JPH05219999A - 核酸の定量化 - Google Patents
核酸の定量化Info
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- JPH05219999A JPH05219999A JP4205202A JP20520292A JPH05219999A JP H05219999 A JPH05219999 A JP H05219999A JP 4205202 A JP4205202 A JP 4205202A JP 20520292 A JP20520292 A JP 20520292A JP H05219999 A JPH05219999 A JP H05219999A
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- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/81—Packaged device or kit
Abstract
る、変異株配列を含む対応する核酸の公知の数の分子を
試験サンプルに添加し、続いて、核酸の競合増幅反応を
実施し、その後、増幅した核酸の定量化を鑑別検出によ
り実施する、試験サンプル中のターゲット核酸を定量化
する方法。 【効果】高感度、高速度、高い再現性及び正確さをもっ
て、ターゲット核酸を定量できる。
Description
ゲット核酸の定量化方法に関する。前記方法を実施する
ための試験用キットは、本発明の一部である。
ための方法は、中でも、米国特許第4,683,195号及び同
第4,683,202号(Cetus Corp.)に、所謂ポリメラーゼ鎖
反応(PCR)として開示されている。
配列を増幅するもう1つの方法が、欧州特許出願第0,32
9,822号(Cangene Corp.)により開示された。この方法
自体は、本明細書中では詳細を記載しないが、所謂NA
SBA法(商標)(核酸配列をベースとする増幅)に拘
わる。
制御する任意の因子に於ける違いは、増幅産生物の収率
では大きな違いとなる。PCR並びにNASBA法は、
遺伝子病の病気の診断に広く適用されたが、これらの方
法からは定性的な結果しか得られなかった。
量を、直接、正確且つ再現可能に定量化する方法が必要
である。
炎など)に罹患している患者から得られた試験サンプル
の、高感度の、再現可能で、定量的な分析は、患者内に
ある感染因子の量を決定するのに非常に重要であり得、
その情報は、患者の治療をモニターするのに有用であ
る。
匹敵し得る効率で増幅可能な、十分に限定された変異株
配列を含む対応する核酸の公知の数の分子を試験サンプ
ルに添加し、核酸の増幅反応を実質的に実施し、その
後、増幅した核酸の定量化を鑑別検出により実施するこ
とを含む、試験サンプル中のターゲット核酸の定量化方
法を提供する。
NA)並びにリボ核酸(RNA)であってもよい。
が好ましい。この方法に必要な鑑別検出は、ターゲット
核酸と変異株配列の両方にハイブリダイズするために1
種類の標識配列を使用するか、またはターゲット配列と
変異株配列を識別する2種類の標識を使用することによ
り実施される。
が、ターゲット配列は切断しないリボザイム(ribpzym
e)、またはこの反対の(即ち、ターゲット配列を切断
し得るが、変異株配列は切断しない)リボザイムを使用
することによっても実施し得る。
験用キットも含む。
ト配列の共-増幅を記載した国際特許出願WO91/02817号
が開示された。この出願で使用した方法は、競合反応で
はない。本出願と対照的に、この出願での定量化は、得
られたシグナルを測定し、次いで増幅した両方の配列の
間の比率を決定することにより実施する。本発明は、他
の方法の中でも、野生型(ターゲット核酸)と十分に限
定された(well-defined)変異株配列との間の競合が本
発明の本質的な部分であるため、この方法とは全く異な
っている。
列の既知量を添加した、野生型のターゲット核酸の未知
の濃度を含む臨床サンプルから核酸を競合的に増幅する
原理に基づいている。
方の増幅を、各類プライマーがターゲット核酸及び変異
株配列に同一効率でハイブリダイズする2種のプライマ
ーを含む1つのプライマーセットで実施するのが好まし
い。
ルと変異株配列の系列希釈(dilution series)、また
はその反対(臨床サンプルの系列希釈と固定量の変異株
配列)で実施する。
変異した増幅配列と、野生型及び突然変異に特異的に標
識したオリゴヌクレオチドの各々を識別検出に必要であ
る。
の配列に特異的な検出法、例えば: 1.ゲル電気泳動、ブロッティング、ハイブリダイゼー
ション、オートラジオグラフィー、スキャニング; 2.スロット-ブロッティング、ハイブリダイゼーショ
ン、オートラジオグラフィー、スキャニング; 3.非-捕獲(non-capture)ビーズベース分析、カウン
ティング;及び 4.捕獲(capture)ビーズベース分析、カウンティン
グ を使用するin duplo分析される。
野生型及び変異したシグナルの割合から知見される。
1:1の割合で且つ増幅効率が等しい場合、野生型及び
変異した両方の配列のシグナルは、50%減少する。従っ
て、変異した核酸の希釈物で、シグナルが50%減少する
場合、変異した核酸の量は、(臨床)サンプル中の野生
型核酸の量と等しい。
ば、A→G転移)を含む十分に限定した変異株配列を使
用すると、たった1種類の制限酵素、即ち、リボザイム
を、ターゲット核酸と変異株配列との識別に使用するだ
けである。
たった1回の分析(例えば、1回のゲルシステム)が必
要なだけである。
ヒトまたは非-ヒト由来であってもよい。サンプルは、
培養したサンプル(例えば、単核細胞)から誘導して
も、または切開した組織から単離してもよい。血液及び
血漿並びに、脳髄液(brain-liquor)、尿なども試験サ
ンプル材料として使用し得る。
量されるべきターゲットウイルスを含む血液である場
合、ウイルスの核酸は、試験サンプルから抽出し得る。
本発明による非常に迅速、単純且つ再現性のある方法を
得るために、十分に限定した変異株配列を、抽出工程で
干渉することなく、ターゲット核酸抽出の前、最中また
はその後に添加し得る。続いて、抽出工程の直後に本発
明の競合増幅及び鑑別検出を実施し得る。
より、本発明の方法は、病気に罹患していると思われる
患者から得られた試験サンプル中の、AIDS-ウイル
スまたは肝炎ウイルス様ウイルスなどの量を正確に定量
するのに使用し得る。
るために、ウイルスまたは他の病気を引き起こす病因の
正確な量を、病気の種々の段階で知ることが非常に重要
である。
態様で、所望の増幅反応を実施するために、十分に限定
された変異株配列及び適当なオリゴヌクレオチド、即
ち、プライマー/プライマー対及び標識配列またはリボ
ザイムを提供する。
キットに適当な酵素を供給してもよい。
されよう。
vitro生成した野生型(WT)及び変異株(Q)RNA
を使用した。in vitroRNA合成に使用したプラスミド
は、pGEM3中またはpGEM4(Promega製)中にクローン化
した部分Fok1制限酵素消化物(HIV-1hxb2配列のヌク
レオチド1186-2638,Ratnerら.,1987)から得られたHIV
-1配列の1416bpフラグメントを含んでいた。制限部位P
stI(HIV-1 hxb2上の位置1418)とSphI(HIV-1 hxb
2上の位置1446)との間の配列は、WT中のGAATG
GGATAGAGTGCATCCAGTGCATG(OT
309)からQ RNA中のGACAGTGTAGATAG
ATGACAGTCGCATG(OT321)に変化した。i
n vitroRNAを、T7 RNAポリメラーゼまたはSP6 R
NAポリメラーゼ(Sambrookら.,1989)のいずれかを用
いてこれらの構築物から生成した。
DNAを除去した。フェノール抽出及びエタノール沈澱
後、リボソーマルRNAの既知量のキャリブレーション
(calibration series)との比較により、回収したRN
Aをエチジウムブロミドで染色したアガロースゲル上で
定量した。RNA溶液を所望の濃度に希釈し、欧州特許
第0329,822号に記載の如くNASBA法(商標)により
増幅するためにインプットとして使用した。増幅に使用
したプライマーは、142nt(位置1357〜1499)のHIV-1hx
b2配列に相補であるRNA分子を生成するOT 270(AA
TTCTAATACGACTCACTATAGGGGT
GCTATGTCACTTCCCCTTGGTTCTC
TCA,P1)及びOT 271(AGTGGGGGGACA
TCAAGCAGCCATGCAAA,P2)であっ
た。各増幅物10μlの検出を、バキュームブロット装置
(Pharmacia製)を使用してZeta-Probe(Biorad製)上
にブロットした3%NuSieve、1%アガロースゲル(Sambr
ookら.,1989)上でin duplo電気泳動により実施し、次
いで上述のSphIとPst1部位との間のWTまたはQRN
A配列のいずれかに特異的な32P標識したオリゴヌクレ
オチドにハイブリダイズした。X-線フィルム(Kodak
製)への暴露時間は、30分〜3日とした。
ィルムをLKB Ultroscan XLデンシトメーターでスキャン
した。WT及びQ RNAの両方のターゲット分子数を
表1に列記した。
だけのの増幅を実施した。競合的NASBA法(商標)
の結果を、図1に示した。WT及びQ RNAの両方の5
0%減少の平均値に於いて、インプット分子数はQ RN
A約103分子であり、これはWT RNA分子数と等しか
った。
値を検出するために使用した式は、 log(conc.W.T.)={log([Q]50% Sig Q)+log([Q]50% Sig.WT)}/2 [式中、([Q]50% Sig.Q)は、Q RNAに特異的
なOT 321を使用するシグナルが、Q RNAだけが増幅
されるときに得られたシグナルのたった50%である時の
Q RNA分子数であり、及び([Q]50% Sig.WT)
は、WT RNAに特異的なOT 309を使用するシグナル
が、WT RNAだけが増幅されるときに得られたシグ
ナルのたった50%である時のQ RNA分子数である。]
であった。
施例1を繰り返した。
であった。
施例1を繰り返した。
104分子であった。
から単離した核酸に適用した。血漿-陽性のHIV-1感染
固体の1ml血漿サンプルを使用して、核酸を単離した
(Boomら.,1990)。
インプットRNA分子が以下の表4に列記した通りであ
った以外には、実施例1の通りに増幅させた。
者1、2及び3に対応する。
分子の数は、式: log(conc.WT)={log([Q]Sig Q 50%)+log([Q]Sig.WT 50%)}/2 を使用すると、2μl核酸溶液中、各々4.5×103、2.1×
103及び1.2×104であった。
幅したWT-及びQ−RNAの検出を、以下に記載の方
法により実施した以外には、実施例1を繰り返した。
Q-RNAを、中間体としてbiotynylatedオリゴヌクレ
オチドOT 700(5’ビオチン−TGTTAAAAGAG
ACCATCAATGAGGA 3’)で、ストレプト
バジン(streptvadin)被覆したマグネチックダイナビ
ーズ(dynabeads:Dynal製)上で捕獲した。捕獲ハイブ
リダイゼーション方法は、100μlハイブリダイゼーショ
ン緩衝液II(5×SSPE,0.1% SDS,0.1% ミルクパウダ
ー,10μg/ml変性salm-sperm DNA)中で45℃、30分
実施する。この段階後、磁石を使用して、ビーズを2×
SSC、0.1%BSA中で洗浄し、反応試験管またはミクロ
滴定プレートにビーズを保持した。
(HRP)で標識したRNAを、記載のPstI及びSphI部
位の間のWT-またはQ-RNA配列に特異的なオリゴヌ
クレオチドに、緩衝液II中、45℃30分ハイブリダイズし
た。
レオチドを、上記方法と同一方法を使用して洗浄した。
ビーズ上に保持されたHRPの検出は、100μl基質溶液
(0.45mM TMB.HCl・H2O,0.5mM CTAB,7.65g/l Emdex,2
7mM クエン酸ナトリウム・2H2O,22.1mM クエン酸・H2O,
2.25mM ウレア-ペルオキシド及び5.35mM 2-クロロ-アセ
トアミド)を添加することにより実施した。
で停止した。無色から黄色への基質の転換量を、Organo
n Teknika 510ミクロプレートリーダーで450nmでの吸光
度を測定することにより決定した。WT-及びQ-標識の
両方A450の値を、記載の如く分析した(図7)。
×102分子であった。
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r,New York,1989.
BA法の結果を示す図である。
BA法の結果を示す図である。
BA法の結果を示す図である。
ある。
ある。
ある。
を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ターゲット核酸と識別される、十分に限
定された変異株配列を含む対応する核酸の公知の数の分
子を添加し、続いて、核酸の競合増幅反応を実施し、次
いで鑑別検出により増幅した核酸を定量化することを含
む、試験サンプル中のターゲット核酸を定量化する方
法。 - 【請求項2】 ターゲット核酸がリボ核酸であることを
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 公知の数の分子がRNA分子であること
を特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 ターゲット核酸と変異株配列にハイブリ
ダイズし得る2種類の標識配列を使用することにより鑑
別検出を実施することを特徴とする請求項1〜3のいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 ターゲット核酸並びに変異株配列の両方
にハイブリダイズし得る1種類の標識配列を使用するこ
とにより鑑別検出を実施することを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 変異株配列またはターゲット核酸を切断
し得る1種類のリボザイムを使用することにより鑑別検
出を実施することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項7】 十分に限定された変異株配列及び適当な
オリゴヌクレオチドを含む請求項1に記載の方法を実施
するための試験用キット。 - 【請求項8】 十分に限定された変異株配列が、 GACAGTGTAGATAGATGACAGTCGC
ATG である請求項7に記載の試験用キット。
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