JPH06133775A - ミコバクテリア属微生物のdnaJタンパク質をコードするDNA、そのDNAを特異的に認識するプローブ及びミコバクテリア属微生物の検出方法 - Google Patents

ミコバクテリア属微生物のdnaJタンパク質をコードするDNA、そのDNAを特異的に認識するプローブ及びミコバクテリア属微生物の検出方法

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JPH06133775A
JPH06133775A JP8630492A JP8630492A JPH06133775A JP H06133775 A JPH06133775 A JP H06133775A JP 8630492 A JP8630492 A JP 8630492A JP 8630492 A JP8630492 A JP 8630492A JP H06133775 A JPH06133775 A JP H06133775A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ミコバクテリア属に属する微生物のdnaJ
タンパク質をコードするDNA、ミコバクテリア属に属
する微生物のdnaJタンパク質をコードするDNAを
特異的に認識するプローブ、及びそれらのプローブを用
いたミコバクテリア属に属する微生物の検出方法。 【効果】 ミコバクテリア属に属する微生物19種類の
dnaJタンパク質をコードするDNAの全塩基配列を
確定し、それらの塩基配列を基にして各菌種を特異的に
認識する各種プローブを作成し、これらのプローブを用
いることによって、高感度で、しかも迅速にミコバクテ
リア属に属する微生物を特異的に検出しそして分別する
ことが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ミコバクテリア(My
cobacteria)属に属する微生物のdnaJタ
ンパク質をコードするDNA、ミコバクテリア属に属す
る微生物を特異的に認識するプローブ及びミコバクテリ
ア属に属する微生物の検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】結核をはじめとする抗酸菌感染症は、有
効な化学治療薬の開発、栄養状態の改善と生活の向上に
より、順調にその数が減少した。しかし、近年、その減
少傾向が鈍化している。1988年の結核症の登録患者
数は5万人を越えており、またAIDSや免疫低下時の
日和見感染症として、トリ型結核菌(ミコバクテリウム
・アビウム;M.avium)などの非定型抗酸菌に感
染する例が数多く報告されている。そのため、各種抗酸
菌を個々に分別して感度良く検出し、迅速に鑑別するこ
とは治療方針を決定するうえで非常に重要である。
【0003】従来、抗酸菌の検出は主に塗抹染色と培養
法によって行われてきた。塗抹染色は簡便ではあるが、
感度が低く、菌の同定ができない。これに対し、培養法
は高感度で抗酸菌を検出し、生化学的同定法により菌の
鑑別ができるという利点がある。しかし、抗酸菌は分裂
速度が非常に遅く、培養に3〜8週間の期間が必要であ
り、更に最終的な同定まで2〜4週間かかる。従って、
早期診断には不都合であった。
【0004】一方、早期診断方法として、特開昭63-180
859 号公報には、ヒト型結核菌(ミコバクテリウム・ツ
ベルキュロシス;M.tuberculosis)に特
異的なモノクローナル抗体をハイブリドーマ細胞ライン
によって産生させ、このモノクローナル抗体を用いる測
定方法が記載されている。しかし、この方法では被検試
料の前処理が煩雑であった。また、各種の結核菌に特異
的なI125 ラベル化DNAプローブを用いるハイブリダ
イゼーション法も開発されている(例えば、Diag
n.Microbiol.1987;8:69−7
8)。しかしながら、この方法は放射性物質を用いるの
で特殊な設備を必要とし、更に、臨床試料からヒト型結
核菌を直接的に検出・同定することが必ずしも常に可能
なわけではなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、臨床試料
中に含まれるヒト型結核菌及び非定型抗酸菌のDNAを
特定のDNAプライマーで高感度に増幅させ、その増幅
DNAを特定の制限酵素で消化し、その電気泳動パター
ンで抗酸菌を鑑別する方法を考案しすでに特開平4−3
6199号公報において開示した。その後、更に精度良
く迅速な診断を実現するために研究を重ねた結果、ミコ
バクテリア属に属する微生物19種類のdnaJタンパ
ク質をコードするDNAの塩基配列における1414位
〜1609位の全塩基配列を確定し、19種類の菌種に
特有な塩基配列が存在することを見い出した。そして、
それらの塩基配列を基にして各菌種を特異的に認識する
各種プローブを作成し、これらのプローブを用いること
によって、高感度で、しかも迅速にミコバクテリア属に
属する微生物を検出しそして分別することが可能となっ
た。従って、本発明の目的は、ミコバクテリア属に属す
る微生物を特異的に、高感度で、しかも迅速に検出し、
鑑別する手段を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、ミコ
バクテリア属に属する微生物のdnaJタンパク質をコ
ードするDNAに関する。また、本発明は、ミコバクテ
リア属に属する微生物dnaJタンパク質をコードする
DNAを特異的に認識するプローブにも関する。更に、
本発明は、前記プローブを用いたミコバクテリア属に属
する微生物の検出方法にも関する。
【0007】本発明により、dnaJタンパク質をコー
ドするDNAの塩基配列が確定した、19種類のミコバ
クテリア属に属する微生物は以下のリスト1のとおりで
ある。また、それら19種類の微生物の学名の後に、本
発明で用いた標準菌株の由来を示す(実施例2及び実施
例4参照)。NIHJは国立予防衛生研究所(National
Institute of Health, Japan )、ATCCはAmerican
Type Culrture Collection 、NCTCはNational Col
lection of Type Cultures、そしてKKは結核研究所で
ある。リスト1 (1)ヒト型結核菌(ミコバクテリウム・ツベルキュロ
シス:M.tuberculosis;NIHJ 1633 ) (2)ウシ型結核菌BCG(ミコバクテリウム・ボビス
BCG:M.bovis BCG; KK 12-02 ) (3)ウシ型結核菌(ミコバクテリウム・ボビス:M.bo
vis; NIHJ 1607) (4)ミコバクテリウム・アフリカヌム(M.africanum;
NIHJ 1602) (5)ミコバクテリウム・ミクロチ(M.microti; KK 14
-01 ) (6)ミコバクテリウム・マリーナム(M.marinum; NIH
J 1620) (7)ミコバクテリウム・シミアエ(M.simiae; NIHJ 1
627 ) (8)ミコバクテリウム・スクロフラセウム(M.scrofu
laceum; NIHJ 1626 ) (9)ミコバクテリウム・スツルガイ(M.szulgai; NCT
C 10831 ) (10)ミコバクテリウム・ゴルドネアー(M.gordona
e; NIHJ 1617 ) (11)トリ型結核菌(ミコバクテリウム・アビウム:
M.avium; NIHJ 1605) (12)ミコバクテリウム・イントラセルラーレ(M.in
tracellulare; ATCC 13950) (13)ミコバクテリウム・ゼノピ(M.xenopi; NIHJ 1
638 ) (14)ミコバクテリウム・ガストリ(M.gastri; NIHJ
1616 ) (15)ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii;
ATCC 12478) (16)ミコバクテリウム・フォートゥイタム(M.fort
uitum; NIHJ 1615) (17)ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chelonei;
NIHJ 1611 ) (18)ミコバクテリウム・ヘモフィルム(M.hemophil
um; KK 49-01) (19)ミコバクテリウム・パラツベルキュロシス(M.
paratuberculosis; ATCC19698)。
【0008】前記の19種類の抗酸菌はそれぞれ、特異
的タンパク質であるdnaJタンパク質を有しており、
それらのアミノ酸配列もほぼ共通していると考えられ
る。そこで本発明者は、各抗酸菌のdnaJタンパク質
をコードするDNAに着目し、該タンパク質をコードす
るDNAの塩基配列を決定することとした。まず、該D
NAを増幅するためにPCR(Polymerase
Chain Reaction)法を用いた。PCR法
を利用すると、微量の細胞DNAから、目的とするDN
A領域のみを自動的に約100万倍にまで増幅すること
ができる(Science,239:487−491,
1988)。PCR法では、増幅させるDNA領域を挟
んで+鎖および−鎖に対する2種類のDNAプライマー
と、耐熱性DNAポリメラーゼを用いて増幅サイクルを
繰り返す。
【0009】dnaJタンパク質をコードするDNAを
増幅するためのプライマーとしては、特開平4−361
99号公報に開示されているプライマーを使用すること
ができる。即ち、プライマー1として配列表の配列番号
1の配列に記載の塩基配列の少なくとも10塩基のオリ
ゴヌクレオチド部分を含有するDNAプライマーを用
い、プライマー2として配列表の配列番号2の配列に記
載の塩基配列の少なくとも10塩基のオリゴヌクレオチ
ド部分を含有するDNAプライマーを用いることによ
り、各抗酸菌のdnaJタンパク質をコードするDNA
の第1414番目の塩基から第1609番目の塩基まで
の196bp(全体としては前後にプライマー部分を含
むので、20塩基からなる各プライマーを用いれば、第
1394番目の塩基から第1629番目の塩基までの2
36bp)の部分を特異的に増幅することができる。
【0010】しかし、ミコバクテリウム・チェロナイ
(M.chelonei)に対しては、前記のプライマ
ーセットでは増幅が行われないため、別のプライマーセ
ット、即ち、プライマー3として配列表の配列番号3の
配列に記載の塩基配列の少なくとも10塩基のオリゴヌ
クレオチド部分を含有するDNAプライマーを用い、プ
ライマー4として配列表の配列番号4の配列に記載の塩
基配列の少なくとも10塩基のオリゴヌクレオチド部分
を含有するDNAプライマーを用いることにより、18
5bp(全体としては前後にプライマー部分を含むの
で、20塩基からなる各プライマーを用いれば、225
bp)の部分を特異的に増幅することができる。塩基配
列の分析の結果、ミコバクテリウム・チェロナイではd
naJ遺伝子の1409位〜1418位の間で欠損が起
こっているために、プライマー1とプライマー2の組合
せでは増幅されないものと考えられる。
【0011】これらのプライマー1〜4は、通常のDN
A自動合成機(例えば、アプライドバイオシステムズ社
の自動合成機)を用いて、公知のDNA合成法(例え
ば、ホスホアミダイト法)によって調製することができ
る。本発明では、DNAポリメラーゼとして、耐熱性D
NAポリメラーゼ、特に約95℃までの温度で活性を維
持することのできる耐熱性DNAポリメラーゼ、例えば
市販のTaqポリメラーゼを用いることができる。
【0012】具体的には、前記特開昭4−36199号
公報に記載の方法と同様に、前記リスト1に記載の19
種類の抗酸菌の各培養菌体からDNAを公知の技術によ
り抽出し、前記のプライマー、DNAポリメラーゼ、又
は場合により緩衝液(例えば、トリス塩酸緩衝液)、安
定化剤(例えば、ゼラチン)、又は塩類(例えば、塩化
ナトリウム)を含有させ、この混合液を用いてPCR法
の増幅サイクルを実施する。こうして増幅された各抗酸
菌のdnaJ遺伝子について、従来公知のマクサム・ギ
ルバート法(MG法)、ダイデオキシ法、ゲノミック・
シークエンス法等によりDNA塩基配列を決定する。
【0013】決定された塩基配列から、それぞれに特異
的な部分を選定し、15〜40塩基からなるオリゴヌク
レオチドのプローブを作成した。好適なプローブは、例
えば、以下のリスト2のとおりである。リスト2 (1)ヒト型結核菌(M.tuberculosis) 配列表の配列番号5の配列に記載の塩基配列の少なくと
も15塩基からなるオリゴヌクレオチド (2)ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii) 配列表の配列番号6の配列に記載の塩基配列の少なくと
も15塩基からなるオリゴヌクレオチド (3)トリ型結核菌(M.avium ) 配列表の配列番号7の配列に記載の塩基配列の少なくと
も15塩基からなるオリゴヌクレオチド (4)ミコバクテリウム・イントラセルラーレ(M.intr
acellulare) 配列表の配列番号8の配列に記載の塩基配列の少なくと
も15塩基からなるオリゴヌクレオチド (5)ミコバクテリウム・マリーナム(M.marinum ) 配列表の配列番号9の配列に記載の塩基配列の少なくと
も15塩基からなるオリゴヌクレオチド (6)ミコバクテリウム・ガストリ(M.gastri) 配列表の配列番号10の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (7)ミコバクテリウム・スクロフラセウム(M.scrofu
laceum) 配列表の配列番号11の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (8)ミコバクテリウム・スツルガイ(M.szulgai ) 配列表の配列番号12の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (9)ミコバクテリウム・ゴルドネアー(M.gordonae) 配列表の配列番号13の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (10)ミコバクテリウム・ゼノピ(M.xenopi) 配列表の配列番号14の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (11)ミコバクテリウム・シミアエ(M.simiae) 配列表の配列番号15の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (12)ミコバクテリウム・フォートゥイタム(M.fort
uitum ) 配列表の配列番号16の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (13)ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chelonei) 配列表の配列番号17の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (14)ミコバクテリウム・ヘモフィルム(M.hemophil
um) 配列表の配列番号18の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド (15)ミコバクテリウム・パラツベルキュロシス(M.
paratuberculosis) 配列表の配列番号19の配列に記載の塩基配列の少なく
とも15塩基からなるオリゴヌクレオチド
【0014】なお、ウシ型結核菌BCG(M.bovis BCG
)、ウシ型結核菌(M.bovis )、ミコバクテリウム・
アフリカヌム(M.africanum )及びミコバクテリウム・
ミクロチ(M.microti )のdnaJ遺伝子の塩基配列
は、ヒト型結核菌のdnaJ遺伝子の塩基配列と完全に
一致するので、これらを他の抗酸菌と分別するには、ヒ
ト型結核菌の場合と同じプローブを用いることができ
る。前記リスト2に記載のプローブは、前記のプライマ
ー1〜4と同様に、従来公知の手段により合成すること
ができる。
【0015】本発明の各プローブは、前記リスト1に記
載の19種類の抗酸菌の中から15種類の抗酸菌を特異
的に認識することができる。ヒト型結核菌、ウシ型結核
菌BCG、ウシ型結核菌、ミコバクテリウム・アフリカ
ヌム及びミコバクテリウム・ミクロチのdnaJ遺伝子
塩基配列は完全に一致しているので、互いに識別できな
いが、結核菌群として一群を形成しているので臨床上支
障はない。即ち、本発明において、或る特定の1種類の
抗酸菌を特異的に認識するプローブは、その特定の抗酸
菌のdnaJタンパク質をコードするDNAの塩基配列
と一致する少なくとも15塩基を含み、しかもその15
塩基の配列が他の14種の抗酸菌のdnaJタンパク質
をコードするDNAの塩基配列と少なくとも2個異なる
オリゴヌクレオチドを含むものである。ハイブリダイゼ
ーションの条件を適切に調整すれば、プローブの塩基配
列中の1塩基を変化させただけで、プローブとDNAと
のハイブリダイズを起こさせないことも可能である。し
かしながら、信頼性や再現性の観点から、他の14種の
抗酸菌のdnaJタンパク質をコードするDNAの塩基
配列と少なくとも2塩基が異なる塩基配列領域を特異プ
ローブ領域とする。従って、前記リスト2に示した塩基
配列は代表例の1つであり、この領域に限定されるもの
ではない。
【0016】前記プローブを用いると、前記リスト1に
記載のミコバクテリア属に属する15種類の微生物を特
異的に検出することができる。即ち、前記プローブに適
切な標識を付し、被検試料と接触させ、前記標識からの
信号を検出することにより、目的の微生物を特異的に検
出することができる。標識としては、放射性物質、より
好ましくは非放射性物質(例えば、酵素、ビオチン、蛍
光物質、発光物質)を用いることができる。
【0017】検体は、ミコバクテリア属に属する微生物
を含有する恐れのある検体であれば特に制限されない
が、特には臨床試料、例えば、喀痰、胃吸引液、気管支
肺胞線状液、便、尿、髄液又は血液である。これらの検
体から抗酸菌のdnaJタンパク質をコードするDNA
を公知の方法で取り出し、前記の各プローブとハイブリ
ダイズさせることのできる被検試料を作成する。DNA
を取り出すには、例えば、プロテアーゼKを含むSDS
溶液で前記検体を処理した後、更にクロロホルム/フェ
ノールで処理し、DNAをエタノール沈殿させる。採集
したDNAをそのまま適当な担体(例えば、ナイロンフ
ィルター)に固定し、ドットブロットハイブリダイゼー
ション用の被検試料を作成するか、あるいは適当な制限
酵素で消化し、サザンブロッティングによって被検試料
を作成することができる。必要により、検体中のDNA
を、例えば前記のプライマー1〜4を用いてPCR法に
よって増幅させることもできる。
【0018】本発明方法において、標識担持プローブと
被検試料中のDNAとの接触は従来公知の方法、例えば
電気泳動後のフィルター上で、あるいは細胞を固定した
スライドグラス上で両者を合わせることにより行うこと
ができる。即ち、溶液中で両鎖が分子運動中に相補鎖と
出合うと、相互の塩基が水素結合することで2重鎖が形
成される。
【0019】プローブに結合されている標識から信号を
発生させ、さらにその信号を測定する方法も、従来から
公知の任意の方法を用いることができる。例えば、標識
として放射性同位体を使用する場合には、ハイブリダイ
ズさせた後に放射線用乳剤あるいはX線フィルム上で露
光し、現像してその信号を検出する。また、標識として
ビオチンを使用する場合には、ハイブリダイズさせた後
にパーオキシダーゼ標識アビジンを反応させてビオチン
−アビジン複合体を形成させ、パーオキシダーゼの発色
を検出する。こうして結核菌群と非定型抗酸菌、更には
非定型抗酸菌の型別の検出が可能となる。
【0020】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を限定するものではな
い。実施例1:プライマーの合成 配列表の配列番号1の配列で表される20塩基のオリゴ
ヌクレオチド(プライマー1)、配列表の配列番号2の
配列で表される20塩基のオリゴヌクレオチド(プライ
マー2)、配列表の配列番号3の配列で表される20塩
基のオリゴヌクレオチド(プライマー3)、及び配列表
の配列番号4の配列で表される20塩基のオリゴヌクレ
オチド(プライマー4)を、それぞれ380A−DNA
合成装置(アプライドバイオシステムズ社)により、ト
リチル−オンの条件下で合成した。27%アンモニア水
溶液でカラムから切り出し、55℃で1晩加熱した。得
られた溶液2mlをイオン交換水1mlで希釈し、希釈液を
OPC(Oligonucleotide purif
ication column)カートリッジ(アプラ
イドバイオシステムズ社)に1〜2滴/秒の速度で加え
た。溶出液を希釈アンモニア水溶液5mlで3回、イオン
交換水5mlで2回、2%TFA溶液5mlで2回、そして
更にイオン交換水5mlで2回洗浄した。吸着したヌクレ
オキドを20%アセトニトリル溶液1mlで3回溶出して
精製オリゴヌクレオチドを得た。こうして得られたプラ
イマー1〜4を用いて以下の実施例2及び実施例4を実
施した。
【0021】実施例2:各種微生物DNAの増幅と塩基
配列の決定 (1)前記した抗酸菌19種類の標準菌株の各培養菌体
からフェノール/クロロホルムでDNAを抽出した。続
いて、500μlのエッペンドルフチューブ中で、表1
に示す反応液100μlを調製し、実施例1で調製した
プライマー1〜4を用いてDNAを増幅した。表1にお
いて、Tag DNAポリメラーゼとしては、Ampl
iTaq DNAポリメラーゼ(シータス社)を用い
た。また、ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chelone
i)については、表1記載のプライマー1及び2をプラ
イマー3及び4に変更した。
【0022】
【表1】
【0023】次に、反応液をミネラルオイル(Sigm
a Cal M−3516)100μlで覆った。得ら
れた試料をDNA Thermal Cycler(P
erkin−Elmer Cetus社)に入れた。
(i)94℃で1分間、(ii)65℃で2分間及び(ii
i)72℃で2分間の3工程からなる増幅サイクルを25
回繰り返した。なお、25回目の最後のサイクルでは、
工程(iii)を5分間で行った。前記のDNA増幅操作に
よって得られた反応液各10μlについて、エチジウム
ブロマイド(0.5μg/ml)含有の2%アガロースゲ
ルで電気泳動を実施した。結果を図1に示す。図1にお
いて、最上段の「TB complex」は結核菌群を
示し、「I」はRunyonの分類によるI型であり、
「II」はRunyonの分類によるII型であり、「III
」はRunyonの分類によるIII 型であり、「IV」
はRunyonの分類による迅速発育菌であり、「ot
hers」は上記分類には属さない菌種であり、中段は
それぞれ微生物の種類を示し、右側の数値(236b
p)は塩基対の大きさを意味する。図1から明らかなよ
うに、ミコバクテリウム・チェロナイを除いた18種類
の全ての抗菌酸においてDNAが増幅され、236bp
にバンドが現れた。ミコバクテリウム・チェロナイにつ
いてはプライマー3及び4を用いた結果、225bpに
バンドが現れ、増幅されていることを確認した。
【0024】(2)塩基配列の決定は、Sanger等
の方法(Proc.Natl.Acad.Sci.US
A74:5463−5467,1977)に準じて行っ
た。即ち、dnaJ遺伝子プライマーの上流側プライマ
ー5’末端にEcoRIサイト(GATGAATTC)
を、下流側プライマーにはHindIII サイト(GAT
AAGCTT)を添加し、PCRを行い、増幅されたD
NAを2%アガロースゲルで確認した。オイルを除く目
的でクロロホルムで抽出し、エタノール沈殿後、−80
℃で30分間放置し、その後遠心分離し、水洗し、乾燥
してEcoRIとHindIII の2種の制限酵素で消化
した。反応物の全量を2%アガロースゲルで流し、PC
R増幅物を含むゲルを切り出し、DNAは、ゲルをヨウ
化ナトリウム水溶液で溶解した後、シリカビーズで精製
した(DNAPrep;ダイアヤトロン)。一方、シー
クエンスベクターであるM13mp18を、前記と同じ
ようにEcoRI及びHindIII で37℃にて1時間
消化した。制限酵素で消化したPCR増幅物をM13m
p18と1:4の割合で混合し、T4リガーゼで16℃
にて1時間ライゲーションを行い、大腸菌に塩化カルシ
ウム法にてトランスフォームした後、X−Gal及びI
PTGで選択した。白色プラークを選んだ後、37℃で
5時間振盪培養した。上清中の一本鎖DNAを精製し、
ダイデオキシ法にて塩基配列を決定した。結果を表2〜
表8に示す。
【0025】表2〜表8において、ヒト型結核菌(M.tu
berculosis)のdnaJ遺伝子の1414番目の塩基か
ら1603番目の塩基までの塩基配列をA(アデニン残
基)、T(チミン残基)、G(グアニン残基)及びC
(シトシン残基)で示し、その塩基配列から演繹される
アミノ酸配列を1文字表記で示す(IUPAC−IUB
Committee on Biochemical
Nomenclature Recommendati
onによる)。また、その他の抗酸菌の塩基配列では、
ヒト型結核菌の塩基配列と異なる場合にのみそれらの塩
基を示し、同じ場合には「−」を記載した。また、その
他の抗酸菌のアミノ酸配列においては、ヒト型結核菌の
アミノ配列と異なる場合にのみそれらのアミノ酸を示
し、同じ場合には記載を省略した。なお、「*」は欠落
を意味する。
【0026】表2〜表8から明らかなように、ヒト型結
核菌(M.tuberculosis)、ウシ型結核菌BCG(M.bovi
s BCG )、ウシ型結核菌(M.bovis )、ミコバクテリウ
ム・アフリカヌム(M.africanum )及びミコバクテリウ
ム・ミクロチ(M.microti )のdnaJ遺伝子の141
4番目から第1609番目の塩基配列は完全に一致し
た。aviumu complexとして知られ、生化
学的同定法では鑑別できないトリ型結核菌(M.avium )
とミコバクテリウム・イントラセルラーレ(M.intracel
lulare)は、ヌクレオチドレベルで94%の一致率とい
う高い相同性を示した。ヒト型結核菌に対するトリ型結
核菌とミコバクテリウム・イントラセルラーレは、ヌク
レオチドレベルで前者が88%、後者が86%、またア
ミノ酸レベルで、前者が97%、後者が94%、それぞ
れ相同性を有していた。また、トリ型結核菌は、ミコバ
クテリウム・パラツベルキュロシス(M.paratuberculos
is)ともヌクレオチドレベルで99%の極めて高い相同
性を示し、アミノ酸レベルでは完全に一致する。更に、
病原性や抗結核剤に対する感受性では似ていると考えら
れている、ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasi
i)とヒト型結核菌との相同性はヌクレオチドレベルで
74%、アミノ酸レベルで72%とかなり低いものであ
った。
【0027】実施例3:プローブの作成 実施例2の結果から、それぞれの抗酸菌に特異的な部位
を選別し、以下の15種類のプローブ1〜15を実施例
1と同様に合成した。 プローブ1:ヒト型結核菌(M.tuberculosis)に特異
的:配列表の配列番号5の配列に記載の20塩基からな
るオリゴヌクレオチド プローブ2:ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansas
ii)に特異的:配列表の配列番号6の配列に記載の20
塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ3:トリ型結核菌(M.avium )に特異的:配列
表の配列番号7の配列に記載の20塩基からなるオリゴ
ヌクレオチド プローブ4:ミコバクテリウム・イントラセルラーレ
(M.intracellulare)に特異的:配列表の配列番号8の
配列に記載の20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ5:ミコバクテリウム・マリーナム(M.marinu
m )に特異的:配列表の配列番号9の配列に記載の20
塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ6:ミコバクテリウム・ガストリ(M.gastri)
に特異的:配列表の配列番号10の配列に記載の20塩
基からなるオリゴヌクレオチド プローブ7:ミコバクテリウム・スクロフラセウム(M.
scrofulaceum)に特異的:配列表の配列番号11の配列
に記載の20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ8:ミコバクテリウム・スツルガイ(M.szulga
i )に特異的:配列表の配列番号12の配列に記載の2
0塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ9:ミコバクテリウム・ゴルドネアー(M.gord
onae)に特異的:配列表の配列番号13の配列に記載の
20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ10:ミコバクテリウム・ゼノピ(M.xenopi)
に特異的:配列表の配列番号14の配列に記載の20塩
基からなるオリゴヌクレオチド プローブ11:ミコバクテリウム・シミアエ(M.simia
e)に特異的:配列表の配列番号15の配列に記載の2
0塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ12:ミコバクテリウム・フォートゥイタム
(M.fortuitum )に特異的:配列表の配列番号16の配
列に記載の20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ13:ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chel
onei)に特異的:配列表の配列番号17の配列に記載の
20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ14:ミコバクテリウム・ヘモフィルム(M.he
mophilum)に特異的:配列表の配列番号18の配列に記
載の20塩基からなるオリゴヌクレオチド プローブ15:ミコバクテリウム・パチツベルキュロシ
ス(M.paratuberculosis)に特異的:配列表の配列番号
19 の配列に記載の20塩基からなるオリゴヌクレオチ
【0028】前記の20merのオリゴヌクレオチドを
合成し、OPCカートリッジで精製した。精製オリゴヌ
クレオチド10pモル、λ−32PATP及びポリヌクレ
オチドキナーゼを緩衝液中で混合し、37℃で30分間
反応させ、5’末端に32Pラベルを付加した。未反応の
アイソトープをスピンカラムで分離してから、以下のド
ットハイブリダイゼイションに使用した。
【0029】実施例4:ハイブリダイゼイション(プロ
ーブの特異性) 前記リスト1に記載した標準株の中から、結核菌群とし
てヒト型結核菌(M.tuberculosis)及びウシ型結核菌
(M.bovis )の2種類と、14種類の非定型抗酸菌標準
株について、実施例2と同様の操作によってPCRを行
った。それとは別に、ヒト型結核菌(M.tuberculosi
s)、ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii)、
ミコバクテリウム・スクロフラセウム(M.scrofulaceu
m)、ミコバクテリウム・イントラセルラーレ(M.intra
cellulare)、ミコバクテリウム・シミアエ(M.simia
e)及びトリ型結核菌(M.avium )の臨床分離培養株の
DNAをフェノール/クロロホルムで抽出し、実施例2
と同様の操作によってPCRで増幅した。それぞれPC
R増幅物2μlにアルカリ変性液100μlを添加し、
5分間放置した後、ドットハイブリダイゼイション装置
で吸引した。ナイロンメンブレンを中和してから風乾
し、UVランプで固定した。実施例3で調製したラベル
化プローブ(10-6CPM/ml)を加え、、トリメチル
アンモニウムクロライドを含むハイブリダイゼイション
バッファーで62℃にて2時間ハイブリダイゼイション
を行った。6×SSCで3回洗浄した後に風乾し、オー
トラジオグラフィーを行った。その結果を図2〜図4及
び図6に示す。図5は図2〜図4における各PCR増幅
物の位置を示し、図7は図6における各PCR増幅物の
位置を示すものであり、図5及び図7の記号は以下のと
おりである。 A:ヒト型結核菌(ミコバクテリウム・ツベルキュロシ
ス:M.tuberculosis; NIHJ 1633 ) B:対照(ブランク) C:ウシ型結核菌(ミコバクテリウム・ボビス:M.bovi
s; NIHJ 1607) D:ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii; ATCC
12478) E:ミコバクテリウム・マリーナム(M.marinum; NIHJ
1620) F:ミコバクテリウム・シミアエ(M.simiae; NIHJ 162
7 ) G:ミコバクテリウム・スクロフラセウム(M.scrofula
ceum; NIHJ 1626 ) H:ミコバクテリウム・スツルガイ(M.szulgai; NCTC
10831 ) I:ミコバクテリウム・ゴルドネアー(M.gordonae; NI
HJ 1617 ) J:ミコバクテリウム・イントラセルラーレ(M.intrac
ellulare; ATCC 13950) K:トリ型結核菌(ミコバクテリウム・アビウム:M.av
ium; NIHJ 1605) L:ミコバクテリウム・ゼノピ(M.xenopi; NIHJ 1638
) M:ミコバクテリウム・ガストリ(M.gastri; NIHJ 161
6 ) N:ミコバクテリウム・フォートゥイタム(M.fortuitu
m; NIHJ 1615) O:ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chelonei; NIHJ
1611 ) P:ミコバクテリウム・ヘモフィルム(M.hemophilum;
KK 49-01) Q:ミコバクテリウム・パラツベルキュロシス(M.para
tuberculosis; ATCC 19698) 1〜6:ヒト型結核菌(臨床分離株) 7〜11:ミコバクテリウム・カンサシー(臨床分離
株) 12:ミコバクテリウム・スクロフラセウム(臨床分離
株) 13〜17:ミコバクテリウム・イントラセルラーレ
(臨床分離株) 18:ミコバクテリウム・シミアエ(臨床分離株) 19〜23:トリ型結核菌(臨床分離株)
【0030】実施例3で調製したプローブ1(ヒト型結
核菌に特異的)を用いた結果を図2に示す。結核菌群の
ヒト型結核菌標準株及びウシ型結核菌標準菌株並びにヒ
ト型結核菌臨床分離株と特異的に反応していることが確
認できた。実施例3で調製したプローブ2(ミコバクテ
リウム・カンサシーに特異的)を用いた結果を図3に示
す。ミコバクテリウム・カンサシーの標準菌株及び臨床
分離株と特異的に反応していることが確認できた。実施
例3で調製したプローブ4(ミコバクテリウム・イント
ラセルラーレに特異的)を用いた結果を図4に示す。ミ
コバクテリウム・イントラセルラーレの標準菌株と臨床
分離株と特異的に反応していることが確認できた。実施
例3で調製したプローブ3(トリ型結核菌に特異的)を
用いた結果を図6に示す。94%の相同性を示すミコバ
クテリウム・イントラセルラーレとは反応せず、トリ型
結核菌を特異的に認識できることが確認できた。
【0031】
【発明の効果】ミコバクテリア属に属する微生物19種
類のdnaJタンパク質をコードするDNAの全塩基配
列が確定し、それらの塩基配列を基にして各菌種を特異
的に認識する各種プローブを作成し、これらのプローブ
を用いることによって、高感度で、しかも迅速にミコバ
クテリア属に属する微生物を特異的に検出しそして分別
することが可能となった。
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】
【表5】
【0036】
【表6】
【0037】
【表7】
【0038】
【表8】
【0032】
【配列表】
【0033】配列番号:1 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:GGGTGACGCG GCATGGCCCA
【0034】配列番号:2 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CGGGTTTCGT CGTACTCCTT
【0035】配列番号:3 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:AGAGGGGGTG ACGCGACATG
【0036】配列番号:4 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:TCGTCGTACT CCTTGCGCTT
【0037】配列番号:5 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:AAGGGAATGG GTCGAAAAAG
【0038】配列番号:6 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:AATCAAGCGA GTGGCTCGAA
【0039】配列番号:7 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:GCTGCCGGCG AACGATTCAA
【0040】配列番号:8 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:GCCGCCGGTG AACGATTCAA
【0041】配列番号:9 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:TATCCGAGGC CAAAGAGGTG
【0042】配列番号:10 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:GTCTCCTCTG ACGCCACCGC
【0043】配列番号:11 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:AGCGGTCTCC GAGGCCTACT
【0044】配列番号:12 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:GGCTTACCGC AAGCTGGCTT
【0045】配列番号:13 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CTCCGATGCC GACGCCAAGC
【0046】配列番号:14 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CAACGATCCG CGCGCTGCAG
【0047】配列番号:15 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:AGCGCGTGAT CTGCACCCGG
【0048】配列番号:16 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CGATGCGGGA GCGGCGGAGC
【0049】配列番号:17 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:ACCGTTACAA GGCCGTCAGC
【0050】配列番号:18 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CCTACATCCC GACGCGAACC
【0051】配列番号:19 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 配列:CGATTCAAGG CGGTGTCCGA
【図面の簡単な説明】
【図1】PCR法によって増幅されたDNAの電気泳動
の結果を示す図面に代わる写真である。
【図2】ヒト型結核菌に特異的なプローブを用いてドッ
トハイブリダイゼイションを実施した結果を示す図面に
代わる写真である。
【図3】ミコバクテリウム・カンサシーに特異的なプロ
ーブを用いてドットハイブリダイゼイションを実施した
結果を示す図面に代わる写真である。
【図4】ミコバクテリウム・イントラセルラーレに特異
的なプローブを用いてドットハイブリダイゼイションを
実施した結果を示す図面に代わる写真である。
【図5】図2〜図4における各PCR増幅物の位置を示
す説明図である。
【図6】トリ型結核菌に特異的なプローブを用いてドッ
トハイブリダイゼイションを実施した結果を示す図面に
代わる写真である。
【図7】図6における各PCR増幅物の位置を示す説明
図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミコバクテリア属に属する微生物のdn
    aJタンパク質をコードするDNA。
  2. 【請求項2】 ミコバクテリア属に属する微生物のdn
    aJタンパク質をコードするDNAを特異的に認識する
    プローブ。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のプローブを用いたミコ
    バクテリア属に属する微生物の検出方法。
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