。
新たに合成された高分子1lDNA中に入った( ’H)dGTPの量を、パン
カードP 2000型液体シンナレーションカウンタを用いてトルエン含有シン
チレーションミックス中で該ガラスフィルタに計数操作を行うことによって測定
した。
前記反応の結果を図5に示す。図5に記載の反応成分を表す記号は次の意味を有
し、すなわち、白丸はDNAポリメラーゼ■を、黒丸はDNAポリメラーゼIお
よびSSB蛋白質を、塗りつぶしていない四角形はDNAポリメラーゼTおよび
RecA +蛋白質を、そして、塗りつぶした四角形はDNAポリメラーゼ1、
RecA+蛋白質およびSSB蛋白質を表す。
図5のデータから明らかなように、SS’B蛋白質の不存在下にRecA十蛋白
質を添加することによってバルクDNA合成の効率が改善できる。さらにまた、
1本鎖の環状テンプレートからのDNAの合成の際にはSSB蛋白質およびRe
cA十蛋白質の相乗効果も認められた。
例6
recA−803蛋白質によって促進された線状の2本1DNAテンプレート上
のDNA合成
本例は、recA−803蛋白質によるバルクDNA合成の促進に関する実験結
果を述べたものである。
反応に使用した2本鎖の線状テンプレートはプラスミドpJC801−886で
あった。このプラスミドは、大腸菌のRecA遺伝子のためのコーディング配列
を含み、制限酵素エンドヌクレアーゼ5arlで切断した8kbの線状断片から
なるものであった。
次のRecA遺伝子特異性プライマ、すなわち、プライマA(d(ATGCGA
CCCTTGTGTATC) )およびプライマB1:d(GTGGTGGGT
AGCAAACC) )を使用した。トリス−アセテート30a+M、酢酸ナト
リウム60mM、酢酸マグネシウム10mMを含有し、さらにまた、rATP再
生系PEP/PK(ヘーリンガー、マンハイム)を含む混合物中で、前記プライ
マをRecA+蛋白質(3,0μM)で被覆する操作を37゛Cにおいて5分間
行った。
前記のDNA合成反応を、反応混合物の全容量を32μlとして行った。反応混
合物はpJc801−886 (0,5μgLプライマAおよびB各0.6μM
、トリス−アセテ−)(pH=8.3)301、酢酸ナトリウム60mM、酢酸
マグネシウムloOIM、例5記載<7)ATP再生系、dNTPおよびCa−
”5)dATPを含有するものであった。フレノウDNAポリメラーゼ■を5単
位添加した。反応混合物を37°Cにおいて30分間定温放置し、図6に記載の
時点において試料を採取した。冷たい5%トリクロロ酢酸によって″5S1a識
付DNAを沈澱させ、ガラスフィルタ(シュライヘル、アンド、ジェニル、イン
コーホレーテッド)で濾過することによって反応混合物の試料を集めた。新たに
合成された高分子量DNA中に入った(”5)dATPの量を、パンカードP
2000型液体シンチレーションカウンタを用いてトルエン含有シンチレーショ
ンミックス中で該ガラスフィルタについて計数する操作を行うことによって測定
した。
図6に記載の実験データ(図6中の塗りつぶしていない四角形はrecA−80
3蛋白質が存在しない試料を表し、塗りつぶした四角形はrecA−803蛋白
質が存在する試料を表す)から明らかなように、recA−803蛋白質の存在
下では線状の2本鎖テンプレートからのバルク合成が確実に促進される。
例7
RecA十蛋白質によって促進された天然型の線状ラムダDNAテンプレート上
のDNA合成
本例は、25マーのプライマを用いる天然型のラムダDNAテンプレートからの
DNA合成をRecA十蛋白質が促進するという実験結果を述べたものである。
A、 RecA+蛋白質/プライマ錯体の調製DNA合成反応に、表1に記載の
プライマを使用した。
I PCROI−257−7131−7155(5’)GATGAGTTCGT
GTCCGTACAACTGG(3’)2 PRCO2−257−7606−7
603(5’)GGTTATCGAAATCAGCCACAGCGC(3’)3
PRCOIA−40?−7131−7170(5’)GATGAGTTCGT
GTCCGTACAACTGGCG−TAATCATGGCCCT (3’ )
4 PRCO2A−40v−7591−7630(5’)GGTTATCGAA
ATCAGCCACCAGCGCCTC−CCGTTATTGCATT (3°
)前記プライマの配列はラムダウィルスDNA配列がら導がれたものであった(
米国コネチヵット州ノーウオークのセラスーパーキンエルマー)。このラムダウ
ィルスゲノムの寸法は約48.5kbであった。該プライマの標的であるDNA
セグメントは500bpのものであって、その中にプライマ配列を約1%(ラム
ダゲノム全量基準)含んでいた。
RecA十蛋白質を前記の1本tND NAプライマに次の反応条件下に結合さ
せた。RecA+蛋白質0.66μMを、最終濃度1μMの各プライマと共に定
温放置した(全量2μM)。反応混合物を22°Cにおいて1.0分間定温放置
した。上記の条件下にRecA+蛋白質は前記の1本鎖プライマに効果的に結合
した。これはプライマ/RecA+蛋白質錯体のゲル遅延(gel retar
dation)によってli!認された。
前記の10分間の定温放置の後に、前記のRecA+蛋白質/プライマ混合物を
反応混合物(トリス−11cI (pH= 7.5 ) l OmM、NaC1
(50mM) 、門gclz 10mM、dNTPの最終濃度750μM、DM
SOの最終濃度10%)に添加した。次いでATP−シーSlμM(最終濃度)
およびSSB蛋白質0−094+mM(最終濃度)を反応混合物に添加し、その
後にラムダウィルスゲノムDNAにュー、イングランド、ハイオラブズ)0.5
μgを添加した。
B、 RecA+蛋白質の存在によって促進されたDNA合成前記の反応混合物
の平衡化を37°Cにおいて3分間行った。
フレノウのDNAポリメラーゼ■ (略称フレノウ)1単位の添加によってDN
A合成反応を開始させた。反応混合物を37°Cに保った。前記のフレノウの最
初の添加の後に、80分間の反応時間内にフレノウ1単位を追加する操作を10
分間隔で7回行った。
DNA合成反応におけるRecA+蛋白質添加の効果を調べるために、個々の場
合の反応条件を次のごとく種々変えて実験を行った(図7)、(a)レーンl
、RecA十蛋白質0.66μMおよびSSB蛋白質0.094n+Mを10分
間隔で8回にわたって逐次添加、(ロ)レーン2、RecA十蛋白質0.66μ
M、SSB蛋白質0.094mMおよびATP−シーSl+Mを10分間隔で8
回にわたって逐次添加、(C)レーン3、プライマと錯体化したRecA十蛋白
質は最初だけ添加し、次いでATP−シーSおよびSSB蛋白質を8回にわたっ
て逐次添加、(d)レーン4、対照反応実験(RecA +蛋白質、SSB蛋白
質およびATP−シーSを添加せず)。
レーン5およびレーン6の実験に使用された反応混合物はラムダDNA (0,
5u g) 、および一連のlkb DNA分子量マーカ(BRL)をそれぞれ
含有するものであった。
反応生成物を0.7%アガロースゲル中の電気泳動によって分離し、臭化エチジ
ウムで染色してDNAバンドを肉眼で観察できるようにした。実験結果を図7に
示す。
図7のデータから明らかなように、ラムダDNA合成はRecA+蛋白質の添加
によって促進できることが確認された。すなわち、臭化エチジウム染色量の増大
から明らかなように、RecA +蛋白質を含むレーンにおいてDNA生成物の
濃度が高いという事実によって反応促進効果が確認された。
C,RecA十蛋白質によるDNA合成の促進は、1本鎖結合蛋白質の存在によ
って影響されないことを示す実験この場合の反応条件は小節Aに記載の条件と同
様であった。
反応混合物の平衡化を37゛Cにおいて3分間行った。フレノウのDNAポリメ
ラーゼI (略称フレノウ)1単位の添加によってDNA合成反応を開始させた
。反応混合物を37°Cに保った。
フレノウの最初の添加を行った後に、80分間の反応時間内に反応混合物に10
分毎にフレノウ1単位を補充した。すなわち反応混合物にフレノウを全部で8単
位(最初の1単位の添加を包含する)添加した。
RecA十蛋白質の存在下におけるDNA合成に及ぼす大腸菌の1本鎖結合(S
SB)蛋白質の影響を調べるために、個々の場合の反応条件を次のごとく種々変
えた。すなわち、第1番目の反応混合物(図8、レーンl)はSSB蛋白質を含
まないものであった。第2番目の反応混合物(図8、レーン2)には、RecA
+蛋白質プライマの添加後にSSB蛋白質を0.094μM添加した。第3番目
の反応混合物(図8、レーン3)はRecA +蛋白質およびSSB蛋白質を含
まない対照反応試料であった。
すべての反応混合物はATP−シー3 1mMを含有し、そしてこれらの反応混
合物を37°Cにおいて80分間にわたって定温放置した。
前記の80分間の反応時間の末期にプロティナーゼに2.5μl (50μg/
μm)を反応混合物に添加し、そして反応混合物を37°Cに15分間保った。
次いでアガロースゲル電気泳動操作によってDNA分子を分離した。
前記反応の結果を図8に示す。前記の各レーン中の試料については既に述べた。
レーン4は標準的なlkbの分子量のラダー(ladder ; B RL )
を含有するものであった。レーンlおよび2中には大なる分子量の生成物が生じ
たが、これによって、DNA合成反応はSSB蛋白質の存在によって影響される
ものではないことがはっきりと確認できた。一方、レーン3では、該反応はRe
cA十蛋白質の存在によって確実に促進されることが確認された。
例8
RecA十蛋白質が37°Cにおいてプライマ依存性DNA合成を促進すること
を示す実験
本例は、DNA合成反応はRecA十蛋白質およびラムダ特異性プライマの両者
に左右されることを示す実験結果を述べたものである。
反応条件は下記の例外を除いて例7Aの場合と大体同様であった。すなわち本例
における第1番目の反応混合物はRecAl−蛋白質を含むがプライマを含まな
いものであった(図9、レーンl)。第2番目の反応混合物はプライマを含むが
RecA十蛋白質を含まないものであった(図9、レーン2)。第3番目の反応
混合物(図9、レーン3)はRecA+蛋白質およびプライマの両者を含むもの
であった。
これらの反応混合物の平衡化を37°Cにおいて3分間行った。
エキソヌクレアーゼを含まない大腸菌DNAポリメラーゼ■(大形フレノウ断片
のダブルミュータント(double n+utant) ;該酵素はUSバイ
オケミカルズから入手可能)1単位の添加によってDNA合成反応を開始させた
。反応混合物を37°Cに保った。該ポリメラーゼの最初の添加を行った後に、
各反応混合物に10分毎に所定の単位のフレノウを補充した。反応混合物を37
°Cにおいて全部で72時間にわたって定温放置した。
28μmの試料を前記のごとくブロティナーゼにで処理し、その後に電気泳動分
離操作を行った。
レーン3 (図9)のデータから明らかなように、DNA合成反応はRecA十
蛋白質およびラムダ特異性プライマの存在下においてのみ起こる。
例9
37°CにおいてRecA十蛋白質によって促進されたDNAの増幅本例は、5
00bρのラムダ標的配列からのDNA合成反応におけるRecA十蛋白質の反
応促進効果を示す実施例である。
A、SSB蛋白質の影響
った。すなわち本例では、すべての反応混合物は500bpのテンブレーF−0
,5μgを含むものであった。前記の5’0Obpのテンプレートは、天然型の
ラムダゲノムDNAを置換するラムダDNAテンプレート(マリス)を使用して
T、アクアチフスDNAポリメラーゼ■の触媒作用下の熱的増幅操作の生成物の
精製によって得られたラムダゲノムのヌクレオチド7131−7630に相当す
るテンプレートであった。
最初の2種の反応混合物はRecA十蛋白質を含まないものであった(図10、
レーン2および3)。第3番目の反応混合物はRecA+蛋白質を0,66μM
の最終濃度で含むがSSB蛋白質を含まないものであった(図10、レーン4)
。第4番目の反応混合物はRecA十蛋白質を0.66μMの最終濃度でふくみ
、がっSSB蛋白質を0.094μMの最終濃度で含むものであった(図10、
レーン5)。
反応混合物の平衡化を37゛cにおいて3分間行った。エキソヌクレアーゼを含
まない大腸菌DNAポリメラーゼI (USバさせた。反応混合物を37°Cに
保った。該ポリメラーゼの最初の添加を行った後に、その後の70分間にわたっ
て反応混合物に10分毎にフレノウを1単位づつ追加分として添加した。全反応
時間は17.5時間であった。試料に電気泳動分離操作を行う前に、該試料を既
述の方法によってプロティナーゼにで処理した。
図10のデータから明らがなように、RecA+蛋白質の不存在下ではDNA合
成反応は進行しない(レーン2および3)。レーン1では、前記の500bpの
テンプレートを標準試料として使用した。RecA±蛋白質の存在下に行われた
合成反応では、前記の500bpのテンプレートに類似の寸法の生成物のバンド
が認められた(レーン4)。一方、RecA+蛋白質およびSSB蛋白質の存在
下の合成反応では、新たに生じた合成反応生成物の寸法は前記の500bpのテ
ンプレートより小であった(レーン5)。
B、DNA合成反応において反応混合物の各成分が合成反応に及ぼす影響
反応条件は本例中の既述の実験の場合と大体同様であった。
個々の実験における反応条件を表2に示す。
反応混合物中の各成分の濃度は次の通りであり、すなわち反応混合物はRecA
十蛋白質0.66μM、SSB蛋白質0.094μM、、ATP−シー81μM
、40マーのプライマ2μM、257−のプライマ2μM、500bρのテンプ
レート0.5μgを含有するものであった。エキソヌクレアーゼを含まないDN
Aポリメラーゼ■の1回当たりの添加量は1単位、全添加量は8単位であった。
反応実験の番号は図11記載のレーン番号に対応する。
図11記載の実験結果から明らかなように、RecA十蛋白質およびATP−シ
ーSを存在させるという反応条件のもとで行われた反応実験7の場合に、DNA
合成反応が最も顕著に促進された。反応実験8の場合の反応混合物は、さらにま
たSSB蛋白質をも使用したことを除いて、反応実験7の場合と同じ成分を含む
ものであった。レーン8とレーン7との比較がら明らがなように、SSB蛋白質
を存在させることは、決して2本鎖テンプレートからのDNAの合成反応におけ
るRecA+蛋白質およびATP−シーSの反応促進効果をさらに高めるもので
はない。
C,RecA+蛋白質が単一温度反応における特異的な増幅を促進することを示
す実験
すべての反応混合物は500bpのテンプレート0.5μgを含むものであった
。この500bρのテンプレートは、天然型のラムダゲノムDNAを置換するラ
ムダDNAテンプレート(マリス)を使用して、T、アクアチフスのDNAポリ
メラーゼIの触媒作用下の熱的増幅操作で得られる生成物の精製によって得られ
たラムダゲノムのヌクレオチド7131−7630に相当するものであった。反
応条件は、例7Aの場合と実質的に同様であるが次の点が異なっていた。すなわ
ち、反応混合物1はATP−シーSを含むがRecA+蛋白質およびSSB蛋白
質を含まないものであった(図12、レーン1)。反応混合物2は、ATP−シ
ーSおよびSSB蛋白質を含むがRecA+蛋白質を含まないものであった(図
12、レーン2)。反応混合物3は、ATP−シーSおよびRecA+蛋白質を
含むがSSB蛋白質を含まないものであった(図12、レーン3)1反応混合物
4は、これらの反応成分をすべて含むものであった(図12、レーン4)。
単一温度DNA合成反応を例7Aの場合と実質的に同様な方法に従って行った。
37°Cにおける定温放置操作を72時間行った後に、各反応混合物の一部(1
6μm)をプロティナーゼK100μg(前記の“反応混合物の一部”当たり)
で37°Cにおいて15分間処理し、0.7%アガロースゲル上に担持させた。
電気泳動分離操作の後に、DNA断片を標準的なプロトコール(マニアチス等)
によって交雑転移膜(ハイボンド−N、アマ−ジャム)に転移させた。該DNA
をUV光の照射下に架橋反応によって前記の膜に結合させた(ストラータリンカ
ー、ストラータジェーン)、前記のUV処理後の転移膜を、32Pの末端部に標
識の付いたプローブPCRO3Aと交雑させた。
プローブPCRO3A(天然型のラムダゲノムのヌクレオチド7351−739
0 )は、前記の増幅反応に使用された500bpのラムダテンプレートの内部
DNA配列に対応する40マーのものである。次いで、前記の膜にオートラジオ
グラフ操作を行った。
RecA十蛋白質の触媒作用下のフレノウの単一温度増幅反応の生成物に、ある
特定の放射能標識付プローブを交雑させる実験によって、RecA十蛋白質は真
の生成物の合成反応を促進させるものであることが明らかになった。オートラジ
オグラフのデータ(図12)から、RecAモ蛋白質およびATP−シーSを含
むがSSB蛋白質を含まない反応混合物を使用した場合(レーン3)にのみ、5
00bpの生成物の顕著な増幅が起こることが確認された。
例10
テルムス・アクアチフスのRecA遺伝子の同定およびクローニング
本例は、サザンの交雑分析によるT、アクアチフスのRecA遺伝子の同定、お
よびその後の該遺伝子のクローニングを述べたものである。
T、アクアチフスからのゲノムDNAを精製し、下記の制限酵素すなわちBam
Hr 、 Hindllrおよび5stIを用いて消化した。
消化されたDNAを0.8%アガロースゲルに担持させ、電気泳動操作を行い、
そしてこのDNA断片をニトロセルロース膜に転移した(マニアチス等)。大腸
菌のRecA遺伝子に対して61.6%の相同性を有するアクアスピルム・マグ
ネトタクチクムカラのRecA遺伝子(A−バーソン、M、ビーターズおよびN
、ウェーレ(すべてSRIインターナショナルに所属)からの私的情報提供)を
プローブとして使用した。A、マグネトタクチクムはT、アクアチフスの場合と
同様にコドンとしての有用性を有する。該プローブは、図13に記載の配列と、
A、マグネトタクチクムの非特徴的なゲノムDNAの800個の塩基とからなる
ものであった。ニックトランスレーション操作によって該プローブに放射能標識
を付けた(ベセスダ、リサーチ、ラボラトリーズ)。
サザンの交雑操作を、標準的技術(マニアチス等、1987年)を用いて42“
Cにおいて20%ホルムアミド中で行った。交雑体は、0.1xSSCおよび0
.1%SDS中で55’cにおいて厳格な作業条件下に洗浄した。オートラジオ
グラフのデータには各制困ダイジェスト(digest)のシングルバンドのみ
が認められた。プローブに交雑したDNAのバンドは12−15kb、5kbお
よび1.5kbであって、これらはそれぞれBan+HI 、旧ndlllおよ
び5stlに対応する。
このRecA遺伝子のクローニングを次の方法によって行った。
前記のBa*HI/T、アクアチフスのゲノムDNAをEMBLラムタリローニ
ング系(プロメガ)にクローニングした。その結果得られたファージヘクターを
平板培養して(plated)プラークを生成させた。このファージDNAをニ
トロセルロースフィルタに転移させた(プラークリフチング、マニアチス等)。
既述のごとく、アクアスピリルム・マグネトタクチクムのrecA遺伝子(図1
3)をテルムス・アクアチフスのrecA遺伝子のためのプローブとして使用し
た。前記のニトロセルローズフィルタを前記の標識付プローブと交雑させた。厳
格な交雑洗浄条件下に前記プローブと強く交雑したファージDNA含有クローン
がら、T、アクアチフスのRecA遺伝子を含む大形のBamHI断片(15k
b)が単離された。
曲F’、Jl (竹)
時間(→)
カー;===口丁(==区沖;諷覧=尻哄;=−τ茄ム丁C訪=糧痣=−42要
約 書
要約
目 的
RecA蛋白質の増幅促進作用下に、第1および第2の相補的連鎖を有し、各連
鎖が5′および3′末端部ををする2本鎖DNA標的配列を増幅する方法を提供
する。
構成
前記第1連鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマと前記第2連鎖の5′末端
部の区域に相補的なプライマとを、ATP−シーSの存在下にRecA蛋白質で
錯体化する。錯体化された前記のプライマをその後に、前記の標的配列、全部で
4つのdNTP、RecA蛋白質およ0′DNAポリメラーゼもまた含有する混
合物中で反応させる。この反応は、前記の2種の標的連鎖の熱解離のために要す
る温度よりも低い温度において実施し、そして該反応を、前記の標的配列の所望
程度の増幅が達成されるまで続ける。本発明はさらに、チルミス・アクアチフス
のRecA蛋白質のためにコードする配列のクローニングおよび同定方法を包含
する。
国際調査報告
国際調査報告
Claims (18)
- 1.第1および第2の相補性連鎖を有し、各連鎖が3′および5′末端部を有す る2本鎖DNA標的配列の増幅方法において、 (a)前記の第1連鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマと、前記の第2連 鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマとを、ATP−ν−Sの存在下にRe cA+蛋白質で錯体化させ、(b)前記のごとく錯体化されたプライマを、前記 の標的配列、全部で4つのdNTP、RecA+蛋白質およびDNAポリメラー ゼもまた含有する反応混合物中で反応させ、前記の反応は、前記の2つの標的配 列の熱解離のために要する温度よりも低い温度において実施し、そして該反応を 、前記の標的配列の所望程度の増幅が達成されるまで続けることを特徴とする2 本鎖DNA標的配列の増幅方法。
- 2.前記の2本鎖の標的DNAが阻止または抑制性二次構造の区域を有するもの である請求の範囲第1項に記載の方法。
- 3.前記の2本鎖の標的DNAが次の製法によって製造されたものであり、すな わち、1本鎖のDNA分子を用意し、これを2本鎖のDNA分子に変換させ、該 変換のために次の操作を行い、 (a)前記の1本鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマをATP−ν−Sの 存在下にRecA蛋白質で錯体化し、(b)前記のごとく錯体化されたプライマ を、前記の1本鎖標的配列、全部で4つのdNTPおよびポリメラーゼもまた含 有する反応混合物中で反応させることによって、前記の1本鎖標的配列に相補的 な連鎖を生成させる操作を行うことを包含する請求の範囲第1項に記載の方法。
- 4.前記の1本鎖DNAが、阻止または抑制性二次構造の区域を有するものであ る請求の範囲第3項に記載の方法。
- 5.前記に1本鎖DNA分子がcDNA分子である請求の範囲第3項に記載の方 法。
- 6.前記の反応工程がさらにポリメラーゼの追加的添加操作を包含する請求の範 囲第1項に記載の方法。
- 7.前記の反応工程がさらにRecA蛋白質の追加的添加操作を包含する請求の 範囲第1項に記載の方法。
- 8.前記の反応工程がさらにATP−ν−Sの追加的添加操作またはdATPと ATP−ν−Sとの混合物の追加的添加操作を包含する請求の範囲第7項に記載 の方法。
- 9.前記の2種のプライマーが、同一のDNA配列に相補的なものである請求の 範囲第1項に記載の方法。
- 10.前記のプライマが、前記のDNA標的配列に相補的でない5′末端部配列 を含むものである請求の範囲第1項に記載の方法。
- 11.前記の非相補的な配列が、制限酵素エンドヌクレアーゼ認識部位のために コードする配列を包含するものである請求の範囲第10項に記載の方法。
- 12.前記の2本鎖の標的DNAが、物理的または化学的に損傷したものである 請求の範囲第1項に記載の方法。
- 13.前記のRecA蛋白質が、recA−803遺伝子の蛋白質生成物である 請求の範囲第1項に記載の方法。
- 14.前記のポリメラーゼが大腸菌のDNAポリメラーゼIの大形のクレノウ断 片であり、前記反応を37℃において実施する請求の範囲第1項に記載の方法。
- 15.第1および第2の相補的連鎖を有し、各連鎖が5′および3′末端部を有 する2本鎖DNA標的配列の合成および増幅方法において、 (a)前記の第1連鎖の5′末端部の区域に相補的なプライマと前記の第2連鎖 の5′末端部の区域に相補的なプライマとを、ATP−ν−Sの存在下に熱安定 性RecA蛋白質で錯体化し、 (b)前記のごとく錯体化されたプライマを、 前記の標的配列、全部で4つのdNTPおよび熱安定性ポリメラーゼもまた含む 反応混合物中で反応させ、しかして該反応は、約50℃より上の、ただし前記の 標的連鎖およびそれに対応するプライマの熱解離のために要する温度よりも低い 温度において実施し、そして該反応を、前記の標的配列の所望程度の増幅が達成 されるまで続けることを特徴とする2本鎖DNA標的配列の合成および増幅方法 。
- 16.前記の熱安定性RecA蛋白質がテルムス・アクアチクスのRecA蛋白 質である請求の範囲第15項に記載の方法。
- 17.前記の熱安定性DNAポリメラーゼがテルムス・アクアチクスのDNAポ リメラーゼIである請求の範囲第15項に記載の方法。
- 18.前記の熱安定性RecA蛋白質がテルムス・アクアチクスのRecA蛋白 質である請求の範囲第17項に記載の方法。
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