JPH06133800A - 増幅方法 - Google Patents

増幅方法

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JPH06133800A
JPH06133800A JP3007996A JP799691A JPH06133800A JP H06133800 A JPH06133800 A JP H06133800A JP 3007996 A JP3007996 A JP 3007996A JP 799691 A JP799691 A JP 799691A JP H06133800 A JPH06133800 A JP H06133800A
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Clive Graham Copley
クリーヴ・グラハム・コプレイ
John Craig Smith
ジョン・クレイグ・スミス
William Leisman Mcpheat
ウィリアム・レシュマン・マクフィート
Rashida Anwar
ラシダ・アンウァー
Alexander Fred Markham
アレクサンダー・フレッド・マーカム
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    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ヌクレオチド配列の増幅に際し、標的核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位を、ハイブリッド形成条
件下で適当なヌクレオシド トリホスフェート類及びこ
れらの重合剤を用いて処理することによって、第1プラ
イミング領域のエクステンション生成物が第1プライミ
ング領域に対して実質的に相補的であるように選択され
た第1プライマーがハイブリッド化する第1プライミン
グ領域を有する一重鎖標的核酸/ベクトレット単位にの
み相補的に合成される。 【効果】 長いヌクレオチド配列の迅速かつ効果的な塩
基配列の決定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はヌクレオチド配列の増幅方法とそ
のためのキットとに関する。このような方法は例えばそ
の一部のみが知られている配列の増幅に関して重要であ
り、長いヌクレオチド配列の迅速かつ効果的な配列決定
を可能にする。
【0002】我々のヨーロッパ特許出願第893076
72.9号、公報第0356021号では、未知配列を
含む核酸フラグメントのプライマーエクステンションに
よる増幅方法であって、標的核酸を開裂して標的核酸フ
ラグメントを得る工程;前記フラグメントの一つが開始
プライマーとハイブリッド化するための既知ヌクレオチ
ド配列の開始プライミング領域を含む;標的核酸フラグ
メントから既知配列のベクトレット プライミング領域
を有する各単位の連結によって標的核酸フラグメント/
ベクトレット単位を製造する工程;および開始プライマ
ーのエクステンション生成物が第1プライミング領域に
対して実質的に相補的であるように選択された開始プラ
イマーがハイブリッド化する第1プライミング領域を有
する一重鎖標的核酸/ベクトレット単位に相補的に合成
されるが、このようなエクステンション生成物がこのよ
うな第1プライミング領域を有さない一重鎖標的核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位に相補的に合成されない
ように、標的核酸フラグメント/ベクトレット単位をハ
イブリッド形成条件において適当なヌクレオシドトリホ
スフェートおよびヌクレオシド トリホスフェートの重
合剤によって同時にまたは連続的に処理する工程から成
る方法を述べ、特許請求した。
【0003】下記に詳述するような好ましい特徴を含む
この方法はここでは化学的遺伝学方法と呼ぶことにす
る。
【0004】任意に、上記エクステンション生成物をベ
クトレット プライミング領域に対して実質的に相補的
であるように選択したベクトレット プライマーの存在
下で増幅することもできる。
【0005】標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
を開始プライマーによってこのように処理し、開始プラ
イマーエクステンション生成物を例えばアール.ケイ.
サイキ(R.K.Saiki)等がサイエンス(Sci
ence)239 487−491頁(1987年)に
述べられているように増幅する場合には、さらにベクト
レットプライマーによって処理する。ベクトレット プ
ライマーを用いない場合には、開始プライミング領域へ
の開始プライマーのハイブリッド化によって算術的また
は線状増幅(以下では線状増幅と呼ぶ)を達成し、次に
ハイブリッド形成条件下で適当なヌクレオシド トリホ
スフェートとヌクレオシド トリホスフェートの重合剤
との存在下におけるプライマーエクステンションおよび
変性を実施する。プライミング、プライマーエクステン
ションおよび変性のこのプロセスを適当な回数くり返し
て、目的の増幅レベルに達する。しかし、以下に説明す
るPCR方法を用いて、開始プライマーとベクトレット
プライマーとの両方の存在下で増幅を行うことが好ま
しい。
【0006】上記ヨーロッパ特許出願の好ましい実施態
様では、プライマーエクステンション生成物または好ま
しくはベクトレット プライマー増幅生成物の合成が開
始プライマーのエクステンション生成物の初期合成に依
存するように、発明が実施される。
【0007】これは例えば、線状増幅によってまたは好
ましくは初期プライマーのエクステンション生成物にの
みハイブリッド化しうるベクトレット プライマーの使
用によって達成される。従って、標的核酸フラグメント
/ベクトレット単位のベクトレット部分が第1鎖と第2
鎖とを有し、第1鎖が末端重合阻止部分を有し、開始プ
ライミング領域を含む、標的核酸フラグメント鎖に連結
する第2鎖が一重鎖部分を有し、末端重合阻止部分が、
ハイブリッド形成条件下、適当なヌクレオシドトリホス
フェートとヌクレオシド トリホスフェートの重合剤と
の存在下において第2鎖の前記一重鎖部分に対する補体
を形成する第1ストランドのエクステンションの阻止に
有効であることが有利である。従って、ベクトレット
プライマーは標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
にハイブリッド化することができないが、開始プライマ
ーのエクステンション生成物にハイブリッド化すること
はできる。従って、開始プライマーのエクステンション
生成物が生ずるまでベクトレット プライマー エクス
テンション生成物は得られない、開始プライマーのエク
ステンション生成物が生じた後、得られたエクステンシ
ョン生成物は通常第2鎖の一重鎖部分の既知ヌクレオチ
ド配列に相補的な部分を含む。この有利な実施態様は以
下の図1に説明する。
【0008】重合阻止部分は、例えば大腸菌(E.co
li)DNAポリメラーゼIのクレノー(Kleno
w)フラグメント、T7DNAポリメラーゼまたはTa
gDNAポリメラーゼ等のDNAポリメラーゼのような
ヌクレオシド トリホスフェートの重合剤の存在下で鋳
型ヌクレオチド配列の補体(complement)を
形成する、プライマーからのヌクレオチド配列の重合を
阻止するために効果的である。この重合阻止部分は例え
ばコルジセピンもしくは3’−アミノもしくは3’−チ
オ官能基等の、ジデオキシヌクレオシドまたは3’−デ
オキシヌクレオシドのような適当に改質されたヌクレオ
シドである、このために公知の通常の基である。
【0009】さらに特に好ましい実施態様では、標的核
酸フラグメント/ベクトレット単位のベクトレット部分
が第1鎖と第2鎖から成る二重鎖部分を含み、ベクトレ
ット部分の第2鎖が開始プライミング領域を含む標的核
酸フラグメントの鎖に連結し、第1鎖、第2鎖およびベ
クトレット プライマーのヌクレオチド配列を、ベクト
レット プライマーが第2鎖の補体にハイブリッド化し
うるが、同じハイブリッド形成条件下で第1鎖にはハイ
ブリッド化しないように選択する。この実施態様の重合
阻止部分の存在が不要であることが理解されよう。さら
に、この場合にベクトレット プライマーの配列がベク
トレットの第2鎖の少なくとも一部の配列と同じである
ことが理解されよう。本発明のこの特に好ましい実施態
様はさらに以下で図2に関連して考察する。
【0010】化学的遺伝学方法は広範囲に利用可能であ
る。例えば化学的遺伝学方法を用いて、例えば植物また
は動物(特にヒト)の疾患の原因となる微生物のような
特定の微生物に特徴的なヌクレオチド配列を同定するこ
とができる、このような微生物は例えば菌類、酵母、細
菌またはウィルスならびに寄生体[例えばプラスモジウ
ム(マラリア)、またはトリパノソーム(眠り病)]で
ある。化学的遺伝学方法を用いて、一定生物の薬物耐
性、例えば抗生物質耐性の原因となるヌクレオチド配列
を確認することもできる。従って、この方法は動物また
は植物の疾患を診断するプローブの製造を可能にし、さ
らに例えば抗生物質耐性のような薬物耐性を診断するプ
ローブの製造を可能にする。
【0011】化学的遺伝学方法は、例えば(1)植物、
特に動物(特にヒト)における遺伝的障害の原因とな
る、例えば点突然変異のような、ヌクレオチド配列の変
化の検出;(2)動物(特にヒト)における新生物形成
疾患の原因となる、例えば欠失のような、ヌクレオチド
配列の変化の検出;(3)植物、特に動物(特にヒト)
における疾患または障害の素因の原因となるヌクレオチ
ド配列の変化の検出;および(4)例えば植物における
花の色、作物の収量、または除草剤耐性等の好ましい特
性のような特異的特性の原因となるヌクレオチド配列の
変化の検出に用いることができる。
【0012】本発明の少なくとも一部は、標的核酸フラ
グメント/ベクトレット単位の標的核酸フラグメント/
ベクトレット部分がその二重鎖相補形またはその一重鎖
形において蛋白質によって結合される核酸配列を含むと
いう発見に基づくものである。 従って、本発明の1態
様によると、標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
の少なくとも一部の増幅方法であって、前記部分が
(1)未知配列、(2)第1プライマーとのハイブリッ
ド形成のための既知ヌクレオチド配列の第1プライミン
グ領域および(3)その少なくとも一つの鎖がその二重
鎖相補形またはその一重鎖形において蛋白質によって結
合されうる核酸配列を有するベクトレット部分から成
り、第1プライミング領域のエクステンション生成物が
第1プライミング領域に対して実質的に相補的であるよ
うに選択された第1プライマーがハイブリッド化する第
1プライミング領域を有する一重鎖標的核酸/ベクトレ
ット単位に相補的に合成されるが、このようなエクステ
ンション生成物がこのような第1プライミング領域を有
さない一重鎖標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
に相補的に合成されないように、標的核酸フラグメント
/ベクトレット単位をハイブリッド形成条件において適
当なヌクレオシド トリホスフェートおよびヌクレオシ
ド トリホスフェートの重合剤によって同時にまたは連
続的に処理することから成る方法を提供する。
【0013】標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
は例えば標的核酸を開裂して標的核酸フラグメントを
得、前記フラグメントの一つが第1プライミング領域を
含むようにし、標的核酸フラグメントとベクトレットと
の結合によって前記ベクトレット単位を製造することに
よって得られる、この場合ベクトレットは少なくとも一
つの鎖がその二重鎖相補形または一重鎖形において蛋白
質によって結合されうる核酸配列を有するような部分を
少なくとも一つ含む。望ましい場合には、ベクトレット
は第2プライマーとのハイブリッド形成のための既知配
列のプライミング領域を含むこともできる。
【0014】蛋白質によって結合されうる核酸配列が、
その二重鎖相補形において蛋白質によって結合されうる
かまたはその一重鎖形において蛋白質によって結合され
うるかのいずれかであり、蛋白質がこのような両方の形
の前記核酸配列と結合できないことによって定義される
ことは理解されよう。核酸配列はそれが二重鎖相補形で
あるときにのみ蛋白質によって結合されうるような核酸
配列であることが好ましい。
【0015】上述したように、標的核酸フラグメント/
ベクトレット単位のベクトレット部分はその二重鎖相補
形または一重鎖形のいずれかにおいて蛋白質によって結
合されうる核酸配列を含む。二重鎖形のこのような配列
は、例えば二次反応を刺激しうるcAMP結合蛋白質部
位、組換え蛋白質結合部位、制限酵素結合部位および特
異的な環境シグナルによって活性化される調節蛋白質の
結合部位ならびに一重鎖末端または二重鎖末端を識別し
うる一重鎖特異的結合蛋白質部位を含み、また特に隣接
配列のインビトロ転写/複写を指示しうるプロモーター
をも含む。核酸蛋白質結合配列の特定の例は、RNAポ
リメラーゼを結合しうる核酸、例えばSP6またはT7
RNAポリメラーゼを結合しうる核酸配列である。こ
のようなポリメラーゼの使用は、例えば、ハイブリッド
化プローブとしてまたは転写マップ形成に用いられるヌ
クレオチド配列決定鋳型として用いられるRNA転写体
の製造を可能にする。前記で定義した化学的遺伝学方法
が核酸配列の好ましいソースからの重複核酸フラグメン
トの規則的な系列の形成を可能にすることは明らかであ
ろう。この方法は、この方法の次の「段階」に用いるた
めの他のプライマーを製造するために、得られた増幅生
成物の配列を決定することによって実施される。このよ
うにして、この方法の操作者は増幅生成物の形成、配列
決定および次の段階の新しい段階に用いるための新しい
ポリマーの製造の工程をくり返すことによって、核酸配
列に沿って段階的に進むことができる。しかし、この方
法は大きな核酸フラグメント(例えば2Kbより大き
い)を形成することができ、このような場合には、次の
段階のプライマーを製造するために十分な末端配列のみ
を決定することが好ましい。これに関して、本発明は標
的核酸フラグメント/ベクトレット単位を標的核酸フラ
グメント部分の未知配列領域において開裂して、開裂さ
れた標的核酸部分にベクトレットを連結して、各端部に
ベクトレット部分を有するベクトレット単位を形成する
ことによって、上記問題が軽減されるという発見にも基
づくものである。
【0016】従って、本発明の他の態様によると各端部
にベクレット部分を有する標的核酸フラグメント/ベク
レット単位の製造方法であって、前記ベクレット単位の
標的核酸フラグメント部分の未知配列領域において標的
核酸フラグメント/ベクトレット単位を開裂して、得ら
れた開裂標的核酸部分にベクトレットを連結して、前記
単位の各端部にベクレット部分を有するベクレット単位
を形成する方法を提供する。
【0017】開裂標的核酸部分に連結するためのベクレ
ットはその二重鎖相補形またはその一重鎖形において蛋
白質によって結合される核酸配列を含むことが好まし
い。このような核酸配列の例は前述した通りである。
【0018】従って、単位の各端部にベクレット部分を
有する標的核酸フラグメント/ベクトレット単位は例え
ばアール.ケイ.サイキ(R.K.Saiki)等のサ
イエンス239,487−491(1981)および米
国特許第4,683,195号および第4,683,2
02号に述べられているポリメラーゼ連鎖反応(PC
R)方法またはPCT特許公報第WO87/06270
号[またはバイオテクノロジー(Biotechnol
ogy)6巻,1988年10月]、PCT特許公報第
WO88/10315号またはPCT特許公報第WO8
9/01050号に述べられている増幅方法によって、
下記に述べるような好ましいやり方で増幅される。
【0019】PCRによる増幅が不要であることは理解
されるであろう。従って、例えば二重鎖プロモーター配
列、例えば二重鎖RNAポリメラーゼ プロモーター配
列はベクトレット プライマーの不存在下で第1プライ
マーのプライマー エクステンションによって形成さ
れ、標的配列の次の増幅は転写配列、例えばRNA転写
体の反復形成によって行われる。
【0020】このように、本発明の他の実施態様ではベ
クトレット単位の少なくとも一部の増幅を(a)1)未
知配列と2)プロモーター配列とを含む核酸配列の第1
プライミング領域にハイブリッド化する第1プライマー
のプライマー エクステンションと、その後の(b)前
記プロモーター配列の制御下での核酸配列の反復形成と
によって行う。標的核酸フラグメント/ベクトレット単
位のベクトレット部分が、制限酵素によって結合されう
る少なくとも一つの核酸配列を含むことが便利である。
核酸配列は便利には二重鎖であり、相補的鎖が第1プラ
イマーのエクステンションによって形成されることが好
ましい。例えば1,2,3,4,5または6、特に2,
3または例えば3のような、便利な数のこのような核酸
配列がベクトレット部分に含まれる。核酸配列は特定制
限酵素の認識配列である。個々の制限エンドヌクレアー
ゼの例には、ヌクレイック アシドス リサーチ、シー
ケンス増刊、16巻、1988、r271−r313頁
および「分子生物学における最新プロトコール(Cur
rent Protocols in Molecul
ar Biology)」1987−1988、アウス
ベル エフ.エム.(Ausubel F.M.)、ブ
レント アール.(Brent R.)、キングストン
アール.エー.(Kingston R.E.)、ム
ーア デイ.デイ.(Moor D.D.)、スミス
ジェイ.エイ.(Smith J.A.)、セイドマン
ジェイ.ジー.(Seidoman J.G.)およ
びストルール ケイ.(Struhl K.)編集、ウ
イリー インターサイエンス(Wiley Inter
science)、セクション3、表3.1−1に述べ
られているものがある。ベクトレット部分における少な
くとも一つの制限部位の存在は開裂後に、核酸フラグメ
ント/ベクレット単位をクローニング/サブクローニン
グ、配列決定または表現のために適したベクトルに挿入
するために特に有用である既知配列の末端を提供する。
例えば、クロンテック ライブラリー(Clontec
hLaboratories),4030ファビアン
ウエイ、パロ アルト、カリフォルニア94303、米
国またはプロメガ(Promega),2800ウッド
ス ホロウ ロード、マジソン、ウイスコンシン537
11−5399、米国のカタログから選択されるよう
な、便利なベクトルを用いることができる。便利なベク
トルにはプラスミドと例えばM13のようなバクテリオ
ファージ ベクトルがある。開裂後に核酸フラグメント
/ベクトレット単位が異なる末端を有する場合には、こ
れの配向は容易に決定されるので、これはベクトルに挿
入するために特に便利である。この代わりに、開裂後に
核酸フラグメント/ベクトレットを下記に説明するよう
な好ましい機能を有する他の核酸配列に接合または結合
させることができる。同じまたは異なる機能の蛋白質に
結合するための核酸配列の如何なる組み合わせも核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位のベクトレット部分に含
めることができることは理解されよう。従って、例えば
ベクトレット単位は制限酵素による認識のための部位
と、例えばプロモーターのような他の蛋白質による認識
のための部位とを含みうる。
【0021】ベクトレット単位はその二重鎖相補形また
はその一重鎖形において蛋白質によって結合される核酸
配列を含む増幅生成物の合成が第1プライマーのエクス
テンション生成物の初期合成に依存するようなものであ
ることが好ましい。従って、例えば2ベクトレット部分
(ベクトレット単位の各端部に1ベクトレット部分)を
有する標的核酸フラグメント/ベクレット単位を用いる
ことが望ましい場合には、ベクトレット部分の少なくと
も一つは増幅生成物の合成が前記ベクトレット部分の他
方のにハイブリッド化しうるプライマーのエクステンシ
ョン生成物の初期合成に依存するようなものである。従
って、標的核酸フラグメント/ベクレット単位の少なく
とも一つのベクトレット部分が第1鎖と第2鎖とを有
し、第1鎖が末端重合阻止部分を有し、第2鎖がその二
重鎖相補形またはその一重鎖形において蛋白質によって
結合される核酸配列を含む一重鎖部分を有し、第2鎖が
第1プライマーとハイブリッド化する第1プライミング
領域を含む標的核酸フラグメントの鎖に結合し、末端重
合阻止部分がハイブリッド形成条件下、適当なヌクレオ
シド トリホスフェートとヌクレオシド トリホスフェ
ートの重合剤との存在下において、第2鎖の一重鎖部分
への補体を形成する第1鎖のエクステンションを阻止す
るために有効である。従って、第2プライマーは標的核
酸フラグメント/ベクレット単位にハイブリッド化でき
ないが、第1プライマーのエクステンション生成物にハ
イブリッド化できるように設計される。従って、第1プ
ライマーのエクステンション生成物の形成まで第2プラ
イマーのエクステンション生成物は得られず、第1プラ
イマーのエクステンション生成物の形成後に得られたエ
クステンション生成物は通常第2プライマーの一重鎖部
分の既知ヌクレオチド配列に相補的な部分を含む。この
有利な実施態様は下記の図1において説明する。
【0022】重合阻止部分は例えば大腸菌DNAポリメ
ラーゼIのクレノウ フラグメント、T7DNAポリメ
ラーゼまたはTaq DNAポリメラーゼ 等のDNA
ポリメラーゼのようなヌクレオシド トリホスフェート
の重合剤の存在下で鋳型ヌクレオシド配列の補体を形成
するプライマーからのヌクレオチド配列の重合を阻止す
るために有効である。重合阻止部分は例えばジデオキシ
ヌクレオシドまたは3’−デオキシヌクレオシドのよう
な適当な修飾ヌクレオシド、例えばコルジセピン、3’
−アミノまたは3’−チオ官能基等のこのために公知の
便利な基である。重合阻止部分は我々の英国特許出願第
8920097.6号に詳述されているものによっても
例示される。
【0023】本発明の他の特に好ましい実施態様では、
標的核酸フラグメント/ベクトレット単位の少なくとも
一つのベクトレット部分が第1鎖と第2鎖とを有する二
重鎖部分を含み、ベクトレット部分の第2鎖は第1プラ
イミング部分を含む標的核酸フラグメントのこの鎖に連
結され、第1鎖、第2鎖および第2プライマーのヌクレ
オチド配列は第2プライマーが第2鎖の補体にハイブリ
ッド化しうるが、同じハイブリッド形成条件下で第1鎖
にハイブリッド化しないように選択される。この実施態
様では重合阻止部分の存在が不要であることが理解され
よう。さらに、この場合に、第2プライマーの配列がベ
クトレットの第2鎖の少なくとも一部の配列と実質的に
同じであることがさらに理解されよう。本発明のこの特
に好ましい実施態様は下記で図2に関連してさらに説明
する。この特に好ましい実施態様では、ベクトレットは
その二重鎖相補形に少なくとも一つの非相補性領域を含
む。この非相補性領域は便利には相補的配列の2領域の
間に配置される。本発明の方法のこの実施態様では、そ
の二重鎖相補形またはその一重鎖形のいずれかにおいて
蛋白質によって結合されうる核酸配列がベクトレットの
非相補的領域の少なくとも一つの鎖に存在する。ベクト
レットの非相補的領域の各鎖は任意に、異なる核酸配列
を含むことができ、各配列はその二重鎖相補形またはそ
の一重鎖形のいずれかにおいて蛋白質(通常は異なる蛋
白質)によって結合されうる。
【0024】標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
のベクトレット部分が制限酵素によって結合されうる少
なくとも一つの核酸配列を含む場合には、ベクトレット
の一つの鎖は例えば3個までの、便利には3個までの制
限エンドヌクレアーゼの認識配列を含みうる。制限エン
ドヌクレアーゼは核酸配列が第1プライマーのエクステ
ンションによって二重鎖にされた場合にのみ核酸配列を
認識するように選択することが好ましい。次に開裂核酸
フラグメント/ベクトレット単位が既述したようにサブ
クローン化される。
【0025】本発明の他の好ましい実施態様は同一第1
プライマーと共に用いるための複数の異なる官能性ベク
トレットライブラリーの製造を含む、各ベクトレットラ
イブラリーは標的核酸の異なる開裂部位における開裂お
よび標的核酸フラグメントからの前記官能性ベクトレッ
トライブラリーを形成するような結合による標的核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位の形成によって製造さ
れ、各官能性ベクトレットライブラリーをハイブリッド
形成条件下で適当なエンドヌクレオシド トリホスフェ
ートとエンドヌクレオシド トリホスフェートの重合剤
とによって別々にまたは同時に処理することによって同
一開始プライマーの使用に基づく、複数の第1プライマ
ー エクステンション生成物が得られる。このようなエ
クステンション生成物のサイズは第1プライマーから最
も近い、特定開裂手段(例えば、特定ライブラリー構成
に用いる制限酵素)のための3’部位までの距離によっ
て測定される。
【0026】望ましい場合には、1種類以上の前記第1
プライマー エクステンション生成物を単離および/ま
たは配列決定することができる、またはエクステンショ
ン生成物の少なくとも一部を前記のように配列決定する
ことができる。従って、例えばこの実施態様は目的の、
通常は最も長い、第1プライマー領域を含む標的核酸フ
ラグメントの同定に用いることができるので、本発明の
方法をさらに用いるための新しい出発点を形成するため
に、3’末端を前述のように便利に配列決定することが
できる。上記の最も長い標的核酸フラグメントの3’末
端の配列は他の区切りのベクトレットライブラリー多重
第1プライマー エクステンション生成物形成、最も長
い標的核酸フラグメントの同定および配列決定のための
新しい標的核酸フラグメントの第1プライミング領域に
成る。標的核酸フラグメントの3’末端において本発明
の方法を用いて得られる新しい配列データに基づく新し
い第1プライミング領域を選択する場合には、このよう
な新しい配列データを既知核酸配列の公的に利用可能な
データベース コンパイル(例えば、ゲンバンク EM
BL)とルーチンに比較して、提案される新しい第1プ
ライミング領域が例えば問題のゲノムDNAにおいて他
の公知の核酸配列と偶然にも密接に一致することがない
ことを保証することができる。このことは、特定の標的
核酸配列の3’末端が例えばAlu配列のような反復要
素をたまたま含む場合に明らかに非常に起こりやすい。
このような場合には、生成するエクステンション生成物
の少なくとも一つが他の第1プライミング領域の選択の
ための非反復/唯一の3’末端を有することを保証する
ために、一定第1プライマーを含む複数のベクトレット
ライブラリーに対して本発明の方法を実施することが
有利である。
【0027】今までに未知の第1プライミング領域から
他のプライミング領域までの標的核酸に沿った段階的進
行を標的核酸フラグメント/ベクトレット単位(前記で
定義した「ベクトレット ライブラリー」)の調製に用
いたものと同じ制限エンドヌクレアーゼによる完成のた
めに別々に開裂し、アガロースゲル電気泳動およびサザ
ン ブロッチングを実施した前記標的核酸のサンプルを
用いて便利にモニターすることができる。開始第1プラ
イマーによってこのように得られたフィルターのプロー
ビング(Probing)は標的核酸内のこの開始第1
プライミング領域を囲む様々な制限酵素認識部位と一致
するバンドのパターンを明らかにする。複数のベクトレ
ット ライブラリーとこの開始第1プライマーとによる
本発明の方法の使用は、各の3’末端が問題のベクトレ
ット ライブラリーの形成に用いられる制限酵素の最も
近い認識部位の第1プライミング領域に対する位置によ
って定義される、一連のエクステンション生成物を形成
する。このようにして、開始第1プライマーの3’側ま
での制限部位のマップが効果的に得られる。次に、今ま
でに未知の配列の第2の新しい第1プライミング領域を
選択すると、開始第1プライミング領域への結合は第2
の新しい第1プライマーによる上記サザンブロット フ
ィルターによる再プロービングによって確認される。得
られたバンドのパターンは第1プライミング領域と第2
の第1プライミング領域との間に問題の制限酵素の認識
部位が存在しない場合に開始第1プライマーによって得
られたものと同じである。対応ベクトレット ライブラ
リーにおける小エクステンション生成物の出現によって
判断されるように問題の制限酵素の認識部位が第1プラ
イミング領域間に生ずるような場合には、第2の第1プ
ライマーによるサザンブロット フィルターの再プロー
ビング時に異なるサイズのフラグメントが通常観察され
る。この方法を繰り返すことによって、一つの開始プラ
イミング領域から他のプライミング領域への標的核酸に
沿った段階的進行の一貫性、正確性および信頼性が維持
され、保証される。
【0028】複数の第1プライマー エクステンション
生成物の全ての3’末端の配列ガそれ自体公知の方法に
よって配列決定用の同じベクトレット プライマーまた
はネステッド ベクトレット プライマーを用いて容易
に得られることは理解されるであろう。このようにし
て、標的DNA核酸の未知セグメントの全配列が容易
な、系統的な方法で、例えばM13「ショットガン」ク
ローニングを用いるよりも非常に便利に決定される。こ
れは、第1プライマー エクステンション生成物がサイ
ズによって順序づけられるので、オリジナルの標的核酸
中のそれらの配列の順序が明らかに成るからである。各
第1プライマーのエクステンション生成物は第1プライ
マーによって決定される5’末端とその特定ベクトレッ
ト ライブラリーの合成に用いられる特定開裂手段(例
えば、制限酵素)のための最も近い3’部位によって決
定される3’末端とを共有する。従って、本発明の好ま
しい実施態様では、得られた第1プライマー エクステ
ンション生成物のいずれかまたは全てを少なくとも一定
第1プライマーから遠位の端部において配列決定して、
他の第1プライマーの配列を決定することによって、他
の第1プライマーのプライマー エクステンションに基
づく他の第1プライマー エクステンション生成物を得
る。
【0029】本発明の他の好ましい実施態様では、第1
プライマー エクステンション生成物またはその一部を
配列決定することによって、前記エクステンション生成
物またはその一部を特性化する。
【0030】本発明の他の態様では、未知配列の核酸フ
ラグメントのプライマー エクステンションによる増幅
用のキットであって、次の要素:標的核酸フラグメント
への連結用または標的核酸フラグメント/ベクトレット
単位への連結用のベクトレット、前記フラグメントまた
はベクトレット単位は使用時に単一末端ベクトレットを
有するかまたは標的核酸フラグメントの各末端にベクト
レットを有する標的フラグメント/ベクトレット単位を
形成する標的核酸開裂手段によって得られたものであ
り、前記ベクトレットはその少なくとも一つの鎖がその
二重鎖相補形または一重鎖形において蛋白質によって結
合され得る核酸配列を有するようなベクトレットであ
る;書かれたまたは印刷されたキットの使用説明書を含
むキットを提供する。このキットは下記に挙げるものか
ら選択される一つ以上の要素をさらに含むことが有利で
ある:本発明のキットはさらに、ベクトレット中に存在
する核酸配列と結合しうる適当な蛋白質を含むことが好
ましい。従って、例えば核酸配列がRNAポリメラーゼ
によって結合される場合には、キットは付加的にRNA
ポリメラーゼ、例えばSP6またはT7 RNAポリメ
ラーゼを含む。
【0031】(1)標的核酸フラグメントを得るためま
たは標的核酸フラグメント/ベクトレッ ト単位を
得るために特定部位において標的核酸を開裂する手段; (2)4種類のヌクレオシド トリホスフェート;およ
び (3)(2)のヌクレオシド トリホスフェートの重合
剤。
【0032】ベクトレットが標的核酸フラグメントまた
は標的核酸フラグメント/ベクトレット単位(単一末端
ベクトレット単位)への連結に適したものであるなら
ば、標的核酸フラグメントを得るためまたは標的核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位を得るために特定部位に
おいて標的核酸を開裂する手段がベクトレットの末端を
製造するための手段と必ずしも同じである必要がないこ
とは理解されよう。
【0033】キットは付加的に適当な第1プライマーお
よび/またはベクトレット プライマーを含み、このよ
うなプライマーは化学的遺伝学方法(前述)に関して述
べたようなハイブリッド形成用プライマーおよび/また
はその二重鎖相補形またはその一重鎖形において蛋白質
によって結合される核酸配列へのハイブリッド化用プラ
イマーを含む。
【0034】下記で定義するような標的核酸フラグメン
ト/ベクトレット単位のベクトレット部分にベクトレッ
ト プライミング領域が存在してもまたは存在しなくて
もよい。従って、本発明のキットのベクトレット(2)
はそれ自体ベクトレット プライミング領域を含まない
ことがある。従って、このような単位は例えば以下に述
べるような第1プライマーのプライマー エクステエン
ションの結果としてのみ生ずるベクトレット プライミ
ング領域を含む。さらに、標的核酸フラグメント/ベク
トレット単位がベクトレット プライミング部分を含ま
ないことが好ましい、増幅は例えば、ヌクレオシド ト
リホスフェートの重合剤、例えばDNAポリメラーゼま
たはRNAポリメラーゼ(例えば、SP6またはT7
RNAポリメラーゼ)によって結合されうるベクトレッ
ト中の核酸配列を用いて行われる。以下で定義する「標
的核酸フラグメント/ベクトレット単位」(「ベクトレ
ット単位」とも呼ぶ)なるこの明細書を通しての表現は
このように理解すべきである。 キットは任意に、標的
核酸フラグメント/ベクトレット単位のベクトレット
プライミング領域に実質的に相補的なヌクレオチド配列
を有するベクレットプライマーを含むことができる。本
発明のキット中にこのようなベクトレットプライマーが
存在することは、標的核酸フラグメント/ベクトレット
単位の増幅のPCR方法(以下で定義)による実施を、
これが望ましい場合には可能にする。 このキットは、
例えば必要な場合にはまたは望ましい場合には第2増幅
反応のためにおよび/または、ユー.ビー.ギレンスタ
イン(U.B.Gyllenstein)およびエッ
チ.エールリッヒ(H.Ehrlich)によってプロ
ク.ナトル.アカド.サイ.USA85、7652−7
656(1988)に述べられているように、増幅生成
物の直接配列決定のために用いられる、一連の「ネステ
ッド」ベクトレット プライマーをも含みうる。このよ
うなベクトレット プライマーの全てが第1プライマー
のみを用いる線状増幅によって得られるフラグメントの
遠位端部のための直接配列決定用プライマーとして有用
であることは理解されよう。
【0035】調べるべき標的核酸は通常キットの使用者
にとって特別であるので、第1プライマーは通常はキッ
ト中に存在しないが、キットの使用者によって製造され
る。しかし、本発明のキットは任意にさらに、第1プラ
イマーと望ましい場合には、ネステッド第1プライマー
とを含みうる。 本発明のキットは本発明の方法を実施
するための緩衝剤を含むことも有利であり、キットの特
徴は例えば、反応混合物のカリウム、マグネシウムおよ
びヌクレオシド トリホスフェート濃度を変えるための
緩衝剤の存在である。これらの後者の緩衝剤は本発明の
方法の次のサイクルのための最適条件を決定するために
望ましい。
【0036】キットが標的核酸または標的核酸フラグメ
ント/ベクトレットをそれぞれ特定の単位部位において
開裂するための手段を二つ以上(複数)含むことが望ま
しい。複数のこのような手段が存在する場合に、キット
は得られる各セットの標的核酸フラグメントまたは標的
核酸フラグメント/ベクトレット単位(それぞれ単一ベ
クトレット部分を含む)に関して標的核酸フラグメント
/ベクトレット単位の形成を可能にするために、存在す
るこのような各手段に対して異なるベクトレットを通常
含む。本発明はこの用途に限定されないが、複数の異な
るベクトレットがベクトレット プライマーに相補的な
配列を共有することが有利である。このような場合に、
複数の標的核酸開裂部位から単一ベクトレット プライ
マーが増幅される。
【0037】従って、好ましい実施態様では、本発明の
キットは付加的に次の要素:第1プライマー、ネステッ
ド ベクトレット プライマー、ネステッド第1プライ
マー、配列決定用プライマー、本発明の方法を実施する
ための緩衝剤ならびに、マグネシウム、カリウムおよび
ヌクレオシド トリホスフェート濃度を変えるための緩
衝剤から選択される一つ以上の要素を含みうる。
【0038】本発明の他の態様によると、未知配列の核
酸フラグメントのプライマー エクステンションによる
増幅用のベクトレット ライブラリー キットを提供す
る、このキットは次の要素を含む: (1)動物、植物または微生物の種の固体要素のヌクレ
オシド配列から得られ、1個または2個の末端ベクトレ
ット部分を含み、前記部分の少なくとも一つがその二重
鎖相補形またはその一重鎖形において蛋白質によって結
合され得る核酸配列を含む少なくとも一つの鎖を有する
標的核酸フラグメント/ベクトレット単位セットをそれ
ぞれ含む少なくとも一つのベクトレット ライブラリ
ー;および (2)標的核酸フラグメント/ベクトレット単位の第1
プライミング領域にハイブリッド化する第1プライマー
(複数の場合も)。
【0039】ベクトレット ライブラリー キットは複
数のベクトレット ライブラリーを含むことが好まし
い。
【0040】ベクトレット ライブラリー キットは本
発明の既述したキットに比べて付加的に上記特徴の一つ
以上を含む。
【0041】標的核酸フラグメント/ベクトレット単位
は例えば、望ましい種から直接または、プラスミド、フ
ァージ、コスミドまたは酵母人工染色体(YAC)ベク
ターにおける初期クローニング後にこのような種から間
接的に製造される。用いる動物、植物または微生物の種
は好ましくはヒトであるが、他の動物、植物または例え
ば細菌、ウイルス、酵母または寄生体のような微生物の
いずれでもよい。ヌクレオチド配列は好ましくはゲノム
DNAからであるが、特定の染色体またはクローンから
でもよい。
【0042】用いるベクトレット単位は単一開裂方法に
基づくものである、および/または多重開裂方法に基づ
く複数のベクトレット単位であり、これらは一緒にまた
は別々にベクトレット ライブラリーまたは複数のベク
トレット ライブラリー(以下で定義)を構成し得る。
【0043】用いる標的核酸フラグメントは幾つかの異
なるソースに基づくものでもよい。従って、例えば標的
核酸フラグメントは動物、植物または微生物の種の単一
固体から、例えばそれらの種に典型的な固体から得られ
る。標的核酸フラグメントはまた特定遺伝座、例えばの
う性線維症または他の遺伝疾患を生ずる座に対してヘテ
ロ接合体であると知られている単一固体からも得られ
る。 標的核酸フラグメントはまた特定遺伝座、例えば
のう性線維症または他の遺伝疾患を生ずる座に対してホ
モ接合体であると知られている単一固体からも得られ
る。 標的核酸フラグメントはまた特定遺伝座、例えば
のう性線維症または他の遺伝疾患を生ずる座に対して正
常ホモ接合体であると知られている単一固体からも得ら
れる。標的核酸フラグメントは共有表現型を有する固体
群(単一固体に対して)からも得られる。表現型を共有
する群の各要素からの核酸または組織は任意にプールす
ることができる。各固体群は少なくとも2、好ましくは
1000未満、 例えば50−500の要素から成る。
ベクトレット単位は標的核酸フラグメントから製造さ
れ、プールされるかまたは別々に用いられてベクトレッ
ト ライブラリーを形成する。共有表現型は任意に疾患
または疾患素因、遺伝疾患の真正キャリッジまたは、疾
患もしくは疾患素因の徴候を示さない正常状態である。
【0044】本発明の方法を用いて得られたヌクレオチ
ド配列の比較は、例えば一定疾患または疾患素因によっ
て「関係」する集団における一般的な遺伝的変異型を検
出する。これがRFLPテクノロジーを用いて今までに
試みられた以上に詳細な分析の範囲を広げるものである
ことは理解されよう。
【0045】本発明のベクトレット ライブラリー キ
ットは付加的にベクトレット プライマーを含み、有利
にはネステッド第1プライマー、ネステッド ベクトレ
ットプライマーおよび配列決定用プライマーから選択さ
れた一つ以上を含む。ベクトレット ライブラリー キ
ットはまた便利には4種類のヌクレオシド トリホスフ
ェートの各々およびヌクレオシド トリホスフェートの
重合剤をも含む。望ましい場合には、ベクトレット ラ
イブラリー キットはさらに本発明を実施するための緩
衝剤および/またはマグネシウム、カリウムおよびヌク
レオシド トリホスフェート濃度を変えるための緩衝剤
を含む。これらの後者の緩衝剤は本発明の方法の次のサ
イクルのための最適条件を決定するために望ましい。
【0046】本発明はi)短い増幅生成物、例えばPC
R生成物の直接DNA配列決定によるまたはRNA転写
体からの化学的遺伝学方法によるヌクレオチド配列決定
の実施、ii)例えばハイブリッド化プローブとしてのよ
うな様々な用途のためのRNA転写体の形成、iii)ラ
イブラリー構成と化学的遺伝学「段階」とのための化学
的遺伝学方法のベクトレットの代替物提供、iv)RNA
転写体を介した、PCRによる以外の配列増幅、v)増
幅生成物からの末端ベクトレット領域のサブクローニン
グおよびvi)PCR生成物からのフラグメントのサブク
ローニングを可能にする。
【0047】本明細書の読者を助けるために、ここで用
いる用語の解釈を以下に述べる。
【0048】「標的核酸」なる用語はヌクレオチド配
列、一般にゲノムDNA、例えば植物または動物のゲノ
ムDNA、例えばヒトDNAまたは細菌DNAを意味す
る。本発明の方法に用いるためのこのような「標的核
酸」は、通常既知配列の部分(一般に小さい部分)と未
知配列の一般に非常に大きい部分とを含む。
【0049】ここで用いる「標的核酸フラグメント」な
る用語は標的核酸の開裂(以下で定義)によって得られ
る標的核酸のフラグメントを意味する。従って、「標的
核酸フラグメント」なる用語は制限エンドヌクレアーゼ
の使用によって得られるようなフラグメントに限定され
ない。さらに、このようなフラグメントは例えば既知配
列の部分と未知配列の一般に非常に大きい部分とを含
む、またはフラグメントは未知配列である。フラグメン
トが未知配列である場合には、標的核酸フラグメント/
ベクトレット単位の開裂と形成とを以下に述べるように
実施する。このような場合には、非常に大きいゲノム
フラグメントから「ランダム」第1プライマーによる線
状増幅によってまたはランダム第1プライマー プラス
ベクトレット プライマーによる増幅によってランダ
ムDNAプローブが形成される。特異的増幅がランダム
にフラグメントを形成し、これを精製して、セル(Ce
ll)51、319−337(1987)エッチ.ドニ
スーケレー(H.Donis−Keller)等におけ
るように遺伝マップ形成に用いることができる。
【0050】ここで用いる「増幅」なる用語は、ヌクレ
オチド配列および/またはその相補的配列の非生物学的
手段による複製を意味し、標的核酸フラグメント/ベク
トレット単位の第1プライミング領域にハイブリッド化
する第1プライマーのみの使用による増幅、ハイブリッ
ド形成条件下、適当なヌクレオシド トリホスフェート
とヌクレオシド トリホスフェートの重合剤との存在下
における、変性を伴うプライマー エクステンションを
含み、プライミング、プライマー エクステンションお
よび変性のこのプロセスは目的の増幅レベルに達するま
で任意の回数繰り返される。「増幅」なる用語はまた、
第1プライマーと以下で定義するようなベクトレット
プライマーとを用いる、例えばアール.ケイ.サイキ等
のサイエンス、239、487−491(1987)お
よび米国特許第4,683,195号と第4,683,
202号に述べられているようなポリメラーゼ連鎖反応
(PCR)方法による複製を含む、ここで用いるポリメ
ラーゼ連鎖反応方法またはPCR方法はこれらの参考文
献に述べられているような方法を意味する。
【0051】ここで用いる「非生物学的」なる用語は細
菌コロニーの直接クローニングおよび伸長による増幅の
みを排除する。それ故、ここで用いる増幅なる用語が例
えばPCT特許公報第WO87/06270号(または
バイオテクノロジー 6巻、1988年10月号)、P
CT特許公報第WO88/10315号またはPCT特
許公報第WO89/01050号に述べられているよう
な増幅方法を含む。
【0052】ここで用いる「開裂」なる用語は、核酸フ
ラグメント/ベクトレット単位のいずれかの部分におけ
る特定部位での核酸の開裂を意味する。このような開裂
は制限エンドヌクレアーゼを用いて行うのが便利であ
る。
【0053】核酸フラグメントに関して、これは既知認
識配列と開裂パターン、すなわち特定部位におけるDN
A開裂の特徴とを有する6bpカッターであることが好
ましい。これに関して、一定標的核酸におけるこれらの
「特定部位」の位置は標的核酸における他の既知要素の
位置に対して通常知られていないが、特定部位の配列は
それらの開裂パターンと同様に知られている。従って、
得られた制限フラグメントの末端配列は判明する。従っ
て、例えば制限エンドヌクレアーゼEcoRIは次の配
列:
【0054】
【化1】
【0055】を認識し、このような配列を図示するよう
に開裂して、図示する結合性端部を有する制限フラグメ
ントを生ずる。結合性端部の配列は既知であるので、以
下で「標的核酸フラグメント/ベクトレット単位」なる
表現に関して述べるように、この知識に基づいて標的核
酸フラグメント/ベクトレット単位を製造することがで
きる。
【0056】制限エンドヌクレアーゼ以外にも、特定部
位において標的核酸を開裂する手段を用いることができ
るが、制限エンドヌクレアーゼの使用が好ましい。便利
な制限エンドヌクレアーゼを用いることができる。
【0057】個々の制限エンドヌクレアーゼの例にはヌ
クレイック アシドス リサーチ、シーケンス増刊号、
16巻、1988、r271−r313頁および「分子
生物学における最新プロトコール」アウスベル エフ.
エム.,ブレント アール.、キングストン アール.
イー.,ムーア デイ.デイ.,スミス ジェイ.エ
イ.,セイドマン ジェイ.ジー.およびストルール
ケイ.,編集、ウイリーインターサイエンス、セクショ
ン3、表3.1−1に詳述されているものがある。例え
ば、EcoRI,HindIIIおよびXbaIのような結
合性端部を有するフラグメントを製造し得る制限エンド
ヌクレアーゼは5’または3’突出部(overhan
g)を有する。3’または5’突出結合性端部を有する
フラグメントを製造し得る制限エンドヌクレアーゼの使
用によると同様に、核酸フラグメント/ベクトレット単
位の製造が適当なブラントエンド(blunt end
ed)ベクトレット(以下で定義)と共にブラントエン
ド フラグメントを製造し得る制限エンドヌクレアーゼ
を用いても可能であることも理解されよう。標準制限エ
ンドヌクレアーゼ消化による以外の(a)特定部位にお
ける標的核酸の開裂手段は技術上公知であり、例えばア
ダプター−プライマーとクラスーIIS制限酵素の使用
[エス.シー.キム(S.C.Kim)等、サイエンス
240 504−506(1988);ダブリュ.シ
バルスキー(W.Szybalski),ジーン(Ge
ne),40,169(1985);エイ.ジェイ.ポ
ダジェスカ(A.J.Podhajska)とダブリ
ュ.シバルスキー、ジーン、40175(1983)]
ならびに様々な化学的アプローチ[ビー.エル.イバー
ソン(B.L.Iverson)とピー.ビー.ダーバ
ン(P.B.Derban),ジェイ.アム.ケム.ソ
ク.(J.Am.Chem.Soc.)109、124
1−1243(1987);ジー.ビー.ドレイヤー
(G.B.Dreyer)とピー.ビー.ダーバン、プ
ロク.ナトル.アカド.サイ.USA,82968(1
985);ブイ.ブイ.ブラッソフ(V.V.Blas
sov)等、ヌクレイック アシドス リサーチ、
、4065(1986);エッチ.イー.モサー
(H.E.Moser)とピー.ビー.ダーバン、サイ
エンス、238、645(1987);デイ.アール.
コレイ(D.R.Corey)とピー.ジー.シュルツ
(P.G.Schultz),サイエンス、238、1
401(1987);ジェイ.ピー.スルカ(J.P.
Sluka)等、サイエンス、238、1129(19
87)]を含む。
【0058】さらに5’突出結合性端部のDNAポリメ
ラーゼ仲介充てん/修復によってまたはSlヌクレアー
ゼ仲介一重鎖消化を用いる3’および/または5’突出
部の除去によって、標的核酸フラグメントを、これらが
制限酵素消化によって形成されたものかまたは他の、例
えば化学的、手段によって形成されたものかに関係な
く、ブランドエンドにすることができる。このようなブ
ランドエンド フラグメントを、適当なブランドエンド
ベクトレットによっての付着によって、標的核酸フラ
グメント/ベクトレット単位に再び転化することができ
る。
【0059】ここで用いる「第1プライミング領域」な
る表現は、開裂した、例えば制限酵素、消化された標的
核酸フラグメントの、既知ヌクレオチド配列を有し、使
用時に第1プライマーおよび任意にネステッド第1プラ
イマー(以下で定義)、例えば重複ネステッド第1プラ
イマーがハイブリッド化するような部分を意味する。従
って、例えば本発明の方法は存在する標的核酸フラグメ
ントの一つのみが、第1プライミング領域が開始プライ
ミング領域に一致する化学的遺伝学方法(前記で定義)
におけるように、第1プライミング領域を有するよう
に、実施することができる。例外は以下で定義するよう
な種々なベクトレット ライブラリーの複数の混合物の
使用である。さらに、本発明の方法は単位の各端部にベ
クトレット部分を有する標的核酸フラグメント/ベクト
レット単位を用いても実施することができる、この場合
にベクトレット部分の一つは第1プライミング領域を含
む。ここで用いる「ベクトレット プライミング領域」
なる表現は、ベクトレット自体によって定義される既知
ヌクレオチド配列を有し、使用時にベクトレットプライ
マーおよび任意にネステッド ベクトレット プライマ
ー(以下に定義)、例えば重複ネステッド ベクトレッ
ト プライマーがハイブリッド化する、標的核酸フラグ
メント/ベクトレット単位の部分を意味する。開始プラ
イミング領域を含む鎖に相補的な鎖中に、ベクトレット
プライミング領域が存在する。これに関して、使用時
にベクトレット プライマーおよび任意にネステッド
ベクトレット プライマーがハイブリッド化する「ベク
トレット プライミング領域」は連結によって製造され
た標的核酸フラグメント/ベクトレット単位中または開
始プライマーのプライマー エクステンションによって
製造された標的核酸フラグメント/ベクトレット単位中
または両方に存在する。従って、本発明の方法に用いる
ベクトレット プライマーおよび任意にネステッド ベ
クトレット プライマーが、例えば開始プライマーおよ
び任意のネステッド開始プライマーのプライマー エク
ステンションまでは形成されないベクトレット プライ
ミング領域とのハイブリッド化のために選択されること
が理解されよう。この結果、例えばベクトレット自体が
完全な自己相補性二重鎖DNAフラグメントである必要
はない。
【0060】ここで用いる「プライマー」なる用語は、
精製制限消化物中に自然に生じるかまたは合成物に製造
されるかのいずれかであるオリゴヌクレオチドであり、
核酸鎖に対して相補的であるプライマー エクステンシ
ョン生成物の合成が誘導されるような条件下、すなわち
適当な緩衝剤(「緩衝剤」はpH、イオン強度、補因子
等を含む)中におよび適当な温度における適当なヌクレ
オシド トリホスフェートおよびヌクレオシド トリホ
スフェートの重合剤の存在下において、合成の開始点と
して作用しうる。
【0061】プライマーはエクステンションにおいて最
大効率を示すように一重鎖であることが好ましいが、こ
の代りに二重鎖であることもできる。二重鎖である場合
には、エクステンション生成物の製造に用いる前に、プ
ライマーを最初に処理してその鎖を分離させる。プライ
マーは重合剤の存在下でエクステンション生成物の合成
を開始させるために十分に長くなければならない。プラ
イマーの正確な長さは、温度、プライマーのソースおよ
び方法の使用を含めた、多くの要素に依存する。例え
ば、標的配列の複雑さ(complexity)に依存
して、第1プライマーとベクトレット プライマーは典
型的に15−35ヌクレオチドを含むが、これより多い
または少ないヌクレオチドを含むこともできる。短いプ
ライマー分子は一般に、鋳型による十分い安定なハイブ
リッド複合体を形成するために低温を必要とする。
【0062】ここで用いる「第1プライマー」なる用語
は前記で定義した第1プライミング領域とハイブリッド
化しうるプライマーを意味する。例えば、完全ヒト ゲ
ノムDNAから製造されるベクトレット単位との使用時
に、「第1プライマー」が第1プライミング領域の配列
と偶然一致するヒト ゲノム中の配列にハイブリッド化
し、ランダムにプライミングすることを避けるために、
15−17ヌクレオチドよりも長いことが好ましい。
【0063】ここで用いる「ベクトレット プライマ
ー」なる用語は標的核酸フラグメント/ベクトレット単
位のベクトレット プライミング領域にハイブリッド化
しうるプライマーを意味する。「ベクトレット プライ
マー」は、その補体(complement)からの分
離後に開始プライマー エクステンション生成物にハイ
ブリッド化するようなヌクレオチド配列を有する、これ
によって開始プライマーエクステンション生成物はベク
トレット プライマーのエクステンション生成物の合成
の鋳型として役立ち、増幅を促進することができる。一
般に、本発明の方法は標的核酸フラグメント/ベクトレ
ット単位の一つのみが開始プライミング領域を有するよ
うに実施されるので、その部分のみが増幅されることに
なる。開始プライミング領域を有さないような標的核酸
フラグメント/ベクトレット単位はPCR増幅すること
ができない、この理由はベクトレット プライマー エ
クステンション生成物の形成は可能であるとしても、開
始プライミング領域が存在しないので、開始プライマー
はベクトレット プライマー エクステンション生成物
にハイブリッド化できず、従ってPCR増幅が不可能で
あるからである。
【0064】使用時に、ベクトレット プライマー増幅
生成物の合成が開始プライマーのエクステンション生成
物の初期合成に依存することが好ましい。これによっ
て、反応混合物中に有効なヌクレオシドトリホスフェー
トまたは他の補因子を不利に欠失させると予想される、
多数の増幅不能なベクトレット プライマー エクステ
ンション生成物の形成が回避される。
【0065】ここで用いる「ネステッド プライマー」
なる用語は開始プライマーの5’末端から3’方向にお
いてまたはこのような開始プライマーとベクトレット
プライマーとの両方の5’末端から3’方向において一
つ以上の塩基対が置換したプライマーを意味する。
【0066】ネステッド プライマーの配列が既知開始
プライミング領域またはベクトレット プライミング領
域に対して、またはこのような両方の領域に対して相補
的配列から選択される必要があることは理解されよう。
【0067】ここでもちいる「標的核酸フラグメント/
ベクトレット単位」(「ベクトレット単位」ともここで
は呼ぶ)なる用語は、標的核酸フラグメントと、一重鎖
形において、前記で定義したベクトレット プライマー
にハイブリッド化しうるような既知ヌクレオチド配列部
分、例えばDNA配列部分とを含むヌクレオチド配列、
例えばDNA配列を意味する。
【0068】これに関して、「標的核酸フラグメント/
ベクトレット単位」が、ベクトレット プライマーの配
列に実質的に相補的である既知ヌクレオチド配列部分の
前記単位中の存在によって、または鋳型としての前記単
位の一つの鎖に基づく、第1プライマー エクステンシ
ョン生成物がベクトレット プライマーの配列に実質的
に相補的であるヌクレオチド配列を含みうることによっ
てベクトレット プライマーにハイブリッド化しうるこ
とが理解されよう。これに関して、「標的核酸フラグメ
ント/ベクトレット単位」が一つの鎖にベクトレット
プライマーと少なくとも一部において実質的に同じ配列
を有するようなものであることが理解されよう。この鎖
は第1プライミング領域をも含む。「標的核酸フラグメ
ント/ベクトレット単位」なる用語が状況が可能である
場合には、各フラグメントの5’末端と3’末端にベク
トレット部分を有する標的核酸フラグメントを含むヌク
レオチド配列、例えばDNA配列をも含むことが理解さ
れよう。このような場合に、ベクトレット単位は一重鎖
形において第1プライミング領域をも含むベクトレット
部分の一つを有する。
【0069】既知ヌクレオチド配列、例えばDNA配列
の部分は都合のよいいずれのソースからも、ベクトレッ
ト プライマーにその一重鎖形においてハイブリッド化
しうるという上記要件を満たすならば、誘導される。従
って、例えば、ベクトレットをDNAシンセサイザーを
用いて別に製造し、得られたベクトレットを核酸フラグ
メントに連結して、標的核酸フラグメント/ベクトレッ
ト単位を得ることもできる。これに関して、ベクトレッ
トはベクトレット上の結合性端部とハイブリッド化しう
る核酸フラグメント、例えば核酸フラグメント上の結合
性端部に連結して、前記で定義したようなベクトレット
単位を形成することが便利である、またはブランドエン
ド標的核酸フラグメントがブランドエンド ベクトレッ
トに連結して前記で定義したベクトレット単位を形成す
ることもできる。しかし、標的核酸フラグメントとの連
結前にベクトレットを予め形成することは、これは望ま
しいとしても、必要ではない。従って、例えば前記単位
は、適当な場合には、一重鎖DNAの標的核酸フラグメ
ントへの連結によって形成される、例えば結合性端の突
出部を利用して第1の一重鎖DNAをそれに固定し、次
に第2の一重鎖DNAを連結させて、目的の単位を形成
することができる。
【0070】本発明の1実施態様では、標的核酸フラグ
メント/ベクトレット単位が阻止ベクトレット部分を含
む。ここで用いる「阻止ベクトレット」なる用語は、一
方のまたは両方の自由末端塩基が修飾された形で、それ
に対するヌクレオチド連結を阻止するまたは例えばハイ
ブリッド形成条件下の適当な ヌクレオシド トリホス
フェートとヌクレオシド トリホスフェートの重合剤と
の存在下において、プライマー エクステンションを阻
止するような、ベクトレットまたは標的核酸フラグメン
ト/ベクトレット単位のベクトレット部分を意味する。
このような修飾はそれ自体公知であり、例えばジデオキ
シヌクレオシドの存在を含む。従って例えば、二重鎖阻
止ベクトレットは例えばジデオキシアデノシン(dd
A)のような3’末端ジデオキシヌクレオシドを含みう
る。このような修飾は、リボースのジオールが例えば過
ヨウ素酸塩(periodate)によって開裂された
リボヌクレオシドをも含みうる。または、3’−デオキ
シヌクレオシド、例えば3’−デオキシアデノシン残基
を、例えばコルジセピン トリホスフェートと末端トラ
ンスフェラーゼとを用いて、3’−末端に加えることも
できる。他の代替手段としては、3’−アミノまたは
3’−チオ官能基をそれ自体公知の方法によって3’末
端に化学的に導入することができる。
【0071】本発明の他の特に好ましい実施態様では、
ベクトレットまたはベクトレット部分がこのようなベク
トレットによってベクトレット プライマー エクステ
ンションが行われないような、非相補性度を有する、二
つの部分的に加水分解された一重鎖配列を含み、非相補
性領域の核酸配列はその二重鎖相補形または一重鎖形に
おいて蛋白質によって結合されうる。
【0072】ここでもちいる「ヌクレオシド トリホス
フェート」なる用語はDNAまたはRNAに存在するヌ
クレオシドのトリホスフェートを意味し、従って塩基と
してアデニン、シトシン、グアニン、チミンおよびウラ
シル有するヌクレオシドを含み、糖部分はデオキシリボ
ースかまたはリボースである。一般に、デオキシリボヌ
クレオシドはDNAポリメラーゼと組み合わせて用いら
れる。しかし、通常の塩基のアデニン、シトシン、グア
ニン、チミンおよびウラシルの一つと塩基対を形成しう
る他の修飾塩基も使用可能であることは理解されよう。
このような修飾塩基には例えばクーデアザグアニンおよ
びヒポキサンチンがある。
【0073】ここで用いる「ヌクレオチド」なる用語は
DNAまたはRNA中に存在するヌクレオチドを意味
し、従って塩基としてアデニン、シトニン、グアニン、
チミンおよびウラシルを有するヌクレオチドを含み、糖
部分はデオキシリボースまたはリボースである。通常の
塩基アデニン、シトニン、グアニン、チミンおよびウラ
シルと塩基対を形成しうる他の修飾塩基も、本発明に用
いる開始プライマーおよびベクトレット プライマーに
使用可能であることは理解されよう。このような修飾塩
基は例えば7−デアザグアニンおよびヒポキサンチンを
含む。
【0074】ヌクレオチド トリホスフェートの重合剤
は酵素を含めた、プライマー エクステンション生成物
の合成を達成させるように作用する化合物または系であ
る。このための適当な酵素は例えば大腸菌DNAポリメ
ラーゼI[リチャードソンシー.シー.(Richar
dson C.C.)等、ジェイ.バイオル.ケム.
(J.Biol.Chem)239,222(196
4)]、大腸菌DNAポリメラーゼIのクレノフ フラ
グメント[ヤコブセン エッチ.(Jacobsen
H.)等、ヨウル.ジェイ.バイオケム(Eur.J.
Biochem)45、623−627(197
4)]、T4DNAポリメラーゼ[パネット エイ.
(Panet A.)等、バイオケミストリー(Bio
chemistry)12、5045−5050(19
73)]、T7 DNAポリメラーゼ[タバー エス
(Tabor S.)とリチャードセン シー.シ
ー.、プロク.ナトル.アカド.サイ.USA84,4
767−4771(1987)]、その他の有効なDN
Aポリメラーゼ、逆転写酵素、および熱安定性酵素を含
めた他の酵素である。ここでもちいる「熱安定性酵素」
なる用語は、熱に対して比較的編んでいであり、耐熱性
であり、ヌクレオチドの組み合わせを適当に触媒作用
(促進)して、各核酸鎖に相補的であるプライマー エ
クステンション生成物を形成させる酵素を意味する。一
般に、この合成は各プライマーの3’末端で開始され、
合成が停止して、一般に異なる長さの分子が生成される
まで、5’−方向に鋳型鎖に沿って進行する。本発明に
関して、合成は一般に標的核酸開裂部位によて決定され
る位置で停止するもので、同じ長さの分子が生成する。
しかし、5’末端において合成を開始し、上記と同じプ
ロセスを用いて、他の方向に進行させる、熱安定性酵素
を含めた酵素も存在する。本発明の方法に用いる好まし
い熱安定性酵素を、ヨーロッパ特許公報第237,36
2号(ヨーロッパ特許公報第258,017号おも参照
のこと)に述べられているように、サーマス アクアチ
カス(Thermus aquaticus)から抽出
して、精製する、これは約86,000−90,000
ダルトンの分子量を有する。サーマス アクアチカス
VTlはアメリカン タイプ カルチャー コレクショ
ン(AmericanType Culture Co
llection)(12301 パークローン ドラ
イブ、ロックヴィル、メリーランド、米国)からATC
C25,104として無制限に入手可能である。
【0075】すぐれたまたは有利な性質を有するDNA
ポリメラーゼがこれらの蛋白質を表現するクローンのラ
ンダム突然変異によって得られることは明らかである。
例えば、5’−エキソヌクレアーゼ活性の欠失のような
すぐれた性質を有する蛋白質の表現を生ずるTagDN
Aポリメラーゼをコード化する二重鎖DNAの突然変異
体を得ることが明らかに望ましい。
【0076】このような好ましい突然変異体を得る方法
は周知であり、平均的分子生物学者の熟練の範囲に十分
入るものである。ヌクレオチドに関してここで用いる
「相補的」なる用語は、DNAまたはRNA中に含まれ
る場合に他の特定ヌクレオチドと塩基対を形成しうるヌ
クレオチドを意味する。従って、デオキシアデノシント
リホスフェートはチミジン トリホスフェートに相補的
であり、デオキシグアノシン トリホスフェートはデオ
キシシチジン トリホスフェートに相補的であるが、デ
オキシグアノシン トリホスフェートはチミジン トリ
ホスフェートに相補的ではない。これに関して、チミジ
ン トリホスフェートとデオキシグアノシン トリホス
フェートがある一定条件下では塩基対を形成するが、こ
れらはこの明細書の目的に対しては相補的と見なされな
いことが明らかである。
【0077】ここでのプライマーはエクステンションま
たは増幅すべき各特定配列の異なる鎖に実質的に相補性
であるように選択する。このことは、プライマーがそれ
らの各鎖にハイブリッド化するためには十分に相補的で
なければならないことを意味する。それ故、プライマー
配列がそれらの鋳型の正確な配列を表すことは、通常は
好ましいとしても、必要ではない。
【0078】ここで用いる「ベクトレット ライブラリ
ー」なる用語は、標的核酸が含む一定の制限エンドヌク
レアーゼに関して、全ての可能な開裂部位において標的
核酸を開裂した後、標的核酸フラグメントの全混合物か
ら、適当に適応するベクトレット部分への連結サイクル
によって(および必要に応じて開裂をくり返して)標的
核酸フラグメント/ベクトレット単位を形成することに
よって得られる複数の標的核酸フラグメント/ベクトレ
ット単位を意味する。一般に、一定ベクトレット ライ
ブラリーの単一ベクトレット単位のみが問題の第1プラ
イミング領域を有する。特異的6bp配列を認識する制
限エンドヌクレアーゼ(6bpカッター)によって開裂
したヒト ゲノム DNAの場合には生成する標的核酸
フラグメントの平均サイズは4096bpであり、標的
核酸はこのようなフラグメント約106を形成する。従
って、6bpカッター制限エンドヌクレアーゼによって
開裂したヒト ゲノム DNAから約106の標的核酸
フラグメント/ベクトレット単位を含むベクトレット
ライブラリーが得られ、この全ヒト ベクトレットライ
ブラリーの中のこのようなベクトレット単位の一つのみ
がハイブリッド形成条件下、開始プライマー、ベクトレ
ット プライマー(任意)、適当なヌクレオシド トリ
ホスフェートおよびヌクレオシド トリホスフェートの
重合剤の存在下において増幅を開始しうる一定第1プラ
イミング領域を含む。
【0079】同じ標的核酸から異なる制限エンドヌクレ
アーゼによる開裂と適当に適応するベクトレット部分の
結合とによって標的核酸フラグメント/ベクトレット単
位を形成することによって、異なるベクトレット ライ
ブラリーが得られる。この方法には全ての利用可能な制
限エンドヌクレアーゼを任意に用いることができ、その
範囲内でベクトレット部分は標的核酸中の全ての制限酵
素認識部位において標的核酸フラグメントと結合するこ
とができる。一定ベクトレット ライブラリーの問題の
第1プライマー領域はベクトレット部分の付着部位から
100bp以上離れることが理想的であるので、この特
徴は必ずしも好ましいとは限らない。この理由は、これ
より小さい第1プライマー エクステンション生成物ま
たは第1プライマー/ベクトレット プライマー増幅生
成物は本発明の実施において、長いヌクレオチド配列の
効果的な配列決定のために殆ど価値のないような小さい
配列情報を形成するからである。さらに、このような小
生成物のヌクレオチド配列はベクトレット部分付着部位
から第1プライマーがさらに離れた、ベクトレットライ
ブラリーを用いて得られた生成物に含まれる。特定第1
プライマーとの複数の異なるベクトレット ライブラリ
ーの使用はエクステンション生成物または増幅生成物が
配列決定のために便利なサイズであるようなライブラリ
ーの確認を可能にする。例えば、特定ベクトレット ラ
イブラリーと一定第1プライマーとから得られる約20
0bp、400bp、600bp、800bp、100
0bp等第1プライマー エクステンションまたは増幅
生成物を選択することが特に便利である。一定第1プラ
イマーに対して偶然生じた、ベクトレット ライブラリ
ーからのこのような生成物の、ベクトレットまたはネス
テッド ベクトレット配列決定用プライマーとそれ自体
公知である方法とを用いた配列決定は、第1プライマー
の3’側までの大きな領域に関する重複配列データを生
じがちである。一定第1プライマーによる複数のベクト
レット ライブラリーの1ラウンドの分析で得られる配
列データ量は、実際に得られる第1プライマー エクス
テンションまたは増幅生成物のサイズおよび/または複
数のベクトレット ライブラリー中に示される最も遠い
制限エンドヌクレアーゼまでの距離(第1プライマー領
域から)によってのみ限定される。
【0080】本発明の方法の有利な実施態様では、標的
核酸フラグメントから連結によって標的核酸フラグメン
ト/ベクトレット単位が形成されるが、ベクトレットは
形成された標的核酸フラグメント/ベクトレット単位か
ら、標的核酸フラグメントを得るために標的核酸の開裂
に用いる同じ作用剤によって開裂されない。標的核酸を
制限エンドヌクレアーゼによって開裂して、ベクトレッ
トへの結合のための標的核酸フラグメントを得ることが
特に好ましい、例えば前記EcoRIの場合にベクトレ
ットの配列は前記制限エンドヌクレアーゼの制限エンド
ヌクレアーゼ認識配列が標的核酸フラグメント/ベクト
レット単位中に存在しないように選択することが好まし
い。
【0081】
【化2】
【0082】式中XはC以外のヌクレオチドであり、Y
はその相補的ヌクレオシドである。本発明がさらに完全
に理解されるために、以下では例を用い、添付図を参照
して説明する:図1(a)は化学的遺伝学方法(前記で
定義)に用いるための阻止ベクトレット部分を示し、図
1(b)は図1(a)の阻止ベクトレット部分への化学
的遺伝学方法の適用の概略図を示す。図1(a)と
(b)はその二重鎖相補形または一重鎖形のいずれかに
おいて本発明によって蛋白質によって結合されうる核酸
配列の相対的位置を示す。
【0083】図2(a)は化学的遺伝学方法(前記で定
義)に用いるための非相補的ベクトレット部分を示し、
図2(b)は図2(a)の非相補的ベクトレット部分へ
の本発明の適用の概略図である。図2(a)と2(b)
はその二重鎖相補形またはその一重鎖形において本発明
によって蛋白質によって結合されうる核酸配列の相対的
位置を示す。
【0084】図3は本発明によるベクトレットとプライ
マーとの構造的デザインを示す。
【0085】図4はC.トラコーマチスのMOMP(主
要外層膜蛋白質)領域に関するMOMP.4.Xba
I,MOMP6.ベクトレット(ヨーロッパ特許第19
8,083号)とシステイン富化外層膜蛋白質(CR
P)座に関するCRP9.8[クラーク.アイ.エヌ等
(1988)ジーン71、307−314頁]との相対
的位置を示す。
【0086】図5は前記で定義した化学的遺伝学方法と
本発明の方法とによるPCRによって得られた増幅フラ
グメントのアガロース ゲル分析の比較を示し、図6は
種々なベクトレット ライブラリーに対してプライマー
6と1を用いてPCRを実施することによって得られた
バンドを示す。
【0087】図7は本発明の方法によってMOMP6.
ベクトレット(ClaI)からBamHI DEVIA
TSサブフラグメントのPCRによる増幅を示す[ここ
で用いる(DEVIATS」なる用語は交互転写部位を
含む二重鎖ベクトレットを意味する)。
【0088】図8は6−ClaIベクトレット段階から
のBamHI DEVIATSサブフラグメントの配列
から誘導される2プライマーと共にプライマー6を用い
る、クラミジア感染および非感染マクコイ細胞のPCR
による増幅を示す。
【0089】図9は9−ClaI DEVIATSから
の標識RNA転写体によってハイブリッド化したクラミ
ジアルDNAの制限酵素消化物のサザン ブロットのオ
ートラジオグラフを示す。
【0090】図10は8−ClaI DEVIATSか
らの標識RNA転写体によってハイブリッド化したクラ
ミジアルDNAの制限酵素消化物のサザンブロットのオ
ートラジオグラフを示す。
【0091】図11はEcoRIベクトレットとDEV
IATSクラミジアル ライブラリーと共に特異的プラ
イマーを用いたPCRによる増幅を示す。
【0092】図12はM13mp18−XbaI DE
VIATSに対する単一サイクルプライマー エクステ
ンション後のRNA転写体発生を示す。
【0093】図13は例6によって得られたMOMP
6.のBamHI DEVIATSサブフラグメントか
らの配列を示す。
【0094】図14はベクトレット2配列の制限部位の
消化と再結合とを示す。
【0095】さらに詳しく説明すると、図1(a)は開
裂標的DNA中に生じた相補的末端にアニール化するた
めの結合性末端(1)を有する阻止ベクトレットを示
す。
【0096】上部鎖の3’末端は修飾され(X)、この
末端からの5’--3’エクステンションは既知ポリメラ
ーゼ、例えばクレノフ フラグメント、T7 DNAポ
リメラーゼ(配列)またはTag DNAポリメラーゼ
のいずれかを用いて実施される。この修飾末端は例えば
ジデオキシヌクレオシドまたは3’−デオキシヌクレオ
シド(例えばコルジセピン)のような修飾塩基の使用を
含む。3’糖残基は任意にそれ自体公知の化学的方法に
よって修飾される。阻止ベクトレットの下部鎖の3’末
端と上部鎖の5’末端とは開裂標的DNAの相補的末端
にアニール化するように設計される、他だし、ベクトレ
ットと標的DNAとの連結後に、標的DNAの開裂に最
初に用いた制限エンドヌクレアーゼの認識配列は破壊さ
れ、この部位での開裂はもはや不可能になる。
【0097】本発明によって用いる阻止ベクトレットは
付加的にその二重鎖相補形または一重鎖形において蛋白
質によって結合されうる核酸配列を含み、このような配
列は図1(a)の2によって示す領域に存在する。
【0098】図1(b)は図1(a)のベクトレット部
分への本発明の適用の概略図である。ゲノム標的DNA
は単一制限エンドヌクレアーゼによって完全に消化され
て(i)に示すようなフラグメントを生ずる。阻止ベク
トレット部分[図1(b)(i)の3]はDNAリガー
ゼの存在下において各開裂ゲノム標的DNAフラグメン
ト(ii)の末端に連結する。次に、変性後に例えばTa
gポリメラーゼの存在下において既知ヌクレオチド配列
のプライマーを用いて増幅が行われる。 従っ
て、図1(b)(iii)では、は第1プライマーを表
し、鎖1のFP標識領域(第1プライマー)と同じまた
は少なくとも実質的に同じ配列を有する。は鎖2の第
1プライミング領域(FPR)にハイブリッド化しう
る。第1プライミング領域(FPR)を含む鎖2はま
た、ベクトレット プライマー(VP)のヌクレオチド
配列と同じまたは少なくとも実質的に同じであるヌクレ
オチド配列の一部を含む。使用時に、のプライマー
エクステンションがプライマーYによって表されるベク
トレット プライミング領域(VPR)を含む鎖を生ず
る。単一鎖1はベクトレット プライミング領域自体は
有さず、重合阻止部分の存在のためにプライマー エク
ステンションを実施することができない、鎖2もベクト
レット プライミング領域を有さず、開始プライマーの
プライマー エクステンションによってベクトレット
プライミング領域が形成されるまで、ベクトレット プ
ライマーのプライマー エクステンションが行われな
い。
【0099】それ故、第1増幅サイクルにおいては、プ
ライマーのみが阻止ベクトレット(iii)の鎖2の末
端まで伸長するエクステンション生成物を製造すること
ができることが理解されよう。プライマーは第1サイ
クルではリダンダント(redundant)である、
この理由はハイブリッド化してエクステンション生成物
を製造するためのこれに対して相補的配列が存在しない
からである。プライマーの配列は、ベクトレット形に
おいて一重鎖である鎖2の5’部分内からの塩基と正確
に同じである。第2サイクル以降(v)と(vi)では、
プライマーはプライマーのエクステンション生成物
とハイブリッド化することができ、このエクステンショ
ン生成物(iv)の相補的合成が進行する。従って、プラ
イマーは(iii)に示すような連結生成物のいずれと
もハイブリッド化することができない。これは問題の座
の既知ヌクレオチド配列であるプライマーの本質的に
完全に伸長した生成物Xにのみハイブリッド化すること
ができる。従って、プライマー、未知ヌクレオチド配
およびプライマーを含む増幅生成物のみが製造さ
れる。のヌクレオチド配列は両末端からプライマー
とを配列決定用プライマーとして用いて決定され
る。または、「ネステッド」配列決定用プライマーX’
とY’を製造することもできる。これらは図1(b)に
おいてプライマーの配列3’またはプライマーYの
3’を含む。
【0100】図2(a)は垂直線がハイブリッド化を示
す、非相補的ベクトレットを示す。結合性末端(1)は
図1(a)に関して述べた通りである。領域(5)はベ
クトレットの非相補的領域であり、この非相補性度は、
領域5の鎖3にハイブリッド化しうるプライマーが同じ
領域の鎖4には同じ条件下でハイブリッド化しないよう
な程度である。本発明に用いるための非相補性ベクトレ
ットは領域5においてその二重鎖相補形または一重鎖に
おいて蛋白質によって結合されうる核酸配列を含む。こ
のような配列は鎖3または鎖4中に存在する、または異
なる、このような配列が鎖3と4の各々に存在しうる。
【0101】図2(b)は図2(a)の非相補的ベクト
レットへの本発明の方法の適用を説明する。
【0102】図1はベクトレット部分が重合阻止部分を
含む標的核酸フラグメント/ベクトレット単位を参照す
ることによって、本発明の方法を説明する。ベクトレッ
ト部分が前述しかつ図2(a)の例によって説明したよ
うな非相補性領域を少なくとも一つ含む場合にも同じ考
察が通用する。このように、図2(b)では図2(a)
に示したような、本発明に用いるためのベクトレット
(A)が例えば化学的遺伝学方法によって得られるよう
な核酸フラグメント/ベクトレット(B)に連結する。
Bは化学的遺伝学ベクトレット(b)に連結した未知ヌ
クレオチド配列(Z)から成り、領域7は(A)の二重
鎖領域5に対して二重鎖相補的配列である。領域(7)
は第1プライミング領域として役立ち、Xは第1プライ
マーである。図2(b)(iii)に示すようなXのプラ
イマー エクステンションは、プライマーYがハイブリ
ッド化して、PCRによって未知配列(Z)を増幅する
ようなエクステンション生成物を生ずる。領域5におけ
る鎖3と4の間の非相補性のために、プライマーYは鎖
3と4のいずれにもハイブリッド化できないが、プライ
マーXのエクステンション生成物にのみハイブリッッド
化する。図2(a)と(b)では、1個の結合性端部と
1個のブランドエンドを有するものとしてベクトレット
(A)を示す。ベクトレットの各末端が例えば図3に示
すような結合性端部を有し、各端部が例えば個となる開
裂部分(例えばEcoRIとXbaI開裂部位)を有す
る核酸鎖への連結に適していることは理解されよう。非
相補性領域は任意に蛋白質(例えばSP6 RNAポリ
メラーゼのようなRNAポリメラーゼ)によって結合さ
れうる一つの鎖を有し、他方の鎖は異なる蛋白質(例え
ばT7RNAポリメラーゼのようなRNAポリメラー
ゼ)によって結合される。従って図3では、EcoRI
連結がT7 RNAポリメラーゼ結合を生じ、XbaI
連結がSP6 RNAポリメラーゼ結合の使用を生ず
る。
【0103】本発明の他の実施態様によると、非相補性
領域を有する二重鎖核酸を含むベクトレットを形成す
る、この領域は第1鎖に、その二重鎖相補形またはその
一重鎖形において蛋白質(例えばSP6 RNAポリメ
ラーゼのような、DNAまたはRNAポリメラーゼ)に
よって結合される核酸配列を有し、また第2鎖にはこの
二重鎖相補形またはその一重鎖相補形において、第1鎖
の核酸配列に結合するものとは異なる蛋白質(異なるD
NAまたはRNAポリメラーゼ、例えば、T7RNAポ
リメラーゼ)によって結合されうる核酸配列を有する。
非相補性領域は相補性領域間にはさまれたものであるこ
とが望ましい。ベクトレットはブラントエンドまたは好
ましくは結合性端部あるいはブラントエンド1個と結合
性端部1個とを有しうる。
【0104】本発明を次に、以下に詳述する下記オリゴ
ヌクレオチドを用いる下記実施例に言及して説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない、ここに
述べる各ヌクレオチド配列は、他に述べないかぎり、通
常の5'--3’の意味で読取るべきである: A) ベクトレットPCRプライマーオリゴヌクレオチド1 CGAATCGTAACCGTTCGTACGAGAA
TCGCT B) ベクトレット配列決定用プライマーオリゴヌクレオチド2 AGAATCGCTGTCCTCTCCTT これは5’未満に付加的な5ヌクレオチドを有する延長
ベクトレット配列決定用プライマーである。
【0105】オリゴヌクレオチド2A CGCTGTCCTCTCCTT これはベクトレット配列決定用プライマーである。
【0106】C) クラミジア トラコーマチス(Ch
lamydia trachomatis)(オリゴヌ
クレオチドの位置の確立に関しては、ヨーロッパ特許公
報第192,033号参照):オリゴヌクレオチド3 CTGCTCACGTAAATGCACAATTCCG
− 位置2441〜2465オリゴヌクレオチド4 TGAAATCGGTATTAGTGTTTGCCGC
− 位置1301〜1325オリゴヌクレオチド5 GTGCATTTACGTGAGCAGCTCTCTC
− 位置2458〜2434オリゴヌクレオチド6 CCTGAAGGGCGCACAGTAGCTGAT
− 位置131〜108オリゴヌクレオチド7 CAAGGCATAACGTGTTGATTGGTG
− 位置3133(末端EcoRI)から下流約200
bp D) クラミジアトラコーマチスのCRP座に特異的な
オリゴヌクレオチド[クラーケ(Clarke)等(1
988)ジーン(Gene)71、307−314
頁]:オリゴヌクレオチド8 GGGTCTGATCCACCAGACTATTTCT
− 位置2402−2378オリゴヌクレオチド9 CTTCCGATACATTGACTGTTCCAGT
− 位置1722〜1746 E)23s rRNAに特異的なオリゴヌクレオチド
(ヨーロッパ特許広報第272009号、42頁参照)オリゴヌクレオチド10 CGTTCTCATCGCTCTACGGAC − 配
列7,23s rRNAジーン中に約1180bp F) M13mp18DNAに特異的なオリゴヌクレオ
チド[ジーンバンクデータベース(Genbank D
atabase)から得られる配列]オリゴヌクレオチド11 TTGACGTTGGAGTCCAGGTTCTTTA
− 位置5757〜5781オリゴヌクレオチド12 GAGTTCTTCTACTCAGGCAAGTGAT
− 位置5251〜5275オリゴヌクレオチド13 ATTCGCCTCTGCGCGATTTTGTAAC
− 位置4302〜4326オリゴヌクレオチド14 TGTGAATATCAAGGCCAATCGTCTG
− 位置2233〜2257 G) 下記オリゴヌクレオチドを用いて、図3に示すよ
うに交互転写部位(DEVIATS)を含む、ダブルエ
ンド(double−ended)ベクトレットを構成
した。
【0107】オリゴヌクレオチド15 AATTGCAGGAGAACCCATTTAGGTG
ACACTATAGAATACGGCGオリゴヌクレオチド16 CTAGCGCCGTATTCTAATACGACTC
ACTATAGGGTTCTCCTGCオリゴヌクレオチド17 GATCGCAGGAGAACCCATTTAGGTG
ACACTATAGAATACGGCGオリゴヌクレオチド18 CGCGCCGTATTCTAATACGACTCAC
TATAGGGTTCTCCTGC H) 増幅のためのDEVIATSプライマーとして役
立つオリゴヌクレオチド a) 制限エンドヌクレアーゼXbaIとClaIによ
って消化されるDNAとの併用のために:オリゴヌクレオチド19 ACCCATTTAGGTGACAC b)制限エンドヌクレアーゼEcoRI,Sau3AI
およびBamHIによって消化されるDNAとの併用の
ために:オリゴヌクレオチド20 TTCTAATACGACTCACT DEVIATSは等モル量の2オリゴヌクレオチド(図
3に示すように、オリゴヌクレオチド15と16または
オリゴヌクレオチド17と18)を混合し、この混合物
を94℃に5分間加熱し、室温にまで徐冷して両ストラ
ンドをアニールすることによって構成された。
【0108】I) ベクトレットとして役立つオリゴヌ
クレオチド a) 制限エンドヌクレアーゼBamHIによって消化
されるDNAとの併用のために:オリゴヌクレオチド21 GATCGAAGGAGAGGACGCTGTCTGT
CGAAGGTAAAGGAACGGAGGAGAGA
AGGGAGAGオリゴヌクレオチド22 CTCTCCCTTCTCGAATCGTAACCGT
TCGTACGAGAATCGCTGTCCTCTCC
TTC b) 制限エンドヌクレアーゼClaIによって消化さ
れるDNAとの併用のために:−オリゴヌクレオチド2
2(前記で定義);およびオリゴヌクレオチド23 CGGAAGGAGAGGACGCTGTCTGTCG
AAGGTAAGGAACGGAGGAGAGAAGG
GAGAG c) 制限エンドヌクレアーゼHindIIIによって
消化されるDNAとの併用のために: オリゴヌクレオチド22(前記で定義);およびオリゴヌクレオチド24 AGCTGAAGGAGAGGACGCTGTCTGT
CGAAGGTAAGGAACGGAGGAGAGAA
GGGAGAG d) 制限エンドヌクレアーゼXbalIによって消化
されるDNAとの併用のために:オリゴヌクレオチド2
2(前記で定義);およびオリゴヌクレオチド25 CTAGGAAGGAGAGGACGCTGTCTGT
CGAAGGTAAGGAACGGAGGAGAGAA
GGGAGAG e) 制限エンドヌクレアーゼSalIによって消化さ
れるDNAとの併用のために: オリゴヌクレオチド22(前記で定義);およびオリゴヌクレオチド26 TCGAGAAGGAGAGGACGCTGTCTGT
CGAAGGTAAGGAACGGAGGAGAGAA
GGGAGAG f) 制限エンドヌクレアーゼPstIによって消化さ
れるDNAとの併用のために:オリゴヌクレオチド27 AAAGGAGAGGACGCTGTCTGTCGAA
GGTAAGGAACGGAGGAGAGAAGGGA
GAGオリゴヌクレオチド28 3’ ACGTTTTCCTCTCCTGTCGCTA
AGAGCATGCTTGCCAATGCTAAGCT
CTTCCCTCTC 5’ g) 制限エンドヌクレアーゼSacIによって消化さ
れるDNAとの併用のために: オリゴヌクレオチド27(前記で定義);およびオリゴヌクレオチド29 3’ TCGATTTCCTCTCCTGTCGCTA
AGAGCATGCTTGCCAATGCTAAGCT
CTTCCCTCTC 5’オリゴヌクレオチド30 CGGCAGGAGA ACCCCAGAGT TCG
GGATGAT GCTTGCTAGA TGTAGA
ATAC GGCGオリゴヌクレオチド31 CGCCGTATTC TAGTACTTCG AAC
CTTAAGC CCTAGGTGCA GGGTTC
TTCC TGC オリゴヌクレオチド30と31を用いて、ClaIによ
って消化されるDNAと併用するための開裂ベクトレッ
ト2単位を構成する。
【0109】オリゴヌクレオチド32 CTTCGAACCT TAAGCCCTAG GTG
CA 増幅にベクトレット2単位と併用するためのプライマーオリゴヌクレオチド33 GAATTGACGG TGAATGTACA TAA
CG クラミジア16SリボゾームRNAジーン5’フランキ
ング領域に特異的なプライマー 全てのオリゴヌクレオチドはアプライド バイオシステ
ム380B DNA合成装置(Applied Bio
systems 380B DNA Synthesi
ser)で、シアノエチル ホスホラミジトの化学を用
いて、製造者の提示に従って調製した。または、オリゴ
ヌクレオチドはアトキンソン(Atkinson)とス
ミス(Smith)の「オリゴヌクレオチド合成、実用
的アプローチ(Oligonucleotide Sy
nthesis,a Practical Appro
ach)」(エム・ジェイ・ガイト(M.J.Gai
t)編集、IRLプレス、ワシントンDC、オックスフ
ォード、35−81頁)に述べられているマニュアル方
法によって製造される。
【0110】参考例 1 クラミジアルDNAの調製 クラミジア トラコーマチスChlamydia t
rachomatis)セロバール(serovar)
L2をマクコイ細胞(McCoy cell)中で培養
し、基本小体を回収し、カルドウエル エッチ.ディ.
(Caldwell H.D.)等(1981)インフ
ェクト.イムノル.Infect.Immuno
l.)31,1161−1176頁に述べられている方
法を用いて精製した。付加工程はマクコイ細胞DNAに
よる汚染を減ずるための最終洗浄工程前のDNアーゼ
(5μg/ml)による基本小体の処理を含んだ。
【0111】精製C.トラコーマチスDNAを得るため
に、基本小体を65℃、20分間1%SDS、5mM
DTTによって、37℃、20分間DNアーゼを含まな
いRNアーゼ10μg/mlによって、50℃、一晩プ
ロティナーゼK20μg/mlによって処理した。クラ
ミジアルDNAをフェノール抽出し、エタノール沈降さ
せ、10mMTris.Hcl(pH7.6)中に再溶
解し、1mM EDTAアリコート化し、−20℃にお
いて貯蔵した。参考例2 クラミジアルDNAのヴェクトレット(Vectore
tte)とDEVIATSライブラリーの調製 ヴェクトレット クラミジアルDNAライブラリーは次
の8制限酵素に対して製造した: EcoRI BamHI ClaI HindIII XbaI SalI PstI SacI 各ライブラリーに対して、37℃の50μl容量中で高
濃度酵素(40〜70単位)1μlによってクラミジア
ルDNA150μgを消化させた。制限されたDNAを
2mM ATP、2mM DTTおよびTA DNAリ
ガーゼ1単位を含む溶液の添加によって各制限酵素に対
して適当な緩衝液の存在下でヴェクトレット オリゴヌ
クレオチド200fmolに連結させた。連結条件は2
0℃/60分と37℃/30分との3サイクルであっ
た。使用のために、ライブラリーのアリコートを、水で
1:10に希釈し、−20℃に保存した。同じ条件と材
料とを用いてEcoRIデヴィエイトス クラミジアル
ライブラリーを調製した。さらに、同じ8制限酵素に
よって消化されたクラミジアルDNA調製物をアガロー
スゲル中で電気泳動させ、サザンブロットを制限分析の
ための標識フラグメントとのハイブリッド形成のために
用意した。
【0112】参考例3 PCRによる増幅に用いられる一般条件 PCR反応は、100μl容量中で軽鉱油[シグマ(S
igma)]50μlでオーバーレイした。最終反応混
合物には、67mM Tris.Hcl(pH8.
5)、16.6mM(NH4)2SO4、2mM MgCl
2、10mM β−メルカプトエタノール、170μg
ml-1牛血清アルブミン、40μMの各デオキシネクレ
オチド(dATP,dGTP,dCTP,TTP)1μ
Mの各オリゴヌクレオチド プライマー及び標的DNA
ライブラリー溶液(通常10ng以下)1−10μlを
含んでいた。タグDNAポリメラーゼ[パーキンーエル
マー/セタス(Perkin−Elmer/Cetu
s)]1単位添加前に上記反応混合物を94℃まで3〜
5分間加熱した。次に、1サイクルにつき94℃、0.
7分間;64℃、0.7分間;72℃、1.5分間の3
5サイクルをヒーティングブロック[テクネPHC−1
プログラマブル ドリーブロック(TECHNEPH
C−1 Programmable Dri−bloc
k)]上で行った。
【0113】例1 MOMP.4.XbaI(XbaIベクトレッテライブ
ラリーからの図4参照)はオリゴヌクレオチド4及びベ
クトレッテプライマー1(前記で定義)を用いるPCR
及び参考例3で述べた一般PCR条件によって増幅され
た。増幅反応からのアリコート(10μl)を結果分析
のためにアガロースゲル上にのせた(図5のレーン1参
照)。増幅生成物の残りは、エタノールで沈降させ、洗
浄し、乾燥し、滅菌蒸留水20μlに再懸濁した。さら
に増幅した生成物(5μl)を60分間37℃でEco
RIとSau3AIを用いて50μl容量において別に
消化させた。次にSau3AI消化物を65℃で10分
間熱不活化した。EcoRI制限酵素を不活化しなかっ
た。得られたフラグメントをアガロースゲル上で調べた
(図5のレーン2と3参照)。
【0114】望ましい場合には、制限酵素消化の前又は
後に、低融点[ヌシーブ(Nusieve)(FM
C)]アガロースゲルから切断できる。いずれの場合に
も、ゲルスライスは70℃で10分間融解し、次に37
℃で平衡化する;連結のために必要なアリコートを除去
できる。
【0115】消化されたフラグメントを連結した。従っ
て、消化されたフラグメントにATP及びDTT(各々
最終濃度2mMまで)、適当なDEVIATS(適当な
1.5倍最小モル過剰)及びT4DNAリガーゼ(1単
位)を加えた。EcoRI消化物に関してはオリゴヌク
レオチド15及び16を用い、Sau3AI消化物に関
してはオリゴヌクレオチド17及び18を用いた。次に
連結EcoRIミックスを1サイクルにつき20℃60
分間及び37℃30分間の3サイクルでインキュベート
した;Sau3AIはDEVIATSへの連結のため
に、20℃4.5時間インキュベートした。連結後、量
を滅菌蒸留水で100μlに調節し、連結サンプルをー
20℃で保存した。
【0116】DEVIATSサブーフラグメントのPC
R増幅のために、連結物質を反応あたりに用いる。オリ
ゴヌクレオチド2(ベクトレッテプライマー)と共にD
EVIATS PCRプライマー20を用い、PCRの
アニーリング段階を64℃0.7分間から45℃0.7
分間へ減じた。PCR生成物(各PCR生成物10μ
l)を図5に示すようにアガロースゲル上で分析した。
図5には、プライマー1と4によって生じた全長PCR
生成物(MOMP.4.XbaI,約1100bp)が
レーン1に見られる。少数の非特異性結合も見られる。
EcoRIによる消化によって、123,131,36
1及び498bpの4フラグメント(レーン2)を生じ
た;361bpフラグメントにはXbaI−末端ベクト
レッテを含む。Sau3AIによる消化によって、9〜
352bp(レーン3)のサイズ範囲の7フラグメント
を生じた。352bpフラグメントにはClaI−末端
ベクトレッテを含む。これらの消化物へのDEVIAT
S連結後に、DEVIATSとベクトレッテプライマー
を用いるPCR増幅によってベクトレッテ末端フラグメ
ント(レーン4と5)の特異性増幅を生じた。これらは
塩基配列特異性プライマー4によって生じたMOMP
4.XbaIの末端から遠位のフラグメントである。
【0117】従って、図5のレーン1〜6はMOMP
4.XbaIに関係し、次のように表される: レーン1: 全長PCR生成物 2: EcoRIフラグメント 3: Sau3AIフラグメント 4: EcoRI−DEVIATS−プライマー4によ
るPCR 5: Sau3AI−DEVIATS−プライマー4に
よるPCR 6: Ox174HaeIIIサイズマーカー例2 クラミジアルDNA調製(参考例1参照)からのCR
P.9.8(図4参照)をオリゴヌクレオチド9及び8
(前記で定義)を用いるPCR及び参考例3で述べた一
般PCR条件によって増幅にした。増幅反応からのアリ
コート(10μl)を結果分析のためにアガロースゲル
上でランした(図5のレーン7参照)。増幅生成物の残
りをエタノールによって沈降させ、洗浄し、乾燥し、滅
菌蒸留水20μlに再懸濁した。次にこれらの増幅フラ
グメントのアリコート(5μl)を37℃60分間Xb
aI又はClaIによって50μl容量で別に消化し
た。制限酵素は不活化しなかった。次に消化されたフラ
グメントを連結した。従って、消化されたフラグメント
にATP及びDTT(各々最終濃度2mMまで)、適当
なDEVIATS(約1.5倍最小モル過剰まで)及び
T4 DNAリガーゼ(1単位)を加えた。XbaI消
化に関して、オリゴヌクレオチド15及び16を用い、
ClaI消化に関して、オリゴヌクレオチド17及び1
8を用いた。次に連結/制限酵素ミックスを1サイクル
につき、20℃60分間37℃30分間3サイクル イ
ンキュベートした。連結後、容量を滅菌蒸留水で100
μlに調節し、連結したサンプルをー20℃で保存し
た。
【0118】DEVIATSサブフラグメントのPCR
増幅のために、連結物質1μlを反応あたりに用いる。
オリゴヌクレオチド2(ベクトレッテプライマー)と共
にDEVIATS PCRプライマー19を用い、PC
Rのアニーリングステップを64℃0.7分間から45
℃0.7分間に減じた。PCR生成物(各PCR生成物
10μl)を図5に示すようにアガロースゲル上で分析
した。図5には、680bp全長PCR生成物をレーン
7に示す。XbaIによる消化によって30、160及
び490bpのフラグメント(レーン8)を生じ;16
0bpフラグメントはその5’末端でオリゴヌクレオチ
ド9を有する。ClaIによる消化によって68、11
3及び499bpのフラグメント(レーン9)を生じ;
68bpフラグメントはその5’末端でオリゴヌクレオ
チド9を有する。
【0119】これらの消化物へのDEVIATS連結後
に、プライマー9(特異性)及び19(DEVIAT
S)を用いるPCR増幅は、プライマー9末端フラグメ
ントの特異性増幅を生じた(各々今やDEVIATSの
一部の増幅によりサイズ30bpまでに増大;レーン1
0及び11)。
【0120】従って、図5のレーン6〜11は次のよう
である: レーン6: Ox174HaeIIIサイズマーカー 7: 全長PCR生成物(680bp) 8: XbaIフラグメント 9: ClaIフラグメント 10: プライマー9によるXbaI−DEVIATS
PCR 11: プライマー9によるClaI−DEVIATS
PCR例3 各ベクトレッテライブラリー(BamHI、ClaI、
EcoRI、HindIII、PstI、SacI、Sa
lI及びXbaIベクトレッテライブラリー)からのM
OMP座上流の非特性化ベクトレッテフラグメントはオ
リゴヌクレオチド1及び6(下記で定義)を用いるPC
R及び参考例3で述べた一般PCR条件によって増幅さ
れた。ベクトレッテを構成するオロゴヌクレオチドは下
記で定義したようなオリゴヌクレオチド21−29であ
る。
【0121】このようなPCR増幅を実施することによ
って生じた帯を示す。
【0122】トラックNo: 1及び10:Ox174、HaeIIIサイズマーカー 2 EcoRIベクトレッテライブラリー 3 BamHIベクトレッテライブラリー 4 ClaIベクトレッテライブラリー 5 HindIIIベクトレッテライブラリー 6 XbaIベクトレッテライブラリー 7 SalIベクトレッテライブラリー 8 PstIベクトレッテライブラリー 9 SacIベクトレッテライブラリー 生成物を次のライブラリーで生成した:BamHI(1
20bp);ClaI(1300bp);HindIII
(200bp);PstI(150bp);SacI
(500bp)。ClaIPCRからのフラグメントを
次の研究のために選択した。
【0123】このフラグメントをBamHIで消化し、
適当なDEVIATSへ連結させた。オリゴヌクレオチ
ド2と20によって形成されるこれらは約580bpの
生成物を生じた。連結生成物は非対称的なPCR(50
pmoleプライマー20と0.5pmoleプライマ
ー2)によっておよび標準PCRによって再増幅させ、
プライマーの一つはlambdaエキソヌクレアーゼ消
化後の配列決定(sequencing)のための材料
を製造するためにキナーゼ処理した(図7以下参照)。
図7においてトラックは次の通りである: トラックNo:1と7、Ox174、HaeIIIサイズ
マーカー 2 APCr(50pmole プライマー 20;
0.5pmole プライマー2) 3 PCR(100pmole プライマー 20−
p;100pmoles プライマー2) 4 PCR(100pmole プライマー 20−
p;100pmoles プライマー2A) 5 PCR(100pmole プライマー 20;1
00pmoles プライマー2) 6 PCR(100pmole プライマー20;10
0pmoles プライマー2A) (APCrは非対称PCRを意味し、−Pはプライマー
が5’ー末端においてホスホリル化されることを意味す
る)配列決定は上記のように実施した。生成した一致配
列(consensussequence)を用いて、
他の2PCRプライマーを設計し、これをプライマー6
とのPCR反応に用いた、標的としてクラミジア感染お
よび非感染マックコイ細胞から製造された物質を用い
た。結果は図8に示す。これは得られた配列がプライマ
ー6の下流のクラミジア トラコーマチス2から誘導
されたものであることを確証する。
【0124】図8はBamHI−プライマー6のDEV
IATSサブフラグメントーClaIベクトレット段階
の配列から誘導された2プライマーと共にオリゴヌクレ
オチド6を用いた、クラミジア感染および非感染マック
コイ細胞のPCR反応の生成物を示す;図8において トラックNo:1と8 Ox174、HaeIIIサイズ
マーカー 2 PCR:プライマー1と6;C.トラコーマチス
2に感染したマックコイ細胞 4 PCR:プライマー2と6;C.トラコーマチス
2に感染したマックコイ細胞 5 PCR:プライマー1と6;非感染マックコイ細胞 7 PCR:プライマー2と6;非感染マックコイ細胞例4 MOMP4.XbaIのEcoRIとSau3AI D
EVIATSサブフラグメント(図4参照)の配列決定 a)DNA鋳型の調製 配列決定用のDNAサブフラグメント(図4参照)を非
対称PCRと、5’ホスホリル化ストランドのLamb
daエキソヌクレアーゼ選択的消化を伴うPCRとの両
方によって調製した。
【0125】非対称PCRはインニス(ilnnis)
等(1988)プロク.ナトル.アカド.サイ.USA
(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)8
、9436−9440の方法によって実施した。簡単
に説明すると、DEVIATSプライマーは他の使用プ
ライマー(特異的プライマーまたはベクトレットプライ
マー0.5pmol/反応)よりも過剰に存在する(5
0pmol/反応)。この他のPCR条件は通常通りで
ある。反応後に、混合物をセファロデックスG−50カ
ラムに塗布することによって、ヌクレオチド、プライマ
ーおよびTagポリメラーゼを除去する。配列決定用鋳
型もヒグチ(Higuchi)とオクマン(Ochma
n)(1989)ヌクレイック アシドス リサーチ
(Nucleic Acids Research)1
、5865の方法によって調製した。簡単に説明する
と、プライマーの一つを5’−ホスフェート基を用いて
調製する。PCRは前記と同様に実施する。生成物をフ
ェノール/クロロホルム抽出によって精製し、エタノー
ル沈降後、67mMグリシン、10mM塩化マグネシウ
ム(pH9.0)中に再懸濁し、37℃においてLam
bdaエキソヌクレアーゼによって15分間処理する。
一重鎖DNAをフェノール/クロロホルム抽出、その後
のエタノール沈降および水中再懸濁によって精製する。
【0126】b)このように調製したDNA鋳型を、T
ag DNAポリメラーゼ(合衆国生化学製品No.7
1060)を用いるジデオキシ塩基配列決定法(サンガ
ー、エフ(Sanger F.)等のプロク.ナトル.
アカド.サイ.USA74、5463−5467)によ
って配列決定した。
【0127】配列決定用プライマーをガンマ32P dA
TPによって標識した。
【0128】c)全長MOMP4.XbaI(図4と5
参照)は約1100bp長さであり、標準直接配列決定
法(ニュートン シー.アール.(Newton C.
R.)等(1988)、ヌクレイック アシドス リサ
ーチ16 8233−8243では読取り可能な配列を
生じなかった。しかし、EcoRIとSau3AI D
EVIATSサブフラグメントの各々(図4参照)はヨ
ーロッパ特許公報第192,033号に述べられている
ように読取り可能な配列を生じた。
【0129】例5 CRP9.8のXbaI−DEVIATSサブフラグメ
ントの配列決定 DNA鋳型を製造し、例4(a)と(b)に述べたよう
に配列を決定した。
【0130】全長CRP9.8は標準直接配列決定法
(ニュートン等1988、ヌクレイック アシドス リ
サーチ 16 8233−8243)において全体とし
て約200bpの読取り可能な不連続配列を生じた。し
かし、この配列内にはおそらく二重鎖鋳型の存在のため
に多義的な(equivocal)領域が存在する。こ
れに比べて、CRP.9.8のXbaI−DEVIAT
Sサブフラグメント(図4)はその全長に沿って読取り
可能な連続配列を生じ、多重バンド(multiple
banding)は発生しなかった。得られた配列は
公開配列[クラーク アイ.エヌ(Clarke I.
N.)(1988)ジーン 71、307−314頁参
照]と100%一致した。
【0131】例6 MOM6のBamHI DEVIATSサブフラグメン
ト(図4参照)の配列決定 MOMP6.ベクトレット(例3参照)は配列決定のた
めの鋳型として作用するために十分な量で製造すること
ができなかった。しかし、BamHI DEVIATS
サブフラグメント(図4)を用い、非対称PCRとLa
mbdaエキソヌクレアーゼ処理PCR生成物とからの
結果(例4参照)を組み合わせることによって、400
bp以上を容易に配列決定することができた;この配列
は図13に示す。
【0132】例7 MOMP4.XbaIからのEcoRIとSau3AI
DEVIATSサブフラグメントの使用によるDEV
IATS RNA転写体の配列決定 a)RNA鋳型の調製 PCR後のDEVIATSサブフラグメントからSP6
またはT7RNAポリメラーゼを用いて(DEVIAT
Sの配向に依存)、RNAを転写した。RNAをフェノ
ール/クロロホルム抽出、エタノール沈降およびジエチ
ルピロカーボネート(DEPC)処理水中への再懸濁に
よって精製した。
【0133】b)RNA配列決定 RNA転写体をAMV(トリ骨髄芽球腫ウィルス)逆ト
ランスクリプターゼとジデオキシ配列決定法(サンガー
エフ.等プロク.ナトル.アカド.サイ.USA
5463−5467)を用いて配列決定した。
【0134】c)DEVIATS RNA転写体の配列決定 MOMP4.XbaIからのDEVIATSサブフラグ
メントを用いて、RNA転写体から約140bpを配列
決定した。この配列はすでに公開された配列(ヨーロッ
パ特許公報第192033号参照)とPCR生成物の直
接DNA塩基配列決定によって得られた配列(例4〜6
参照)の両方と100%一致した。
【0135】例8 DEVIATS誘導RNA転写体の調製とプローブとし
ての使用 a)RNA転写体の調製 サブフラグメント(a)プライマー9−ClaI DE
VIATS (b)プライマー8−ClaI DEVIATS を上記で定義したような標的DNA溶液1μlを含む1
00μl反応中のDEVIATSプライマー9に加えて
特異的プライマー9および8をそれぞれ用いて、PCR
によって増幅した。得られたPCR生成物をモレキュラ
ーシーブ(セファデックスG50スパン カラム)によ
って精製し、エタノール沈降させ、DEPC処理水10
μl中に再溶解し、使用するまでー20℃に保存した。
【0136】2DEVIATSフラグメントの標識RN
A転写体をSP6ポリメラーゼを用いるアルファ32P−
ATP[アマーシャム(Amersham)]によって
調製した。対照として、RNA転写体を活性SP6プロ
モーター配列を含むプラスミド フラグメントから並行
して製造した[メルトン(Melton)等(198
4)ヌクレイック アシドス リサーチ12 7035
−56]。
【0137】製造した転写体をモレキュラーシーブ(例
えばセファデックスG50スパンカラム)を用いて非色
含標識を除去することによって精製した;精製の前後に
アリコートを回収し、チェレンコフ計数(Cheren
kov counting)によって放射能を測定し、
包含率を算出した。プライマー9ClaIとプライマー
8ClaI DEVIATSフラグメントのRNA転写
体を2部分に分割し、RNA合成の確認とRNAプロー
ブとしての有用性とに関して別々に試験した[下記c)
参照]。b)RNA合成の確認 α32P標識ヌクレオチドがRNA転写体に包含されたこ
とを確認するために、TCA沈降実験を(a)非処理転
写体、(b)DNアーゼ処理転写体および(c)RNア
ーゼ処理転写体に対して実施した。リトル(Littl
e)とジャックソン(Jackson)の方法(198
7)「DNAクローニング(DNA Clonin
g)」III巻、1〜42頁、グローバー エイ.エム
(GloverA.M.)編集、IRLプレス、オクス
フォードを用いた。各標識RNA転写体サンプルプライ
マー9−ClaI、プライマー8−ClaIおよび対照
を等しい3アリコートに分割した。第1アリコートにR
NAアーゼを含まないDNアーゼ1単位を加え、第2ア
リコートにDNアーゼを含まないRNアーゼ10μgを
加え、第3アリコートは非処理対照として用い、3アリ
コートの全てを37℃において30分間インキュベート
した。各アリコートを二重のろ紙(ホワットマンDE8
1)に吸収させ、乾燥させ、放射能をチェレンコフ計数
法によって測定した。このろ紙をTCA溶液20mlで
9回洗浄してから、乾燥し、再計数した。各処理数に残
留するTCA沈降可能なカウントの割合を算出した(下
記表参照)。
【0138】c)RNA転写体の合成の確認 DNアーゼおよびRNアーゼ処理後のRNAポリメラー
ゼ反応生成物のTCA沈降は、生成した標識フラグメン
トがRNAであることを確証した(下記表参照)。
【0139】
【表1】
【0140】d)プローブとしてのRNA転写体 8制限酵素によって消化させたクラミジアルDNA(例
2参照)のサザン ブロットを密封ハイブリット化バッ
グ内でハイブリッド化緩衝液N[ハイブリッド化緩衝液
Nについては、ディヴィス エル.ジー.(Davis
L.G)等(1986)分子バイオロジーの基本的方
法(Basic Methods inMolecul
ar Biology)、エルセヴィール(Elsev
ier)、ロンドンを参照]10mlによって、60℃
において1時間プレハイブリッド化した。2種類の標識
RNA転写体サンプル(プライマー9−ClaIとプラ
イマー8−ClaI)を94℃に加熱し、新しいHBN
10mlに加え、ブロットをこれらのサンプルにより密
封ハイブリッド化バッグ内で42℃において一晩ハイブ
リッド化した。2×SSC、0.1%SDS中で2回お
よび0.1×SSC、0.1%SDS(55℃)中で1
回洗浄した後、ハイブリッド化ブロットをハイブリッド
化バッグ内に密封し、強化スクリーン(intensi
fyingscreen)を用いてー80℃において4
8時間オートラジオグラフィーした。 DEVIATS
9−ClaI(図4)と8−ClaIから転写し、C.
トラコーマチス2DNAの制限酵素消化物のサザンブ
ロットにハイブリッッド化されたRNAプローブは、良
好なシグナル:ノイズ比を示した(図9と10)。両プ
ローブは公開制限マップ(図4)から予想されるよう
に、異なるClaIとXbaIフラグメントによってハ
イブリッド化した。図9は9−ClaI DEVIAT
Sからの標識RNA転写体とハイブリッド化したクラミ
ジアルDNAの制限酵素消化物のサザン ブロットのオ
ートラジオグラフを示す。オートラジオグラフの側面に
サイズマーカーの大体の位置(bp)を示す。トラック
C.トラコーマチス2DNAの消化に用いた制限酵
素によって標識されたものである:Sac(Sac
I),P(PstI),Sal(SalI),x(Xb
aI),H(HindIII),C(ClaI),B(B
amHI)およびE(EcoRI)。図10は8−Cl
aI DEVIATSからの標識RNA転写体によって
ハイブリッド化した、クラミジアルDNAの制限酵素消
化物のサザンブロットのオートラジオグラフを示す。サ
イズマーカーの大体の位置(bp)をオートラジオグラ
フの側面に示す。トラックはC.トラコーマチス2
NAの消化に用いた制限酵素によって標識されたもので
ある:Sac(SacI),P(PstI),Sal
(SalI),x(XbaI),H(HindIII),
C(ClaI),B(BamHI)およびE(EcoR
I)。
【0141】例9 化学遺伝学のためのベクトレットの代替物としてのDE
VIATS MOMP特異性プライマー(4、5、3または7)また
は23s rRNA−特異性プライマー(10)をEc
oRIベクトレットおよびEcoRI DEVIATS
クラミジアル ライブラリーと共に用いたPCRは図1
1に示すように同じ生成物を生じた。図11は特異性プ
ライマーとEcoRIベクトレットおよびDEVIAT
Sクラミジアル ライブラリーとを用いたPCRによる
増幅を示す、図11において、 トラック1 プライマー4 2 プライマー5 3 プライマー3 + EcoRI DEVIATSク
ラミジアル ライブラリー 4 プライマー7 5 プライマー10 6 プライマー Ox174 HaeIII サイズマー
カー 7 プライマー4 8 プライマー5 9 プライマー3 + EcoRI Vectoret
teクラミジアル ライブラリー 10 プライマー7 11 プライマー10例10 M13mp18 RF DNA 1μgをXbaIによ
って切断し、XbaIDEVIATSに連結した。各々
連結DNA約125ngを含む4アリコートを4個の特
異性プライマー、No.11、12、13および14の
一つにDEVIATS−連結DNAの一端からそれぞれ
500、1000、2000または4000bpにおい
てアニールした。単一プライマー延長(4分間、72
℃)をPCR緩衝液中でTagDNAポリメラーゼを用
いて実施し、反応をフェノール抽出によって停止させ、
DNAを反応成分からモレキュラーシーブ(セファデッ
クスG−50)によって分離した。RNA転写体をSP
6RNAポリメラーゼによって製造し、α32P−ATP
の包含レベルをTCA沈降によって測定した。結果は4
プライマーの全てが機械的RNAポリメラーゼ プロモ
ーターの製造に成功したことを示す。包含レベルはPC
R増幅が存在しないために、予想通りに非常に低かっ
た、TCA沈降カウントと包含%とを下記の表に示す。
【0142】
【表2】
【0143】それ故、DEVIATSを用いて上記で説
明したように、特異性配列を増幅する本発明の実施には
PCRの使用が不要であることが明らかである。
【0144】例11 クラミジアルDNAのベクトレット ライブラリーを参
考例2に述べた制限エンドヌクレアーゼClaIと、オ
リゴヌクレオチド30、31とを用いて製造した。この
ライブラリーのアリコートを参考例3に述べた条件下
で、増幅プライマーとしてオリゴヌクレオチド32と3
3を用いるポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増
幅した。PCR反応生成物10μlをBamHI制限エ
ンドヌクレアーゼ10単位と共にインキュベートした。
これに、制限緩衝液(酵素製造者の指示による)中でB
amHIとPstIとによって予め消化させた、pAT
153プラスミドDNA1μgを含む混合物5μlを加
えた。pAT153とPCR生成物とを含む溶液を70
℃において10分間加熱した。アデノシン トリホスフ
ェート(ATP)とジチオスレイトール(DTT)とを
最終濃度1mMまで加え、次にT4 DNAリガーゼ1
0単位を加えた。これを1時間インキュベートした。次
にサンプルを1%アガロースゲル上で電気泳動によって
分析した。結果は図14に示す。
【0145】トラック1はBamHIとPstIによっ
て消化されたpAT153を示す。トラック2はpAT
153、PstIとBamHI消化物、およびPCR生
成物BamHI消化物を含む連結混合物を示す。トラッ
ク3はPhix174 HaeIII消化物(マーカー)
を示す。結果はベクトレット2配列(オリゴヌクレオチ
ド30と31を用いて製造)中の制限部位が消化され、
再連結されることを示す。
【0146】配列リスト (1) 一般情報 i)出願人:インペリアル ケミカル インダストリー
PLC(Imperial Chemical Ind
ustries PLC) ii)発明の名称:増幅方
法 iii)配列数:34 iv)通信アドレス: A)受信人:法務省特許局 B)町:ベッセマーロード(Bessemer Roa
d) C)市:ヴェルヴィン ガーデン シティ(Welwi
n GardenCity) D)州:ハートフォードシア(Hertfordshi
re) E)国:英国 F)郵便番号:GB−AL7 1HD v)コンピューター読取り可能な形式: A)媒体型:ディスケット、5.25inch、1.2
NbストレージB)コンピューター:タンドン(Tan
don) C)操作系:PC−DOS3.20 D)ソフトウェア:WPS−PLUSからのASCII vi)最新出願データ: A)出願称号: B)出願国: vii)先行出願データ: A)出願称号 第9001764.1号 B)出願日:1990年1月25日 A)出願称号 第9025283.4号 B)出願日:1990年11月21日 SEQ ID No 1 配列長さ: 30 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGAATCGTAA CCGTTCGTAC GAGAATCGCT 30 SEQ ID No 2 配列長さ: 20 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 AGAATCGCTG TCCTCTCCTT 20 SEQ ID No 2a 配列長さ: 15 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGCTGTCCTC TCCTT 15 SEQ ID No 3 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTGCTCACGT AAATGCACAA TTCCG 25 SEQ ID No 4 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 TGAAATCGGT ATTAGTGTTT GCCGC 25 SEQ ID No 5 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GTGCATTTAC GTGAGCAGCT CTCTC 25 SEQ ID No 6 配列長さ: 24 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CCTGAAGGGC GCACAGTAGC TGAT 24 SEQ ID No 7 配列長さ: 24 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CAAGGCATAA CGTGTTGATT GGTG 24 SEQ ID No 8 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GGGTCTGATC CACCAGACTA TTTCT 25 SEQ ID No 9 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTTCCGATAC ATTGACTGTT CCAGT 25 SEQ ID No 10 配列長さ: 21 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGTTCTCATC GCTCTACGGA C 21 SEQ ID No 11 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 TTGACGTTGG AGTCCAGGTT CTTTA 25 SEQ ID No 12 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GAGTTCTTCT ACTCAGGCAA GTCAT 25 SEQ ID No 13 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 ATTCGCCTCT GCGCGATTTT GTAAC 25 SEQ ID No 14 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 TGTGAATATC AAGGCCAATC GTCTG 25 SEQ ID No 15 配列長さ: 43 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 AATTGCAGGA GAACCCATTT AGGTGACACT ATA GAATACG GCG 43 SEQ ID No 16 配列長さ: 43 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTAGCGCCGT ATTCTAATAC GACTCACTAT AGG GTTCTCC TGC 43 SEQ ID No 17 配列長さ: 43 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GATCGCAGGA GAACCCATTT AGGTGACACT ATA GAATACG GCG 43 SEQ ID No 18 配列長さ: 41 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGCGCCGTAT TCTAATACGA CTCACTATAG GGT TCTCCTG C 41 SEQ ID No 19 配列長さ: 17 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 ACCCATTTAG GTGACAC 17 SEQ ID No 20 配列長さ: 17 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 TTCTAATACG ACTCACT 17 SEQ ID No 21 配列長さ: 58 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GATCGAAGGA GAGGACGCTG TCTGTCGAAG GTA AAGGAAC GGAGGAGAGA AGGGAGAG 58 SEQ ID No 22 配列長さ: 53 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTCTCCCTTC TCGAATCGTA ACCGTTCGTA CGA GAATCGC TGTCCTCTCC TTC 53 SEQ ID No 23 配列長さ: 55 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGGAAGGAGA GGACGCTGTC TGTCGAAGGT AAG GAACGGA GGAGAGAAGG GAGAG 55 SEQ ID No 24 配列長さ: 57 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 AGCTGAAGGA GAGGACGCTG TCTGTCGAAG GTA AGGAACG GAGGAGAGAA GGGAGAG 57 SEQ ID No 25 配列長さ: 57 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTAGGAAGGA GAGGACGCTG TCTGTCGAAG GTA AGGAACG GAGGAGAGAA GGGAGAG 57 SEQ ID No 26 配列長さ: 57 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 TCGAGAAGGA GAGGACGCTG TCTGTCGAAG GTA AGGAACG GAGGAGAGAA GGGAGAG 57 SEQ ID No 27 配列長さ: 53 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 AAAGGAGAGG ACGCTGTCTG TCGAAGGTAA GGA ACGGAGG AGAGAAGGGA GAG 53 SEQ ID No 28 配列長さ: 57 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTCTCCCTTC TCGAATCGTA ACCGTTCGTA CGA GAATCGC TGTCCTCTCC TTTTGCA 57 SEQ ID No 29 配列長さ: 57 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTCTCCCTTC TCGAATCGTA ACCGTTCGTA CGA GAATCGC TGTCCTCTCC TTTAGCT 57 SEQ ID No 30 配列長さ: 54 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGGCAGGAGA ACCCCAGAGT TCGGGATGAT GCT TGCTAGA TGTAGAATAC GGCG 54 SEQ ID No 31 配列長さ: 53 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CGCCGTATTC TAGTACTTCG AACCTTAAGC CCT AGGTGCA GGGTTCTTCC TGC 53 SEQ ID No 32 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 CTTCGAACCT TAAGCCCTAG GTGCA 25 SEQ ID No 33 配列長さ: 25 配列型: ヌクレオチド 鎖構造: 一重鎖 トポロジー: 線状 GAATTGACGG TGAATGTACA TAACG 25
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 阻止ベクトレット部分を示す (b) 阻止ベクトレット部分への化学的遺伝学方法の
適用を説明する
【図2】(a) 非相補的ベクトレット部分を示す (b) 非相補的ベクトレット部分への本発明の方法の
適用を説明する
【図3】本発明によるベクトレットとプライマーとの構
造的デザインを示す
【図4】MOMP4.XbaI,MOMP6.ベクトレ
ットとCRP9.8との相対的位置を示す
【図5】化学的遺伝学方法と本発明の方法とによるPC
Rによって得られた増幅フラグメントのアガロース ゲ
ル分析を示す。
【図6】PCRによって得られたバンドを示す
【図7】MOMP.6ベクトレット(ClaI)からの
PCRによる増幅を示す
【図8】クラミジア感染または非感染のマクコイ細胞の
PCRによる増幅を示す
【図9】9−ClaI DEVIATSからのハイブリ
ッド化クラミジアルDNAの制限酵素消化物のサザンブ
ロットのオートラジオグラフを示す
【図10】8−ClaI DEVIATSからのハイブ
リッド化クラミジアルDNAの制限酵素消化物のサザン
ブロットのオートラジオグラフを示す
【図11】EcoRIベクトレットとDEVIATSク
ラミジアル ライブラリーと特異的プライマーによるP
CR増幅を示す
【図12】単一サイクル プライマー エクステンショ
ン後のRNA転写体発生を示す
【図13】MOMP6.のBamHI DEVIATS
サブフラグメントからの配列を示す
【図14】ベクトレット2配列の制限部位の商科と再結
合を示す
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】a)は阻止ベクトル部分を示す図であり、b)
の(i)〜(iii)は阻止ベクトル部分への化学的遺
伝学方法の適用を説明する図である。
【図2】a)は相補的ベクトレット部分を示す図であ
り、b)の(i)〜(v)は非相補的ベクトレット部分
への本発明の方法の適用を説明する図である。
【図3】本発明によるベクトレットとプライマーとの構
造的デザインを示す図である。
【図4】MOMP4.XbaI,MOMP6.ベクトレ
ットとCRP9.8との相対的位置を示す図である。
【図5】化学的遺伝学方法と本発明の方法とによるPC
Rによって得られた増幅フラグメントのアガロース・ゲ
ル分析の結果を示す電気泳動写真である。
【図6】PCRによって得られたバンドを示す電気泳動
写真である。
【図7】MOMP.6ベクトレット(ClaI)からの
PCRによる増幅を示す電気泳動写真である。
【図8】クラミジア感染または非感染のマクコイ細胞の
PCRによる増幅を示す電気泳動写真である。
【図9】9−ClaI DEVIATSからのハイブリ
ッド化クラミジアルDNAの制限酵素消化物のサザンブ
ロットのオートラジオグラフを示す電気泳動写真であ
る。
【図10】8−ClaI DEVIATSからのハイブ
リッド化クラミジアルDNAの制限酵素消化物のサザン
ブロットのオートラジオグラフを示す電気泳動写真であ
る。
【図11】EcoRIベクトレットとDEVIATSク
ラミジアル・ライブラリーと特異的プライマーによるP
CR増幅を示す電気泳動写真である。
【図12】単一サイクル・プライマー・エクステンショ
ン後のRNA転写体発生を示す図である。
【図13】MOMP6.のBamHI DEVIATS
サブフラグメントからの配列を示す図である。
【図14】ベクレット2配列の制限部位の消化と再結合
を示す電気泳動写真である。
フロントページの続き (72)発明者 ジョン・クレイグ・スミス イギリス国チェシャー,ニアー・ナッツフ ォード,プラムレイ,アスコル・ドライブ 14 (72)発明者 ウィリアム・レシュマン・マクフィート イギリス国チェシャー,コングレトン,ボ ーリン・ドライブ 4 (72)発明者 ラシダ・アンウァー イギリス国チェシャー,ノースウィッチ, ウィンチャム,シェリー・アベニュー 34 (72)発明者 アレクサンダー・フレッド・マーカム イギリス国チェシャー,クレウィー,ゴー ストレイ,ボース・ベッド・レーン 25

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)未知配列、(ii)第1プライマー
    によるハイブリッド化のための既知ヌクレオチド配列の
    第1プライミング領域および(iii)その少なくとも一
    つの鎖がその二重鎖相補形またはその一重鎖形において
    蛋白質によって結合されうる核酸配列を有するベクトレ
    ット部分を含む標的核酸フラグメント/ベクトレット単
    位の少なくとも一部分の増幅方法において、第1プライ
    ミング領域のエクステンション生成物が第1プライミン
    グ領域に対して実質的に相補的であるように選択された
    第1プライマーがハイブリッド化する第1プライミング
    領域を有する一重鎖標的核酸/ベクトレット単位に相補
    的に合成されるが、このようなエクステンション生成物
    がこのような第1プライミング領域を有さない一重鎖標
    的核酸フラグメント/ベクトレット単位に相補的に合成
    されないように、標的核酸フラグメント/ベクトレット
    単位をハイブリッド形成条件において適当なヌクレオシ
    ド トリホスフェートおよびヌクレオシド トリホスフ
    ェートの重合剤によって同時にまたは連続的に処理する
    ことから成る方法。
  2. 【請求項2】 ベクトレット単位の少なくとも一部を
    (a)(i)未知配列と(ii)プロモーター配列とを含
    む核酸配列の第1プライミング領域にハイブリット化す
    る第1プライマーのプライマーエクステンションと、そ
    の後の(b)前記プロモーター配列の制御下での核酸配
    列の反復発生とによって増幅する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ベクトレット プライマー増幅生成物の
    合成が開始プライマーのエクステンション生成物の初期
    合成に依存する請求項1または請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 標的核酸フラグメント/ベクトレット単
    位の少なくとも1ベクトレット部分が第1鎖と第2鎖と
    を有する二重鎖部分を含み、第1鎖は末端重合阻止部分
    を有し、第2鎖は二重鎖相補形もしくは一重鎖形で蛋白
    質によって結合されうる核酸配列を含む一重鎖部分を有
    し、第2鎖が第1プライマーとのハイブリッド形成のた
    めの第1プライミング領域を含む標的核酸フラグメント
    の鎖に連結し、末端重合阻止部分が適当なヌクレオシド
    トリホスフェートとヌクレオシド トリホスフェート
    の重合剤との存在下、ハイブリッド形成条件下における
    第2鎖の前記一重鎖部分への補体を形成する第1鎖のエ
    クステンションの阻止に効果的である請求項1〜3のい
    ずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 標的核酸フラグメント/ベクトレット単
    位のベクトレット部分が第1鎖と第2鎖とを含む二重鎖
    部分を有し、ベクトレット部分の第2鎖が開始プライミ
    ング領域を含む標的核酸フラグメントの鎖に連結し、第
    1鎖、第2鎖およびベクトレット プライマーのヌクレ
    オチド配列が、ベクトレット プライマーが第2鎖の補
    体にハイブリッド化しうるか、同じハイブリッド形成条
    件下で第1鎖にはハイブリッド化し得ないことを特徴と
    する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 同一開始プライマーとの使用のために、
    標的核酸の種々な開裂部位における開裂によって形成さ
    れる核酸フラグメントとの連結によって得られる標的核
    酸フラグメント/ベクトレット単位からなる多数の種々
    なベクトレットライブラリーを製造し、各ベクトレット
    ライブラリーをハイブリット形成条件下で適当なヌク
    レオシド トリホスフェートとヌクレオシド トリホス
    フェートの重合剤で別々にまたは同時に処理することに
    よって、同一開始プライマーの使用に基づいて多数の開
    始プライマーエクステンション生成物を得ることから成
    る請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 核酸配列がその二重鎖相補形である場合
    にのみ蛋白質によって結合されうる請求項1〜6のいず
    れかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 核酸配列が制限酵素によって結合されう
    る請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 核酸配列がDNAまたはRNAポリメラ
    ーゼを結合しうる請求項1〜7のいずれかに記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 核酸配列がSP6またはT7RNAポ
    リメラーゼを結合しうる請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 各末端にベクトレット部分を有する標
    的核酸フラグメント/ベクトレット単位の製造方法であ
    って、標的核酸フラグメント/ベクトレット単位を前記
    ベクトレット単位の標的核酸フラグメント部分の未知配
    列領域において開裂し、得られた開裂標的核酸部分にベ
    クトレットを連結して、各末端にベクトレット部分を有
    するベクトレット単位を形成することから成る方法。
  12. 【請求項12】 ベクトレットが請求項1〜10のいず
    れかに記載された通りのものである請求項2記載の方
    法。
  13. 【請求項13】 非相補性領域を有する二重鎖核酸を含
    むベクトレットであって、この領域が、第1鎖にその二
    重鎖相補形またはその一重鎖形において1種類の蛋白質
    によって結合されうる核酸配列を有し、かつこの領域が
    第2鎖にその二重鎖相補形または一重鎖形において第1
    鎖の核酸配列を結合しうる蛋白質とは異なる蛋白質によ
    って結合されうる核酸配列を有するベクトレット。
  14. 【請求項14】 請求項7〜10のいずれかに記載の核
    酸配列を含むことから成る請求項13記載のベクトレッ
    ト。
  15. 【請求項15】 プライマー エクステンションによる
    未知配列核酸フラグメントの増幅用キットであって、次
    の要素:標的核酸フラグメントへの連結用または標的核
    酸フラグメント/ベクトレット単位への連結用のベクト
    レット、前記フラグメントまたはベクトレット単位は使
    用時に単一末端ベクトレットを有するかまたは標的核酸
    フラグメントの各末端にベクトレットを有する標的フラ
    グメント/ベクトレット単位を形成する標的核酸開裂手
    段によって得られたものであり、前記ベクトレットはそ
    の少なくとも一つの鎖がその二重鎖相補形または一重鎖
    形において蛋白質によって結合され得る核酸配列を有す
    るようなベクトレットである;書かれたまたは印刷され
    たキットの使用説明書;および下記任意要素の一つ以
    上;(a)核酸配列を結合しうる適当な蛋白質、(b)
    特異的部位において標的核酸を開裂して標的核酸フラグ
    メントを得るかまたは標的核酸フラグメント/ベクトレ
    ット単位を得る手段、(c)4種類のヌクレオシド ト
    リホスフェートの各々、(d)(c)におけるヌクレオ
    シド トリホスフェートの重合剤、(e)適当な第1プ
    ライマーおよび/またはベクトレットプライマー、およ
    び(f)適当な緩衝剤、を含むキット。
  16. 【請求項16】 下記要素:第1プライマー、ネステッ
    ド(nested)ベクトレット プライマー、ネステ
    ッド第1プライマー、配列決定用プライマー、本発明の
    方法を実施するための緩衝液、ならびにマグネシウム、
    カリウムおよびヌクレオシド トリホスフェートの濃度
    を変えるための緩衝液の一つ以上を含む請求項15記載
    のキット。
  17. 【請求項17】 プライマーエクステンションによる未
    知配列の核酸フラグメントの増幅用のベクトレット ラ
    イブラリー キットであって、次の要素: (1)動物、植物または微生物の種の個体要素のヌクレ
    オシド配列から得られた標的核酸フラグメント/ベクト
    レット単位のセットからなり、各単位は1個または2個
    の末端ベクトレット部分を有する標的核酸を含み、前記
    部分の少なくとも一つがその二重鎖相補形もしくはその
    一重鎖形において蛋白質によって結合され得る核酸配列
    を含む少なくとも一つの鎖を有する少なくとも一つのベ
    クトレット ライブラリー;および (2)標的核酸フラグメント/ベクトレット単位の第1
    プライミング領域にハイブリッド化する1個又は2個以
    上の第1プライマー、から成るキット。
  18. 【請求項18】 ベクトレットが請求項7〜10のいず
    れかに記載の核酸配列を含む請求項15〜16のいずれ
    かまたは請求項17記載のキットまたはベクトレット
    ライブラリー キット。
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