JPH08501212A - エキソヌクレオリチック活性を用いた標的核酸の検出及び増幅 - Google Patents

エキソヌクレオリチック活性を用いた標的核酸の検出及び増幅

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、5’エンドで改変された少なくとも1個の下流プローブを用いて、標的非依存性増幅を低減するか又は除去することからなる改善されたLCR増幅方法に関する。種々の改変プローブ及び該プローブを含むキットも提供する。改変プローブを用い、標的非依存性増幅を低減させて核酸配列の違いを検出する方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 エキソヌクレオリチック活性を用いた標的核酸の検出及び増幅 発明の分野 本発明は一般に核酸増幅技術、特にリガーゼ連鎖反応(LCR)を用いるアッ セイでの標的非依存性バックグラウンド増幅の低減及び好ましくは除去に関する 。本発明は更に、標的核酸配列の違いの同定に関する。 背景 リガーゼ連鎖反応(LCR)は、試料中の特異的核酸配列(標的)を増幅する 方法である。LCRを使用して、一本鎖又は二本鎖DNAの標的を検出すること ができる。通常、一方のプローブ対が他方の対とハイブリッド形成可能である連 結可能な二対のプローブを、標的に対して過剰に使用する。標的DNAが(二本 鎖の場合)、これをまず変性させて、連結可能なプローブ対を各相補鎖とハイブ リダイズさせる。次いで、ハイブリダイズしたプローブをDNAリガーゼにより 連結する。次いで、連結したプローブを標的から解離すると、標的配列自体とし て機能する。ハイブリダイゼーション及び連結のサイクルを反復することにより 、標的配列の増幅が達成される。LCR法は文献に、 とりわけヨーロッパ特許出願公開第320,308号、ヨーロッパ特許出願公開 第439,182号、ヨーロッパ特許出願公開第336,731号、WO89/ 09835号、WO89/12696号及びWO90/01069号に記載され ている。 LCRの共通の問題は非特異的(即ち標的非依存性)増幅であり、この増幅は 誤った陽性結果を出し得る。例えば標的の不在下で一対の隣接するLCRプロー ブ同士を連結するとこのようなことが生じ得る。LCRプローブは通常標的に比 べて高濃度で使用されるので、標的非依存性連結の可能性が大きく、この問題を 相応的に克服する必要がある。 標的非依存性連結事象の低減方法は文献に記載されている。例えばヨーロッパ 特許出願公開第439,182号は、連結可能な対のプローブの一方を改変させ て、修正事象が生じるまで連結できないようにするLCRの変形を記載している 。修正事象は、プローブが標的とハイブリダイズするときにのみ生じる。特に、 前記明細書は上流プローブの3’エンドへの改変を説明している。上流とは、3 ’エンドが連結反応に関与するプローブを意味する。開示されて いる改変は、3’ブロッキング基(例えばホスフェート);(デオキシリボヌク レオチドプローブ上の)リボヌクレオチドの3’突出部;アバシック(abasic) 部位を含む3’突出部;及びプローブを隣接させて連結可能とするために充填し なければならない3’ギャップである。開示された実施態様のいずれも下流プロ ーブの5’エンドの改変は包含していない。 発明の要約 本発明は、標的依存性修正過程なしには連結し得ない5’エンド、即ちプロー ブと標的核酸配列とのハイブリダイゼーション後に酵素分解されれば連結され得 る5’エンドを有する改変された下流プローブを用いて、標的非依存性増幅を低 減し、好ましくは除去する方法を提供する。 従って、本発明の方法は、 (a)ハイブリダイゼーション条件下にて、一本鎖形態の標的核酸配列を含む と思われる試料を、第1の上流プローブ及び第1の下流プローブを含む第1組の オリゴヌクレオチドであって、ここで両プローブが標的核酸配列の部分と実質的 に相補的な配列を有し且つ第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブ の5’末端に近接してハイ ブリダイズするものである過剰の前記第1組のオリゴヌクレオチドに暴露し、こ こにおいて第1の下流プローブの5’エンドを改変させて連結インコンピーテン ト不在修正(ligation incompetent absent correction)とし、これにより第1 組のオリゴヌクレオチドを任意に存在する標的核酸配列とハイブリダイズさせ、 (b)実質的に下流プローブが標的とハイブリダイズするときにのみ下流プロ ーブの5’エンドに該5’エンドのエキソヌクレオリチック分解を含む修正を施 して、この5’エンドを連結コンピーテントにし、 (c)修正した下流プローブを上流プローブに連結して連結産物を生成し、 (d)修正及び連結段階がどの程度生起するかを試料中の標的核酸の尺度とし て決定する段階を包含する。 下流プローブの5’エンドを連結インコンピーテントにするための手段は一般 的に2種に分類される。第1番目では、非リン酸化5’末端により連結インコン ピーテントエンドを得、末端ヌクレオシドの開裂により前記連結インコンピーテ ントエンドを修正して、前記下流プローブ上に新 しい5’リン酸化末端を生成する。第2番目では、ハイブリダイズする相手の標 的配列とは非対合のヌクレオチド塩基を少なくとも1個前記5’エンドに含んで いるプローブ配列を選択して連結インコンピーテントエンドを得る。この改変を 非対合ヌクレオチドの開裂により修正して、前記下流プローブ上に新しい5’リ ン酸化末端を生成する。このような非対合ヌクレオチド塩基は直接5’末端にあ ってもよいし、内側、即ち5’末端から1〜約5残基内側にあってもよい。非対 合塩基の修正に際して、その非対合に隣接する3’側の対合塩基も開裂されるこ とが判明した。 ある実施態様では、5’エンドの分解は、上流プローブの3’エンドが当接す る、即ち隣接する点で停止される。他の実施態様では、分解はこの点を超えて継 続し、上流プローブもまた伸長して、新たに生成された修正された下流プローブ の5’リン酸化末端と当接する。この開裂/伸長活性は、5’→3’エキソヌク レアーゼ活性を有するある種のポリメラーゼにより十分に発揮されるが、これら 2つのプロセスは異なる試薬により実施してもよい。 試料中の標的の存在及び/又は量に依存する連結事象は、例えばそのより大き い分子量によりもしくは、区別的に標 識したプローブを結合して二重標識分子とすることにより連結産物をアッセイす るか、又は例えば蛍光偏光もしくは蛍光消光により修正5’エンドからの開裂断 片の離脱を監視することにより決定され得る。 第2の上流プローブ及び第2の下流プローブを含む第2組のオリゴヌクレオチ ドであって、ここで両プローブがそれぞれ第1の下流プローブ及び第1の上流プ ローブと実質的に相補的な(従って標的配列の相補体(complement)と相補的な )配列を有し、且つ第2の上流プローブの3’末端が第2の下流プローブの5’ 末端に近接してハイブリダイズする、過剰の前記第2組のオリゴヌクレオチドを 含ませることにより試料中の標的配列の量を検出前に増加させることが好ましい 。このような場合、増幅は、ハイブリダイゼーション、修正及び連結の各段階( a−c)を数回繰り返すことにより実施される。一般に10〜約50サイクル繰 り返す。増幅の変形では、第2の下流プローブが更に該下流プローブを連結イン コンピーテントにする5’改変を有してもよいが、必要はない。5’改変を有す る場合、改変は第1の下流プローブの場合と同一であってもよいし、異なっても よい。修正、連結及び検出は前述したのと同一 である。 本発明の他の態様は、前述の改変プローブを含む組成物を提供する。前記組成 物は、 (a)第1の上流プローブ及び第1の下流プローブを含む第1組のオリゴヌク レオチドであって、ここでその両プローブが標的核酸配列の部分と実質的に相補 的な配列を有し、且つ第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブの5 ’末端に近接してハイブリダイズする、前記第1組のオリゴヌクレオチドと、 (b)第2の上流プローブ及び第2の下流プローブを含む第2組のオリゴヌク レオチドであって、ここでその両プローブがそれぞれ第1の下流プローブ及び第 1の上流プローブと実質的に相補的な配列を有し、且つ第2の上流プローブの3 ’末端が第2の下流プローブの5’末端に近接してハイブリダイズする、前記第 2組のオリゴヌクレオチドとを含み、ここで、第1又は第2の下流プローブの少 なくとも一方の5’エンドを改変して連結インコンピーテント不在修正とするこ とを特徴とする。 本発明の他の態様は、標的核酸の検出及び/又は、標的非依存性増幅のない又 はそのような増幅を低減させた増幅 のために使用できる前記改変プローブを含むキットを提供する。このようなキッ トは、 (a)上流プローブ及び下流プローブを含む1組のオリゴヌクレオチドであって 、ここでその両プローブが標的核酸配列の部分と実質的に相補的な配列を有し、 且つ第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブの5’末端に近接して ハイブリダイズし、前記下流プローブの5’エンドを改変して連結インコンピー テント不在修正とする、前記1組のオリゴヌクレオチドと、 (b)連結インコンピーテントな下流プローブを標的依存的に修正して下流プロ ーブを連結可能とし、且つ上流及び下流プローブに連結コンピーテントとするた めの1種以上の修正試薬と、 (c)修正された下流プローブを上流プローブに連結するための連結試薬とを1 個以上の適切な容器内に含んでいる。 修正試薬は、重複プローブの場合には1種の開裂剤を含んでいてもよいし、開 裂剤及び伸長剤を含んでいてもよい。修正のために2つの機能が必要であれば、 2種の異なる試薬を使用してもよいが、重合活性及び5’→3’エキソヌ クレオリチック活性の両方を有するポリメラーゼを使用することが好ましい。増 幅方法で使用する場合にはポリメラーゼが熱安定性であることが好ましい。 図面の簡単な説明 図面は一般に、本発明の種々の好ましい実施態様を示している。各図面の項a は下流プローブの5’エンドに好ましい改変を含んでいる2組のプローブを示し 、項bは標的DNA鎖とハイブリダイズした第1組のプローブを示し、項cは、 改変プローブの修正後ではあるが、プローブ1とプローブ2との連結前の第1の 2個のプローブを示している。項aは両方の下流プローブの改変を示しているが 、本発明では一方の下流プローブを改変するだけでよい。各図面の黒四角は一方 のラベル又はリポーター基(通常は第1のハプテン)を示し、黒丸は他方のラベ ル又はリポーター基を示す(これは第2のハプテンであってもよいしなくてもよ い)。 図1は、下流プローブが連結コンピーテンシー (ligati on competency)に 必要な5’ホスフェートの代わりに5’ヒドロキシル末端を有する2組のブラン ト末端化プローブを用いた核酸増幅技術の図式例である。 図2は、各下流プローブが、5’ヒドロキシル末端と、相補的プローブ及び標 的と対合しない1個の末端塩基とを有する2組のブラント末端化プローブを用い た核酸増幅技術の図式例である。連結インコンピーテンシー(ligation incompe tency)は、5’ヒドロキシル末端によるだけでなく、末端塩基が非対合である ために弱い鋳型との水素結合により付与される。 図3は、各下流プローブが、5’ヒドロキシル末端と、相補的プローブ及び標 的と対合しない1個の内部塩基とを有する2組のブラント末端化プローブを用い た核酸増幅技術の図式例である。図2と同様に、標的非依存性連結は、内部非対 合のために弱い水素結合及び5’ヒドロキシルの両方により低減する。 図4は、5’伸長部を含む下流プローブを有する2組の非ブラント末端化プロ ーブを用いた核酸増幅技術の図式例である。これらの5’伸長部は互いにも又は 各標的ともハイブリッド形成し得ない。これらの下流プローブも図示するように 5’ヒドロキシル末端を有する。連結インコンピーテンシーは、伸長部により課 される立体的制約により及び5’ヒドロキシルにより付与される。 図5は、各下流プローブが一塩基の5’伸長部を有し、伸長部同士は相補的で あるが、標的とは相補的でない2組の非ブラント末端化プローブを用いた核酸増 幅技術の図式例である。これらの下流プローブも図示するように5’ヒドロキシ ル末端を有する。標的上での連結インコンピーテンシーは、末端非対合のために 弱い水素結合により及び5’ヒドロキシルにより付与される。 図6は、下流プローブがそれぞれ5’ヒドロキシル末端を有し、この5’末端 塩基が相補的プローブ及び標的とは非対合である2組のブラント末端化プローブ を用いた核酸増幅技術の図式例である。連結インコンピーテンシーは、末端非対 合のために弱い水素結合により及び5’ヒドロキシルにより付与される。 図7は、互いに、また標的とも対合する3’伸長部を(上流プローブに)有す る2組の非ブラント末端化プローブを用いた核酸増幅技術の図式例である。下流 プローブは5’ヒドロキシル末端を有する。連結インコンピーテンシーは5’ヒ ドロキシルにより付与される。 詳細な説明 これから以下の概要に従って本発明を詳細に説明する: I. 定義 II. 連結インコンピーテント改変及びその修正 A. 非リン酸化5’末端 B. 非対合の塩基、末端及び内部 III. プローブの構造 A. ブラント B. 非ブラント IV. 使用方法 A. 検出方法 B. 増幅方法 C. 重合非依存性方法 V. 検出モード A. 連結複合体 B. 離脱断片 VI. 組成物及びキット VII. 実施例 VIII.配列表 I. 定義 本明細書で使用する以下の用語の意味を説明する。 “標的”又は“標的配列”は、その存否を検出するか又は配列が非常に密接に 関連し得る他の核酸と区別しようとする核酸を意味する。標的核酸は、デオキシ リボ核酸(DNA)を、又はこれほど一般的ではないがリボ核酸(RNA)を含 んでいる。本発明では、標的は一本鎖として記載する。しかしながら、これは、 標的が実際には二本鎖であるが、プローブとのハイブリダイゼーションの前に( “標的相補体”とも呼ばれる)相補鎖から単に分離した場合を含むものと考える べきである。二本鎖標的の場合、最初の段階で第2組のプローブを使用して、標 的相補体とハイブリダイズすることもできる。一本鎖標的の場合、第2組のプロ ーブは最初のハイブリダイゼーション段階には関与しないが、例えば連結産物と ハイブリダイズすることにより以後のハイブリダイゼーション段階に関与する。 “プローブ”は、本発明で使用するオリゴヌクレオチドセグメントを意味する 。プローブは、10〜約100ヌクレオチド長さ、好ましくは約15〜35ヌク レオチド長さを有し、所望の標的に適した規定の塩基配列を有する。プローブは 通常DNAであるが、RNAであってもよいし、DNA/RNA混合組成物であ ってもよい。本明細書に記 載するように、5’エンドで改変されたプローブもある。プローブは天然源から 産生してもよいし、合成源から産生してもよい。 “塩基”は、DNAの場合はピリミジン/プリン化合物のグアニン(G)、シ トシン(C)、アデニン(A)及びチミン(T)を指し、RNAの場合はチミン の代わりにウラシル(U)を指す。“塩基”には、アッセイ条件下で標的とハイ ブリダイズし得る類似体、誘導体及び改変塩基(例えば37CFR §1.82 2(p)(1)で認識されたもの)も含まれる。特に明記しない限り、“塩基” は更に時折、例えば適切な塩基でギャップを埋めるときには、糖及びホスフェー ト部分を含む完全ヌクレオチド残基を示すために使用される。 塩基は規定通り、DNAの場合はAとT、CとGが、RNAの場合はAとU、 CとGが対になることが知られている。個々の塩基に関しては、“相補的”とは 、前記説明に従って対になる又は“対合する”ことを意味する。従って、G又は Cと対になるAは“非対合”又は“非相補的”塩基を示す。しかしながら、オリ ゴヌクレオチドプローブに関しては、他のプローブ又は標的と“相補的”なプロ ーブは、 オリゴヌクレオチドがハイブリダイゼーション条件下で相補的プローブ又は標的 とハイブリダイズし得ることを意味する。従って、相補的プローブは、ハイブリ ッド形成可能領域に対合しない塩基対を有し得る配列を含み得る。但し、この配 列はハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズさせることができるものと する。プローブが、標的又は相補的プローブと選択的にハイブリダイズするよう に十分相補的であることが好ましい。 “終止塩基”は、そこでヌクレオリチックプロセス又は重合プロセスが終了す るヌクレオチドを意味する。例えば終止塩基は、その相補的塩基がdNTPプー ルに存在しない鋳型塩基として存在し得る。あるいは、終止塩基は、下流プロー ブのヌクレアーゼ耐性リンケージとして存在し得る。代替の終止塩基を組み合わ せて使用することもできる。 “アッセイ条件”は、温度、イオン強度、プローブ濃度等に関するLCRの条 件を意味する。これらは一般に当業界では公知である。LCRは本質的に2つの 状態又は条件:アニーリング又はハイブリダイゼーション条件及び変性条件を含 む。 “ハイブリダイゼーション条件”は一般に、核生成(nu cleation)及びアニーリングを促進する条件として定義されている。しかしなが ら、このようなアニーリング及びハイブリダイゼーションがかなり予測されるよ うに幾つかのパラメーター(例えば温度、イオン強度、プローブ長さ及びプロー ブのG:C含量)に依存することは当業界ではよく知られている。例えば、反応 温度を下げれば、アニーリングが促進される。所定組のプローブの融解温度(me lt temperature)(即ちTm)は幾つかの公知の方法のいずれかにより推定され 得る。通常、ハイブリダイゼーション条件には、融解温度よりも僅かに低い温度 が含まれる。小さなカチオンはホスホジエステル主鎖上の負電荷を遮蔽(shield )することにより二本鎖の生成を安定化させる傾向にあるので、イオン強度又は “塩”濃度も融解温度に大きく影響する。通常の塩濃度はカチオンの種類及び原 子価に依存するが、当業者には容易に理解されよう。同様に、G:C含量が多く 、プローブ長さが増せば、二本鎖生成が安定化することも知られている。何故な らば、A:T対が正に2個の水素結合を有するのに対しG:C対は3個の水素結 合を有し、またプローブが長くなれば、鎖を保持する水素結合が増すからである 。従って、G:C含量が多く、プロ ーブ長さが増せば、融解温度を上げることにより“ハイブリダイゼーション条件 ”に大きく影響する。一旦プローブを選択すると、G:C含量及び長さが規定さ れ、“ハイブリダイゼーション条件”の内容を正確に決定する際に明示すること ができる。イオン強度は通常酵素活性のために最適化されているので、変動すべ きパラメーターは温度のみで、特定のプローブ組及び系に適した“ハイブリダイ ゼーション条件”が得られることは当業者には自明である。 “変性条件”は一般に、二本鎖核酸の一本鎖形への解離を促進する条件として 定義されている。これらの条件には、高い温度及び/又は低いイオン強度が含ま れ、本質的には前述したパラメーターと反対であることが当業界ではよく知られ ている。 “連結”とは、2個のプローブを共有結合させる任意の方法を包含する一般用 語である。好ましい方法は酵素による連結である。本明細書では、“連結コンピ ーテント”は、酵素リガーゼが連結し得るプローブエンドを意味する。公知の酵 素リガーゼの場合、連結コンピーテンシーは、3’ヒドロキシル末端が5’リン 酸化末端に隣接して配置されるような核酸セグメントを必要とする。逆に言えば 、通常 3’ヒドロキシルの欠失、5’ホスフェートの欠失又は近接性欠除のために、“ 連結インコンピーテント”プローブは連結に適したエンドを示さない。連結イン コンピーテンシーの多くの例は以下で説明する。連結インコンピーテンシーは、 本発明では一時的な状態で、“修正”までの間だけ存在する。従って、連結コン ピーテンシーは時として、“連結インコンピーテント不在修正”とも呼ばれる。 “修正”は、まずプローブを連結インコンピーテントにした改変の修復を意味 する。特定の修正機構については特定の改変に関連して以下で説明するが、一般 的に、1)3’ヒドロキシルの生成もしくは再生;2)5’ホスフェートの生成 もしくは再生:又は近接性の生起のうちのひとつ以上に関係し、突出する伸長部 を開裂するか又はギャップを埋めることからなる。修正が“標的依存性”である 、即ち修正が実質的に標的又は標的等価物の存在下でのみ行われ、他のプローブ の存在下では行われないことは本発明の重要な特徴である。“鋳型依存性”は、 鋳型が非連結プローブではなく、連結プローブ産物のみである点で“標的依存性 ”と同一である。ハイブリッド形成したプローブを、標的内に含まれる配列情報 に依存する適切なエキソヌクレ オリチック活性を有する物質により酵素作用で修正することが好ましい。 “ヌクレオリチック活性”とは、好ましくはDNA又はRNA基質を切り出す か又は分解する酵素の活性を意味する。ヌクレオリチック活性は、エキソヌクレ オリチック(エンドから内側に)であってもよいし、エンドヌクレオリチック( 内部から)であってもよい。本発明では、ヌクレオリチック活性の種類は重要で はない。但し、ヌクレオリチック活性は標的依存的に改変5’エンドを修正し得 るものとする。分かり易くするため、本明細に記載するヌクレオリチック活性は 一般に“エキソヌクレオリチック”活性と称するが、これはヌクレオリチック活 性を特定の機構に限定するものではない。従って、本明細書で使用する“エキソ ヌクレオリチック”又は“エキソヌクレアーゼ”という用語は核酸分解を包含し 、エンドからの分解であれ内部からの分解であれ、また分解産物がモノマーであ れそれより大きな断片であれ、また酵素手段による分解であれ化学的手段による 分解であれかまわない。 適切なエキソヌクレオリチック活性はエキソヌクレアーゼ酵素内に、即ちある DNAポリメラーゼと従来の方法で 会合した5’−3’エキソヌクレアーゼ活性中に認められ得る。例えば、DNA 合成依存性の鎖置換5’→3’エキソヌクレアーゼ活性及び5’→3’重合活性 を有するDNAポリメラーゼは、Gelfandの文献:Taq DNA Po lymerase in PCR Technology:Principle s and Applications for DNA Amplifica tion, Erlich, H.A.編,StocktonPress, N .Y.(1989年)第2章に記載されている。同様の活性は、Molecul ar Biology Resourses(MBR)Milwaukee, Wisconsin製のThermus起源の熱安定性DNAポリメラーゼで実 証されている。適切なdNTPの存在下で、これらのDNAポリメラーゼは、標 的DNAとハイブリダイズしたプローブの3’ヒドロキシル末端から合成を開始 し、DNA標的鋳型に沿って進行し、進行中に下流のハイブリダイズしたDNA 配列を分解してこれらを置換する。 本明細書では便宜的に、プローブは“上流”又は“下流”として示す。2個の プローブが同一の直鎖状核酸の異な る領域とハイブリダイズし、一方のプローブの3’末端が他方のプローブの5’ 末端に向かうときに、鎖がコード化のために“センス”方向を有するかどうかの 如何を問わず、前者のプローブを“上流”プローブと呼び、後者のプローブを“ 下流”プローブと呼ぶ。これら2個のオリゴヌクレオチドプローブはまとめて、 1組のプローブもしくはオリゴヌクレオチド又は(相補的対とは異なるものとし て)“連結可能対”と呼ぶ。各図面の項aでは、このようなプローブを2組示す 。第1組は、プローブ1(“第1の上流プローブ”とも称する)及びプローブ2 (“第1の下流プローブ”)からなる。第2組は、プローブ4(“第2の上流プ ローブ”)及びプローブ3(“第2の下流プローブ”)からなる。状況によって は、1組のプローブは更に4個全てのプローブ又は相対する鎖とハイブリダイズ する2個のプローブを示し得る。 本明細書では、プローブの“エンド(end)”と“末端(termius)”とは異な る。3’又は5’末端は、それぞれ3’又は5’で示されるヌクレオシド炭素を 意味し、従ってオリゴヌクレオチドの末端点を意味する。対照的に、3’又は5 ’“エンド”はより一般的に、それぞれ3’又は 5’末端付近の領域を意味する。“エンド”は“末端”を含んでいるが、更に全 オリゴヌクレオチドの4分の1以下又は3分の1以下に相当する数個の隣接塩基 を含んでいる。しかしながら、“ブラント末端化”という用語は以下で定義する 共末端プローブ(coterminal probes)を意味する。 1組の上流及び下流プローブが標的とハイブリダイズする場合、これらは互い に“近接”している。“近接”という用語は、末端が約20ヌクレオチド以内離 れて位置し、(1)一方のプローブの3’末端が他方のプローブの5’末端と当 接する、即ちプローブが直接隣接している;(2)ハイブリッド形成した上流プ ローブの3’末端とハイブリッド形成した下流プローブの5’末端との間の塩基 を欠失させることにより生じる“ギャップ”がある;(3)下流プローブの5’ エンドが標的の限定領域と相補的でないか又は一部分のみ相補的であるのに対し 、上流プローブの3’エンドは同一領域と相補的である状況を包含する。このよ うな2個のプローブが標的とハイブリダイズすると、図4bに示すように、下流 プローブの5’エンドのこの限定された領域に“重複”が生じる。 “WRTP”という用語は、2個のハイブリッド形成可 能なプローブ間の非対合(末端非対合又は内部非対合)を説明する際に使用され る“標的に対して”の略字である。ブラント末端化プローブの場合、プローブ1 とプローブ3;及び/又はプローブ2とプローブ4の間で非対合が生じ得る。更 には、非ブラント末端化プローブは潜在的非対合用の他の領域を有する。5’伸 長部非ブラント末端化プローブでは、プローブ2の5’伸長部とプローブ3の5 ’伸長部との間で非対合が生じ得る。3’伸長部非ブラント末端化プローブでは 、プローブ1の3’伸長部とプローブ4の3’伸長部との間で非対合が生じ得る 。 “WRTT”という用語は、プローブとその標的との間の非対合(末端非対合 又は内部非対合)を説明する際に使用される“標的に対して”の略字である。プ ローブは、WRTT及びWRTPの非対合を1つ以上含むと考えてもよいし、W RTPではなくWRTTの非対合を含んでいてもよい。 本明細書で使用する“ラベル”は、プローブに結合してその存在を信号化又は 報告することのできる任意の部分を意味する。ラベルは直接的なもの(例えば化 学発光化合物、蛍光化合物又は放射性同位体)であってもよいし、間接的 なもの(例えばビオチンもしくは他の配位子又はハプテン)であってもよい。間 接ラベルの場合、他の反応を用いて、測定可能なシグナルを生成させる。他の反 応には、ハプテンに特異的な結合パートナー及び適切な直接ラベルを含む結合体 ラベルとの反応が含まれる。放射性同位体の例は32P及びトリチウムであり、フ ルオレセイン、FITC、ローダミン及びTexas Redは蛍光ラベルであ り、アクリジン及びキノリンは化学発光ラベルの例である。ハプテンの例として は、多くの薬物(例えばジゴキシン、テオフィリン、フェンシクリジン(PCP )、サリチレート等)、T3、ビオチン、フルオレセイン(FITC)、ダンシ ル、2,4−ジニトロフェノール(DNP);改変ヌクレオチド(例えばブロモ ウラシル及びN−アセチル−7−ヨード−2−フルオレニルアミノ(AIF)基 の取り込みにより改変した塩基);及び他の多くのものが挙げられる。各種のラ ベルの他の多くの例は当業者には公知である。 カルバゾール及びアダマンタン由来のハプテンについては実施例で説明する。 これらは、1991年12月17日出願の同時係属中の米国特許出願第808, 508号“Haptens, Tracers, Immunogen s and Antibodies for 3−phenyl−1−adam antaneacetic Acids”;及び1991年12月17日出願の 同時係属中の米国特許出願第808,839号“Haptens, Trace rs, Immunogens and Antibodies for Ca rbazole andDibenzofuran Derivatives” に記載されている。ホスホアミダイト試薬を用いてハプテンラベルをオリゴヌク レオチドに付加する方法はThuong, N. T.等のTet. Lett ers29(46):5905−5908(1988)、又はCohen, J. S.等の米国特許出願第07/246,688号(NTIS番号Pat −Appl−7−246,688(1988年))に記載されている。 II 連結インコンピーテント改変及びその修正 本発明は、連結インコンピーテント不在修正である5’エンドを有する下流プ ローブを包含する。前述したように、修正は、このエンドを除去、置換又は更に 改変させてこれを連結可能にすることであり得る。また修正は同時に上流プロー ブの変化を包含していてもよい。 A. 非リン酸化5’末端 第1の形態の連結インコンピーテントエンドは、上流プローブの3’ヒドロキ シル末端には連結できないが、標的依存的に修正されて連結可能となり得る非リ ン酸化5’末端である(以後“非リン酸化5’末端”、“非リン酸化5’末端” と称するか又は下流プローブの5’末端に関して“非リン酸化”と記載する)。 連結インコンピーテントプローブが標的とハイブリダイズすると、5’末端は非 ホスフェート基の除去及びホスフェート基での置換又はホスフェート基の露出に より“修正”される。通常、これは、次の隣接ヌクレオチド上に露出された5’ ホスフェート末端を離脱させるエキソヌクレオリチック活性を有する試剤を用い て、5’非ホスフェート基を保有する全ヌクレオチドを除去することにより実施 される。 除去されたヌクレオチドは通常、それと同等のヌクレオチドを上流プローブの 3’末端に付加することにより置換される。従って、5’→3’エキソヌクレオ リチック活性を有するDNAポリメラーゼは、必要な活性のいずれも1種の酵素 により発現されるので理想的な修正剤である。標識された置換ヌクレオチドは必 要ではないが、下流プロー ブの5’エンドから開裂させて、対応する上流プローブの3’ エンドで置換す るこの修正方法は“ニックトランスレーション”反応に類似している。本質的に 、連結インコンピーテントプローブ間の“ニック”は1個以上の塩基下流で翻訳 され、このようにして、連結インコンピーテントエンドが修正されて連結コンピ ーテントになる。しかしながら、全ての実施態様が単なる“ニック”として開始 するわけではない。 5’非リン酸化エンドは単に、ホスフェートがエキソ環(5’)炭素により核 酸鎖の5’末端に結合していないことを意味する。その代わり、その5’炭素は 、H、OH又は連結用基質として機能し得ない他の化学基に結合し得るが、ハイ ブリッド形成した下流プローブに由来する“非ホスフェート”基を含むヌクレオ チドを除去し及び/又はハイブリッド形成した上流プローブを伸長してポリメラ ーゼ又はエキソヌクレアーゼの修正活性を目につくほどは妨げない。従って、非 ホスフェート基は少なくとも1の分子量を有するべきであるが、ハイブリッド形 成したプローブの修正を妨げる三次構造を生じる分子量よりは小さい分子量でな ければならない。非ホスフェート基には、前述した特 性を有するホスフェート誘導体が含まれ得る。非ホスフェート基を下流プローブ の5’末端に直接結合してもよいし、リンカーを介して結合してもよい。又はリ ンカーだけであってもよい。非ホスフェート基は更に、以下で説明する標識系又 はリポート系の一部を含み得る。非ホスフェート基には非制限的ではあるが、以 下の群が含まれる:発色団、ハプテン、放射性標識化合物、ペプチド、磁性粒子 、炭水化物及びアミノ保有基(例えばAminomodifier)。非ホスフ ェート基の他の例は−ヒドリル;−ヒドロキシル;−スルフヒドリル(チオール );炭化水素(例えば−メチル;−アシル;−ハライド、−第一級アミン;−ニ トロ及び一環式化合物である。使用できるリンカーには、アルケン、アルキン、 アミド、アミン、エステル、エーテル、ケトン、スルフィド、スルホン、スルホ キシド及びイミンが含まれる。5’非リン酸化エンドは好ましくはヒドロキシル 、メチルもしくはAminomodified末端又は蛍光ラベルもしくは蛍光 標識系の成分を含むエンドである。 B.非対合塩基 第2の型の連結インコンピーテント5’エンドは下流プ ローブ内の末端又は内部非対合WRTT、WRTPである。“末端”非対合はプ ローブの正に最後の残基で生じるが、“内部”非対合はエンド付近、通常は5’ 末端から1〜約5〜8塩基内で生じればよい。各種の非対合は1〜約5塩基長さ 、更に好ましくは1又は2塩基長さからなり、通常は全て隣接し合っている。5 ’エンドが更に非リン酸化末端を含む特に好ましい実施態様では、このような非 対合を有するプローブが連結コンピーテントプローブと同様に効果的に連結しな いことが判明した。恐らく、末端非対合又は内部非対合は、エキソヌクレアーゼ 活性に適した基質である、水素結合が減少したために“ルーズ”な5’エンドを 生じる。 末端非対合の一例を図2に示す。図2では、各下流プローブが5’ヒドロキシ ル末端と、相補的プローブ及び標的と対合しない1個の末端塩基とを有する2組 のブラント末端化プローブを図示する。ポリメラーゼ、リガーゼ及び2’−デオ キシチミジン5’−トリホスフェート(dTTP)を含むdNTPプールの存在 下では、修正は、連結インコンピーテントな5’ヒドロキシル末端を有する非対 合Gを下流プローブから除去し、プローブ同士が当接して連結し 得るまで上流プローブをdTTPで伸長させることにより行われる。ポリメラー ゼは、上流プローブが下流終止塩基、この場合は標的のGに達するまで上流プロ ーブを伸長させ下流プローブを分解し続ける。下流プローブの5’ヒドロキシル 末端を分解除去したら、ポリメラーゼは、連結コンピーテントな5’ホスフェー ト末端(“p”で示す)を有する下流プローブ内のCを出現させる。“TT”は 、上流プローブの伸長に使用されるdTTP由来のチミジレート残基を示す。次 に、当接し合う2個のプローブ及び5’ホスフェート末端を含むように修正され た下流プローブを用いて、2個のプローブを連結することができる。 本発明のアッセイ条件下では、重合を含む効果的なLCR増幅を行うために、 非対合塩基の修正は非対合塩基のすぐ下流にある少なくとも1個のハイブリダイ ズしたヌクレオチドを置換する必要があるように思える。従って、効果的な増幅 を起こすには、dNTPプールが更に、この置換に必要な塩基を含むべきである 。これを図6に示す。図6では、dATP及びdCTPの両方を、効果的な増幅 を起こすために使用する必要がある。 内部非対合の一例を図3に示す。この図面では、各下流 プローブはそれぞれ、5’ヒドロキシル末端と、相補的プローブ及び標的と対合 しない1個の内部塩基とを有する。プローブ2の第2のCはプローブ4及び標的 のTとは相補体になり得ない。同様に、プローブ3の第2のAはプローブ1及び 標的のGとは相補体になり得ない。これらの内部非対合を5’ヒドロキシル末端 と組み合わせると、連結インコンピーテントプローブが得られる。修正は、ポリ メラーゼ、リガーゼ、並びに2’−デオキシアデノシン5’−トリホスフェート (dATP)及び2’−デオキシシチジン5’−トリホスフェート(dCTP) を含むdNTPプールの存在下で行われる。図2に示す同じ機構がここで生じる 。一旦プローブ組のプローブが標的とハイブリダイズすると、ポリメラーゼが下 流プローブ由来の5’ヒドロキシル末端、内部非対合及び非対合塩基のすぐ下流 にあるハイブリダイズした塩基を除去して5’リン酸化末端を出現させる一方で 、上流プローブを伸長して修正した下流プローブに当接させ、上流プローブを下 流プローブに連結し得る。図3では、3個のCをプローブ2の5’エンドから除 去し、3個のAをプローブ3から除去する。ほぼ同時に、CACを付加してプロ ーブ1を伸長する。プローブ4もACAを付加 して伸長させる。プローブ4では、Aはプローブ1の伸長用終止塩基として機能 する。図示しないが、A又はCはプローブ1の終止塩基として機能し得る。 5’→3’標的依存性エキソヌクレアーゼ活性を有する標的依存性5’→3’ エキソヌクレアーゼ又はポリメラーゼを使用する場合、上流プローブの3’エン ドがWRTT非対合を含んでいてはいけないし、修正も効果的には生じない。し かしながら、上流プローブの3’エンドはWRTPと非対合であり得る。しかし 、DNA結合の逆平行性(antiparallel nature)のために、3’上流プローブ と非対合のプローブは実際には、他方のプローブ組の下流プローブの5’エンド である。従って、この非対合は下流プローブの5’非対合と同一であると考える 。 連結可能対のプローブが重複している場合の1組の非対合連結インコンピーテ ントエンドを考察する。この場合、下流プローブの5’エンドは標的上で上流プ ローブの3’エンドと同一の位置を占める必要がある。しかし、5’エンドは非 対合なので、上流プローブによって置換され、5’エンドは標的から解離するか 又は“ルーズ”な状態になり、エキソヌクレオリチック活性に適した基質が離脱 する。 各プローブ組の連結可能パートナーに関して定義した重複を、相補的プローブに 関して定義する伸長部(以下参照)と混同してはならない。 重複する実施態様を図4に示し、以下で説明する。 プローブは好ましくは、連結用でない末端(“外側末端”)が連結できず、こ の連結インコンピーテンシーが修正され得ないように設計されている。これらの 望ましくない連結の一例は、上流プローブの5’末端と下流プローブの3’末端 との連結である。少なくとも1個のプローブの外側末端は、ハプテン、ビオチン 及びフルオレセインを包含する“フック”即ちマーカーでブロックすることがで きる。以下の実施例では、フック即ちマーカーはアダマンタン由来のハプテン、 カルバゾール由来のハプテン、ビオチン由来のハプテン及びフルオレセイン由来 のハプテンである。カルバゾール由来のハプテン及びアダマンタン由来のハプテ ンはそれぞれ、図1〜図4及び図6、図7のプローブの外側末端の黒丸及び黒四 角で示す。図5では、これらのブロッキング基はフルオレセイン及びビオチンで ある。これらのブロッキング基は、更にプローブのその後の検出又は捕捉用ラベ ルとして作用することにより二重の機能を果た し得る。他の点については以下の実施例で説明する。 III.プローブの構造 連結インコンピーテント改変エンドの生成について幾つかの手段を説明したが 、プローブ構造に関しては更に変形が考えられることが明白である。従って、連 結インコンピーテントなエンドは、幾つかのプローブ構造(例えば以下で説明す るブラント末端化プローブ及び非ブラント末端化プローブ)で認められ得る。 A.ブラント末端構造 “ブラント末端化プローブ”は、結合に用いられるエンドの末端位置が同一の プローブを示す。即ち、プローブ1の3’エンドはプローブ3の5’エンドと末 端位置が同一であり、及び/又はプローブ2の5’エンドはプローブ4の3’エ ンドと末端位置が同一である。図1〜図3及び図6はブラント末端化プローブの 例を示す。一方の側のプローブ(例えばプローブ1、3)がブラント末端で、他 方の側のプローブがそうでないこともあると理解するべきであるが、図1及び以 下の説明では、両側がブラント末端のプローブであるとする。 図1は、下流プローブ(2、3)がヒドロキシル基形態 の5’非ホスフェート改変末端を有する2組のブラント末端化プローブを示す。 項1aは、第1組のプローブが第2組と相補的であるような2組のプローブを示 し、従って図1aでは相補的プローブを一線に並べる。簡略化のため、項1bで は標的DNA配列とハイブリダイズした第1組のプローブのみを示す。これらの プローブの塩基は各標的と相補的である。項1bから項1cへの矢印で示すよう に、修正はポリメラーゼ、リガーゼ及び2’−デオキシチミジン5’−トリホス フェート(dTTP)を含むデオキシリボヌクレオシド5’−トリホスフェート (dNTP)プールの存在下で実施される。ポリメラーゼは、標的鋳型に含まれ る情報を使用して、下流プローブ(2)の連結インコンピーテントヒドロキシル エンドを除去し、上流プローブ(1)を伸長させることにより上流プローブと下 流プローブとを当接させて連結させ得る。ポリメラーゼは潜在的に、それが下流 終止塩基に達するまで上流プローブを伸長させて、下流プローブを分解し続ける 。この場合、この終止塩基は標的のGに相当する。下流プローブの5’ヒドロキ シルエンドを分解除去したら、ポリメラーゼは、連結コンピーテントな5’ホス フェート末端(“p”で示す)を有す る下流プローブのCを出現させる。“TT”は、上流プローブ伸長のために使用 されるdTTP由来のチミジレート残基を示す。次いで、2個のプローブが当接 し合い、下流プローブが5’ホスフェート末端を含むように修正されると、2個 のプローブは連結され得る。連結点を項1cの矢印で示す。 非対合のないブラント末端の最も簡単な場合、下流プローブの5’末端は非リ ン酸化していなければならない。図2及び図3の好ましい実施態様に関連して説 明したように5’非リン酸化末端は好ましいが、別の状況では不要である。末端 又は内部非対合のブラントプローブ構造では、下流プローブの非対合WRTTは 必要上非対合WRTPを示すが、必ずこうなるのはこの状況だけである。前述の 如く、5’エンドの非対合塩基の数は1〜5であり、最も好ましくは1又は2で あり得る。 現在好ましいブラント末端化プローブの変形例は、図2及び図3に示すように 5’非リン酸化末端と、末端又は内部非対合WRTP、WRTTとを有する下流 プローブである。 B.非ブラント構造 本発明は更に、非ブラント末端化プローブを包含する。ここでは少なくとも1 個の上流プローブが相捕的な下流プローブと同一位置に末端をもたない。2つの 可能性がある:(1)3’伸長部(上流プローブ)及び(2)5’伸長部(下流 プローブ)。“伸長部”はその連結パートナーよりもむしろプローブの相補体を 基準に規定されたものであり、それらは相対する側と同一種でなくても、同一長 さでなくてもよい。2組のプローブを使用し、両方の組が同一種(即ち5’又は 3’)の“伸長部”を有する場合、伸長部はハイブリッド形成可能で(付着エン ドを形成する)あってもよいし、互いにハイブリッド形成不能(非付着エンド) であってもよい。伸長部が互いにハイブリッド形成不能な場合、伸長部の長さは 好ましくは1〜約10塩基であり、更に好ましくは1〜約5塩基であり、最も好 ましくは1又は2塩基である。伸長部が互いにハイブリッド形成可能な場合、伸 長部の長さは好ましくはより短く、例えば1〜約4塩基であり、更に好ましくは 僅かに1又は2塩基である。プローブが3’又は5’伸長部を有する場合で、こ れらがハイブリッド形成可能であれば、下流プローブが他の任意の型の連結イン コンピーテンシーの他に非リン酸化5’末 端を有することが好ましい。 (1)3’伸長部 3’伸長部の場合、第1及び第2の下流プローブは更に、各相補的プローブに 対して5’末端又は内部非対合の塩基を有し得る。5’→3’ポリメラーゼを使 用する場合、3’伸長部の塩基は標的と相補的でなければならないが、5’伸長 部の全ての又は幾つかの塩基は標的と相補的であってもなくてもよい。 ハイブリッド形成可能な3’伸長部を有するプローブの一例を図7に示す。図 7aに示すように、伸長部はプローブ1の“T”及びプローブ4の“A”である 。“A”は“T”と相補的なので、伸長部は互いにハイブリッド形成可能であり 、5’エンドが非リン酸化していなければプローブは標的とは関係なく連結し得 る。修正は、ポリメラーゼ、リガーゼ、並びに2’−デオキシチミジン5’−ト リホスフェート(dTTP)及び2’−デオキシグアノシン5’−トリホスフェ ート(dGTP)を含むdNTPプールの存在下で実施される。ポリメラーゼは 下流プローブの5’ヒドロキシルエンドを除去して、利用可能な5’ホスフェー ト“P”を出現させる一方で、上流プローブを伸長して修正 済下流プローブに当接させて、2個のプローブを連結させ得る。 他の実施態様、即ち3’ハイブリッド形成不能伸長部の場合(図示せず)、3 ’伸長部は互いにハイブリッド形成し得ない。互いに相補的でない十分な数の塩 基をもたせることにより伸長部を互いにハイブリッド形成不能にすることができ る。3’エンドは標的とハイブリッド形成して好ましいポリメラーゼ剤を受容す べきなので、これらの伸長部を互いにハイブリッド形成不能にするということは 、近接するハイブリダイズしたプローブ間に必ずギャップがあることを意味する 。ギャップが含まれる場合、ギャップは1〜20塩基長さとなり得る。しかしな がら、実際には遥かに短いギャップ、例えば1〜3又は5塩基が好ましい。標的 、プローブ及びdNTP試薬は、このギャップを埋めて、改変下流プローブの5 ’エンド由来の“修正済”塩基を置換することができるように選択すべきである 。 (2)5’伸長部 5’ハイブリッド形成可能伸長部を有する非ブラントプローブの一例を図5に 示す。項5aに示すように、伸長部はプローブ2の“A”及びプローブ3の“T ”である。こ の場合、“A”は“T”と相補的なので、伸長部は互いにハイブリッド形成可能 であるが、いずれも標的のG:C対とは相補的でない。下流プローブ2、3は更 に5’ヒドロキシル末端を有する。修正は、ポリメラーゼ、リガーゼ、並びに2 ’−デオキシシチジン5’−トリホスフェート(dCTP)及び2’−デオキシ グアノシン5’−トリホスフェート(dGTP)を含むdNTPプールを包含す る。ポリメラーゼは、標的と非対合の塩基及び非対合末端塩基のすぐ下流の対合 塩基と共に、各5’ヒドロキシル末端を除去する。ポリメラーゼは更に、上流プ ローブ1、4をそれぞれdCTP及びdGTPで伸長して、連結コンピーテント エンドを生成する。 他の実施態様、即ち5’ハイブリッド形成不能伸長部の場合、伸長部は互いに ハイブリッド形成し得ない。5’伸長部を有する全てのプローブ対に対して、5 ’→3’DNAポリメラーゼ及びデオキシリボヌクレオシド5’−トリホスフェ ート(dNTP)プールを反応混合物で使用する場合、5’伸長部が標的と相補 的でないことが好ましい。そうであれば、修正に必要なdNTPプールは伸長部 と相補的な塩基を含み、DNAポリメラーゼは標的とは関係な く上流プローブを“エンドポリッシュ(end polish)”し得る。“エンドポリッ シング(End polishing)”は、伸長部を、ポリメラーゼが相補的上流プローブ を伸長するための鋳型として用いて、5’伸長部で生起し得る。エンドポリッシ ングは本発明では重要ではないが、5’伸長部の場合をブラントエンドプローブ の場合とすることができる。従って、5’伸長部を有する下流プローブを使用す る場合、このプローブの5’エンドは以下の特徴のひとつ以上を有するべきであ る: (1)非リン酸化末端; (2)他方の組のプローブも5’伸長部を備え た下流プローブを含む場合、これらの伸長部は共に特定のアッセイ条件下で互い にハイブリッド形成し得ない; (3)非相補的塩基WRTT。 図4を例にとると、図示する5’伸長部(GGG)は互いにハイブリッド形成 し得ないし標的ともハイブリッド形成し得ない。項4bは、プローブ1、2が標 的とハイブリダイズすると何が起きるかを示している。5’伸長部は標的とは非 対合なので、解離して“ルーズ”になり、エキソヌクレオリチック活性の良好な 基質が確立する。修正にはポリメラーゼ、dTTP及びリガーゼを使用する。エ キソヌクレオリチック活性は3個のG残基及び少なくとも1個の T残基を開裂して、5’ホスフェート基を出現させる。ポリメラーゼは少なくと も1個のT残基をプローブ1の3’末端に付加する(図面では2個を付加する) が、dCTPが提供されていないため鋳型Gで終止する。連結は項4bの矢印で 起きる。 図面では相補的プローブ対(プローブ1、3;及びプローブ2、4)は同一型 の改変プローブを示すが、2個のプローブ対は異なっていてもよい。例えば、プ ローブ1、3がブラント末端化プローブ型で、プローブ3、4が異なるブラント 末端化プローブ型又は非ブラント末端化プローブ型であってもよいし、その反対 になってもよい。例えば、前述したように1種以上の塩基を除去して“終止塩基 ”を提供する及び/又はエンドポリッシングを避けるdNTPプールを受容する 必要があるために、変形は限定される。 IV.5’→3’エキソヌクレアーゼ/ポリメラーゼ活性を使用する方法 本発明の一態様は、DNA合成依存性の鎖置換5’→3’エキソヌクレアーゼ 活性及び5’→3’重合活性を有するDNAポリメラーゼを使用する(Gelf and, D., Taq DNA Polymerase in PC R Technology:Principles and Applicat ions for DNA Amplification, Erlich, H.A.,編, Stockton Press, N.Y.(1989年)第 2章)。Taq DNAポリメラーゼがこの活性を示すことが判明し、Mole cular Biology Resourses(MBR)Milwauke e,Wisconsin製のThermus起源の熱安定性DNAポリメラーゼ で同様の活性が実証されている。適切なdNTPの存在下で、これらのDNAポ リメラーゼは、標的DNΛとハイブリダイズしたプローブの3’ヒドロキシル末 端から合成を開始し、DNA標的鋳型に沿って進行し、この過程で下流のハイブ リダイズしたDNΛ配列を分解してこれらを置換する。本発明では、下流DNA は下流プローブである。 A.検出方法 本発明の方法を標的核酸の簡単な検出法として又は増幅技術として使用するこ とができる。僅か2個のプローブ(1組)を検出するために、5’エンドで改変 された下流プローブを使用する必要がある。標的の存在下で、改変を 前述した方法で修正し、プローブを連結する。連結事象を開示した方法のいずれ かにより、標的の存在の尺度として監視することができる。検出技術は、例えば ヨーロッパ特許第185 494号及びヨーロッパ特許第246 864号に開 示された技術と同様であるが、標的非依存性連結減少という改善点が見られる。 ハイブリダイゼーション、修正及び連結の段階は、増幅方法のところで説明する 段階と同一であるが、1組のプローブだけで実施する必要がある。反復(cyclin g)は不要である。 B.増幅方法 しかしながら、本発明は、標的配列の増幅を含む方法(例えばリガーゼ連鎖反 応(LCR))での使用に最適である。増幅により感度が改善され、遥かに低レ ベルの標的DNAの検出が可能となる。線形増幅(Linear amplification)は、 たった1つのプローブ組で反復することにより実施可能であるが、指数増幅は互 いに相補的な2つのプローブ組を使用する。LCRに適用されているように、連 結インコンピーテント不在修正である5’エンドを含む下流プローブを使用する 。この改変はプローブの標的非依存性連結を妨げる。更には、標的核酸配列の存 在下では、近接 LCRプローブはハイブリダイズするが、連結し得ない。標的DNA内に含まれ る配列情報を、連結インコンピーテントエンドの修正用鋳型として使用する。合 成依存性の鎖置換5’→3’エキソヌクレアーゼ活性を有するDNAポリメラー ゼを使用して上流プローブを伸長し、標的核酸を鋳型として用いて下流プローブ を加水分解してもよい。DNA合成に必要な4個からなる1組のdNTPを使用 して、相補的dNTPが存在しない標的の鋳型塩基に遭遇すると合成(及び加水 分解)が終了するように上流プローブの伸長(及び従って下流プローブの加水分 解)を制御することができる。得られた下流プローブは、伸長した上流プローブ の3’ヒドロキシル末端に隣接する5’ホスフェートを有する。従って、隣接し 合うプローブはDNAリガーゼによる連結のための適切な基質となる。 次の段階で連結したプローブを分離すると、第1組と相補的な第2組のプロー ブのための“標的”になる。好ましくは第2組も本発明の改変プローブを利用す る。第2のプローブ組でハイブリダイゼーション、(任意の修正)及び連結のプ ロセスを繰り返す。 一般に、好ましい増幅方法は、(a)連結インコンピー テント改変プローブを標的とハイブリダイズし、(b)改変を標的依存的に修正 してプローブを連結可能にし、(c)修正したプローブをパートナーに連結して 、融合又は連結産物を生成し、(d)標的から融合産物を解離し、各プローブ組 について何度もハイブリダイゼーション、修正及び連結の段階を繰り返して、所 望の標的配列を増幅するという段階の反復からなる。標的が二本鎖の場合、前記 段階は更に、第2組のプローブ3、4を用いて標的相補体に適用される。しかし 、二本鎖標的が存在しなくても、プローブ3、4を使用して連結したプローブ1 、2を増幅及び/又は検出することが好ましい。同様に、連結したプローブ3、 4は、更なる検出のためにプローブ1、2の標的として機能する。従って、過剰 のプローブ1、2、3、4及び反復を含むアッセイ条件を用いて、標的配列の増 幅を実施することができる。 1.プローブと標的とのハイブリダイゼーション プローブとその標的(及び場合によっては標的相補体)とのハイブリダイゼー ションは、従来技術で、例えばヨーロッパ特許第320,308号及びヨーロッ パ特許第439,182号で適切に説明されている。プローブ長さ、プ ローブ濃度及び条件の厳密性は全て、ハイブリダイゼーションの程度及び速度に 影響する。プローブが所望の特異性を提供する、即ち試料中のランダム配列とハ イブリッド形成しないようにするのに十分な長さを有することが好ましい。通常 、約10〜100塩基のプローブがこの目的を果たす。現在好ましいのは、長さ が約15〜約40ヌクレオチド、通常約20ヌクレオチドのプローブである。 プローブは化学量論的に反応すると予想されるので、プローブをほぼ等モル濃 度で加えることが好ましい。更に好ましくは、各プローブは、約5ナノモル(n M)〜約90nM、好ましくは約10nM〜約50nMの範囲の濃度で存在する 。各反応で使用するプローブの最適量は、実施すべきサイクルの回数によっても 変動する。最適濃度は当業者により決定され得る。 条件の厳密性は一般に、温度、溶媒及び他のパラメーターに依存することが当 業者には公知である。恐らく、これらのパラメーターのうちで最も簡単に制御さ れるのは温度であり、従って、温度は一般にLCRの性能で変動する反応パラメ ーターである。ハイブリダイゼーションのための温度は通常、使用するプローブ の融解温度より僅かに(即 ち1〜約10℃)低くなるように選択する。本発明を実施するために必要なハイ ブリダイゼーション条件は、通常のLCRの条件と同様であり、当業者により決 定され得る。 2.プローブの修正 修正機構は先に説明しており、ここでは方法の段階として適用する。好ましい 修正試薬は、5’→3’エキソヌクレアーゼ及び重合活性の両方を有する鋳型依 存性DNAポリメラーゼ(“標的依存性DNAポリメラーゼ”とも称する)であ る。修正試薬には、Thermus aquaticus(Taq)及び他の hermus sp. DNAポリメラーゼが含まれる。LCRに必要な高温反復 に耐え得るポリメラーゼを使用することが好ましい。ポリメラーゼは熱安定でな ければ、通常各LCRサイクルで再度添加しなければならない。ポリメラーゼは 天然であっても非天然(例えば組換えにより産生)であってもよい。本発明を実 施するために使用できるポリメラーゼとしては、重合活性を有するポリメラーゼ 及びポリメラーゼ断片が含まれ、標的依存性エキソヌクレアーゼ活性はあっても なくてもよい。別のエキソヌクレオリチック剤も使用するならば、ポリメラーゼ は標的依存性エキソヌクレアーゼ活性をもつ必 要はない。 このような修正は、標的の塩基と相補的なdNTPの反応混合物の存在を必要 とする。dNTPは、多数の会社[例えばPharmacia(Piscata way, NJ)及びBethesda Research Laborato ries(Gaithersburg, MD)]から市販されている。前述し たように、1組のdNTPを使用して、終止塩基が合成/分解反応を所定の終止 点に限定するようにしてもよい。ヌクレアーゼ(例えば前記エキソヌクレアーゼ 又は、エキソヌクレアーゼ活性を有するポリメラーゼ)による加水分解に耐える 結合を、代替法として又は前記方法と組み合わせて下流プローブで使用すること ができる。ヌクレアーゼ耐性結合の例はホスホチオエート結合及びメチルホスホ ネート結合である。これらの型の結合は、これらのプローブの合成中に、分解及 び合成を終結する必要のある地点でLCRプローブ内に組み込むことができ、か くして、dNTPプールを制限せずに又はdNTPプールを制限した上に修正を 制限することができる。 3. 修正したプローブの連結 酵素連結は、修正したプローブを共有結合する好ましい方法である。しかしな がら、連結は、2個のプローブを共有結合するための任意の方法(例えばヨーロ ッパ特許出願公開第324,616号に記載の光−連結(photo-ligation))を 用いて実施され得る。 好ましい酵素連結段階の条件及び試薬は当業者には公知であり、“背景”のと ころに記載した参考文献に開示されている。連結試薬の例には、原核リガーゼ[ 例えば大腸菌リガーゼ、T4リガーゼ、ヨーロッパ特許第320,308号に教 示されているThermus thermophilusリガーゼ(例えばAT CC 27634)、及び(例えばWO91/17239号に開示されているよ うな)Thermus aquaticusリガーゼ]が含まれる。最後の2種 のリガーゼはLCRの熱サイクル中にリガーゼ活性を保持するのでこれらが好ま しい。熱安定性リガーゼがなければ、サイクルを繰り返す毎にリガーゼを添加し なければならない。真核リガーゼ(例えばRabin等、J.Biol.Che m. 261:10637−10647(1986年)に記載されているDro sophil ia のDNAリガーゼ)も有用である。 融合プローブは一旦連結すると、標的から解離する。従来のLCRと同様に、 プロセスを数サイクル繰り返す。反復するサイクルの回数は1〜約100回であ り、好ましくは約15〜70回であり得る。増幅後、公知の方法又は開示された 方法のいずれかを用いて連結事象を決定する。 本発明の他の態様は、前述の改変プローブを用いて標的の核酸配列の違いを検 出する方法を提供する。この方法を使用して突然変異(例えば点変異、挿入、欠 失及びフレームシフト)をスクリーニングし;例えば遺伝子マッピングに有用な DNA多型現象を同定し;更には微生物(例えば細菌)の薬物耐性株及び薬物感 受性株を最初に培養せずともこれらの間の相違を確認することができる。 例えば、非対合塩基(WRTT)を有するプローブ及び非対合塩基と相補的な 塩基の欠如したdNTPプールを用いて欠失を実施する。一例としては、Chl amydiaMOMP354−401配列の378位のT−A塩基対(Zhan g, Y.−X.等、Nucleic Acid Res., 18:1061 (1990年))(表1参照)をC−G塩基対に改変すると、プローブ354. 1、 354.2B、354.3B及び354.4を用いる修正反応を実施例2に記載 の方法で実施することはできない。反応にはdTTPしか存在しないので、プロ ーブ354.1(第1の上流プローブ)の伸長は妨げられる。従って、当然プロ ーブ354.2B(第1の下流プローブ)の連結インコンピーテントな5’エン ドを修正することができなくなる。更には、プローブ354.4(第2の上流プ ローブ)の伸長の有効性は、このプローブの5’エンドが標的と非対合であるた めに弱まる。その結果、点変異を含む標的配列の増幅は排除されるか大幅に減少 すべきである。結果的に、使用するプローブの型によって、点変異の位置が変動 し得る。例えば、末端非対合の型の手順は前述した非対合の他に少なくとも1個 の対になった塩基の置換を必要とするように思えるので、これを使用して378 位又は379位の塩基の違いを検出することができる。 WO92/02638号には、Taqポリメラーゼによるオリゴヌクレオチド の重合非依存性開裂が可能であると記載されている。本発明は、この活性を用い て、重合させずに連結プローブを検出する方法を提供する。 この方法は、標的とハイブリッド形成し得ない5’伸長 部を有する図4と同様のプローブを用いて、“ルーズな”重複エンドを生成する 。これらのプローブは5’非リン酸化末端を含んでいてもよいし、含んでいなく てもよい。本方法によれば、プローブは、標的依存性エキソヌクレアーゼ(又は 標的依存性エキソヌクレアーゼを有するポリメラーゼ)が重複を除去し、ハイブ リダイズしたプローブが隣接して連結が生起し得るように設計されている。 増幅は、標的相補体とハイブリダイズしたときに重複を生じ得る第2組のプロ ーブを加えて実施され得る。前述のハイブリダイゼーション、修正及び連結の段 階は、過剰な4個全てのプローブの存在下で実施されるが、dNTPプールは使 用しない。単純エキソヌクレアーゼを使用してもよい。前述したように、増幅は 、ハイブリッド形成し連結したプローブを標的又は標的相補体から分離する他の 段階を含み、連結したプローブはそれぞれ、他のハイブリダイゼーション、修正 及び連結のサイクルの標的相補体又は標的自体として機能する。 V.検出法 修正及び連結の後に、公知の方法を用いてLCR反応産物を検出することがで きる。例えば、連結産物の存在又は 量を決定することにより連結事象を監視することができる。連結産物は個々のプ ローブよりも長いので、この決定は分子量を基準にして実施され得る。プローブ を標識せずとも、正しい長さ又は分子量の染色バンドは連結事象及び標的の存在 を示し得る。 あるいは、一つの組のプローブの一方又は両方を、ほとんどの公知の技術を用 いて標識することができる。例えば、LCRプローブは、(例えば米国特許第4 ,948,882号に開示されているリンカーアーム技術を用いる)合成方法の 一部としてか、プローブの合成中に付加する反応性基(例えばAminomod ifier IITM,Clontech, Palo Alto, Califo rnia)を手動で用いるか、又はプローブの合成後に酵素で処理して標識する ことができる。ある好ましい実施態様では、相補的なプローブ1、3はある種の ラベル(例えばプローブ1の5’エンド及びプローブ3の3’エンド)を用いて 合成し、相補的なプローブ2、4は図面に示すように、第2の異なるラベル(例 えばプローブ2の3’ エンド及びプローブ4の5’エンド)を用いて合成する 。従って、非連結相補的プローブは一方の型のラベルしかもたないのに対 して、連結産物は両方の型のラベルを有する。次いで、第1のラベルを固相で捕 捉し、固相を溶液から分離し、固相と会合した第2のラベルを検出することによ り、増幅LCR反応産物を検出することができる。反応中に生成した不完全産物 (例えば個々の非連結プローブ又は相補的プローブ二本鎖)では固相の捕捉及び ラベル検出の一方又は両方が不可能である。 代替の標識方法は、修正のために使用されるdNTP内にラベルを組み込む。 このような標識は一般に従来の有機化学の分野である。リンカー又はスペーサー を使用してもよいが、必須ではない。改変dNTPがその相補体に対向して標的 鎖上に組み込まれることだけが重要である。 他の検出代替例では、連結事象は、下流DNA配列のヌクレオリチック分解を 調べることにより監視される。前述したように、このヌクレオリチック活性によ り、モノ、ジ及びこれよりも大きいヌクレオチド断片が離脱する。従って、本発 明を使用し、このように離脱した断片を検出することによっても標的の存在を検 出することができる。幾つかの方法が使用され得る。これは、例えば下流プロー ブの5’エンドを検出可能な化学基で標識することにより達成 され得る。離脱した断片は、分子量がプローブよりも遥かに小さく、幾つかの検 出方法(例えばゲル電気泳動又はクロマトグラフィー技術)のいずれかを用いて 容易に識別できねばならない。一般に、可能であれば均質な検出系を使用するこ とが好ましい。蛍光ラベルを開裂した断片に付着させれば連結事象を均質に検出 することができる。このようなラベルのスピン特性は開裂状態と非開裂状態とで は十分に異なり、蛍光偏光による検出が可能となる。これは均質な検出方法であ るだけでなく、中間段階で増幅反応の進行を監視するために使用することもでき る。蛍光偏光による開裂断片の検出を示す特定例については実施例6で説明する 。 第2のホモジニアス法は、蛍光“ドナー”を終止塩基の3’位で下流プローブ に結合し、適切な消光剤又は阻止剤化合物を開裂領域の5’エンドに結合するこ とからなる。もちろん、蛍光剤と消光剤とが逆向きであってもよい。いずれの向 きでも、蛍光は、修正されるまで未反応のプローブで消光又は阻止される。5’ 断片をヌクレオリチック活性で開裂すると、消光剤及び蛍光剤は分離して、蛍光 を観察することができる。 イムノアッセイ技術としての蛍光消光は当業界でよく知られ、例えば米国特許 第4,174,384号に記載されている。蛍光剤/消光剤対の例には以下の化 合物が含まれる: a)フルオレセイン(イソチオシアネート又は他の誘導体)と、以下の消光剤: スルホローダミン101、塩化スルホニル(Texas Red);スクシンイ ミジル1−ピレンブチレート;テトラメチルローダミン(TMR);テトラメチ ルローダミンイソチオシアネート(TRITC);エオシン−5−イソチオシア ネート(EITC);エリトロシン−5−イソチオシアネートのいずれか; b)Texas Redとマラカイトグリーンイソチオシアネート;及び c)7−アミノ−4−メチルクマリン−3−酢酸,N−ヒドロキシスクシンイミ ジルエステルと、4−(ジメチルアミノフェニルアゾ)安息香酸、N−ヒドロキ シスクシンイミジルエステル(DABCYL NHS−エステル)又は4−ジメ チルアミノアゾベンゼンスルホニルクロライド(ダブシルクロライド)。 これらの及び他の蛍光剤/消光剤対は市販品又は文献に 記載されたものを容易に入手することができる。 VI.組成物及びキット 本発明の他の態様は、本明細書に記載した方法を実施するのに有用な本明細書 に記載の改変プローブを含む物質の組成物を提供する。例えば、そのような組成 物は、少なくとも一方の下流プローブが5’エンドで改変している1組又は2組 のプローブを含み得る。 本発明の方法で使用する試薬は診断キットに収納され得る。このキットは好ま しくは標識した改変プローブを含んでいる。プローブが標識されていない場合、 標識試薬をキットに加えることもできる。キットは更に、他の適切に収納された 、増幅に必要な試薬/材料(例えば緩衝液;リガーゼ;dNTP;ポリメラーゼ 活性及びエキソヌクレアーゼ活性の両方を含むDNAポリメラーゼ、又はポリメ ラーゼ試薬とエキソヌクレアーゼ試薬とを組み合わせたもの)を含んでいてもよ い。検出分析のために、キットは更に例えば酵素及び固相抽出剤を含み得る。キ ットが、アッセイ実施のための説明書を含んでいることが好ましい。 VII.実施例 本発明を実施例により更に詳しく説明する。実施例は本 発明を例示するものであって、何等限定するものではない。以下の実施例では、 ポリメラーゼの量を製造業者(Molecular Biology Reso urces)が規定した単位で表す。リガーゼ酵素の単位は本明細書に規定する 通りであり、95%精製Thermus ther mophilus DNA リガーゼ1mgは約1×108単位の比活性を有する。これは正確には規格化さ れておらず、20%ほど変動し得るが、当業者により容易に最適化される。実施例1 以下で2組のプローブを用いた増幅を例示する。各組のプローブは、3塩基か らなる5’伸長部と5’ヒドロキシル末端とを含む下流プローブを有する。第1 及び第2の下流プローブの5’伸長部は互いにハイブリッド形成し得ないし、各 標識ともハイブリッド形成し得ない。(図4と同様)。 Coyサーモサイクラーにて、85℃で30秒間のインキュベーション及び5 5℃で40秒間のインキュベーションからなるLCRを75サイクル実施した。 ヒト胎盤DNA(陰性対照)10μg、又は種々の希釈度のChlam ydia trachomatis 陽性McCoy細胞溶解物を含むヒト胎盤D NA(陽性対照)10μgを用いて反応を生起した。10-2希釈度のMcCoy 溶解物は、約104個のChlamydia trachomatisDNAゲ ノム等価物を含んでいる。使用したLCRプローブを以下の表1に示す。これら のプローブは、(Zhang, Y. −X.等、Nucleic Acid Res.18: 1061(1990年)に開示されている)Chlamy dia trachomatis のMOMPI遺伝子内のマップ位置354−4 01に特異的である。 50mM EPPS pH7.8、30mM MgCl2、20mM KCl 、1μM dTTP、表1に示す各オリゴヌクレオチド分子(354. 1,3 54. 2A, 354. 3A, 354.4)1×1012個、1単位のTh ermus DNAポリメラーゼ(Molecular Biology Re sources, Inc., Milwaukee, Wisconsin) 、及び5000単位のThermus thermophilus DN Aリガーゼを含む緩衝液中で反応を生起した。最終反応容量は50μlであった 。増幅後、反応物をIMx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LCR増 幅産物を、Abbott IMx(登録商標)自動化イムノアッセイ系を用いて 実施されるサンドイッチイムノアッセイにより検出した。 検出は以下の方法で実施した。表中の“Carb.”はカルバゾール由来のハ プテンを示し、“Adam.”はアダマンタン由来のハプテンを示す。先に説明 した種々のラベルでのオリゴヌクレオチドの標識にはこれらのハプテンを使用し た。従って、連結オリゴヌクレオチドは、微粒子酵素イムノアッセイ(MEIA )技術を用いたIMx(登録商標)機器(Abbott Laboratori es,Abbott Park, IL)による検出のために、一方の末端にカ ルバゾールを有し、他方の末端にアダマンタンを有する。アッセイ手順は、市販 のα−フェトプロテインアッセイで使用されている手順と同様であり、以下の手 順を適応する:(1)抗α−フェトプロテイン抗体被覆微粒子を抗カルバゾール 抗体被覆微粒子で置換し;(2)抗α−フェトプロテイン抗体:アルカリ性ホス ファターゼ の結合体を抗−3−フェニル−1−アダマンタン酢酸抗体:アルカリ性ホスファ ターゼの結合体で置換する。 IMx(登録商標)MEIAアッセイの手順はヨーロッパ特許出願公開第43 9,182号(上掲)に更に詳しく記載されている。手短に言えば、手順は以下 の通りである。LCRで増幅した100μlの試料を試料ウェルにピペットで加 える。次いで、この試料30μlをインキュベーションウェルにピペットで加え 、抗カルバゾール被覆微粒子をウェルに加える。適当な期間インキュベートする と、抗カルバゾールとカルバゾールエンドを有する核酸配列とからなる複合体が 形成される。インキュベーション後に、この混合物をIMx(登録商標)反応セ ルのガラス繊維捕捉マトリックス上にピペットで加え、アルカリ性ホスファター ゼに結合した抗アダマンタンを加える。これにより微粒子ーオリゴヌクレオチド ー酵素複合体が得られる。この複合体はガラス繊維捕捉マトリックスの表面上に 滞留する。洗浄過程で過剰試薬を除去した後に(この手順中は常にガラス繊維捕 捉マトリックス下方のブロッターが試薬溶液を吸収する。そうでなければ試薬溶 液がガラス繊維捕捉マトリックスから溢出する)、ガラス繊維捕捉マトリックス を4− メチルウンベリフェリルホスフェート(MUP)で処理する。表面結合酵素は非 蛍光性(nonfluorogenic)MUPを、蛍光の測定が可能な4−メチルウンベリフ ェロン(MU)に変換する。以下の実施例で示す数値は、このプロセスの速度値 (カウント数/秒/秒:cpss)である。連結プローブの量は、この速度値に 直接関係する。標識オリゴヌクレオチドのこのMEIA読み取りの概念は、19 90年3月7日公開のLaffler, T.G.等によるヨーロッパ特許出願 公開第357,011号“Detection and Amplificat ion of Target Nucleic Acid Sequences ”に記載されている。 2回のアッセイを実施した。平均結果を以下に示す: 標的 IMx(登録商標)速度 0 11.23±1 10-3希釈度 1139.34±100 10-4希釈度 359.99±21 10-5希釈度 36.88±9 前記結果は、標的配列の量が増すと、連結プローブの数も増すことを示してい る。実施例2 以下の標的増幅は、下流プローブが5’ヒドロキシル末端を有する2組のブラ ント末端化プローブの使用を例示している。 Coyサーモサイクラーにて、85℃で30秒間のインキュベーション及び5 5℃で40秒間のインキュベーションからなるLCRを100サイクル実施した 。ヒト胎盤DNA(陰性対照)1μg、又は種々の希釈度のChlamydia trachomatis 陽性McCoy細胞溶解物を含むヒト胎盤DNA(陽 性対照)1μgを用いて反応を生起した。使用したLCRオリゴヌクレオチドは 前記実施例1の表1に示した通りである。これらのオリゴヌクレオチドは、Ch lamydia trachomati sのMOMPI遺伝子内のマップ位置3 54−401に特異的である。50mM EPPS pH7. 8、30mMM gCl2、20mM KCl、1μM dTTP、表1に示す各オリゴヌクレオ チド分子(354. 1,354.2B,354.3B,354.4)1×1012 個、1単位のThermus DNAポリメラーゼ、及び5000単位のTh ermus thermophilus DNA リガーゼを含む緩衝液中で反応を生起した。最終反応容量は50μlであった。 増幅後、反応物を1Mx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LCR増 幅産物を、実施例1に記載したようにAbbott IMx(登録商標)自動化 イムノアッセイ系を用いて実施されるサンドイッチイムノアッセイにより検出し た。 3回のアッセイを実施した。平均結果を以下に示す: 標的 IMx(登録商標)速度 0 17.18±3 10-2希釈度 794.83±130 10-3希釈度 81.80±23実施例3 2組のブラント末端化プローブを用いた増幅を以下で説明する。各下流プロー ブは5’ヒドロキシル末端を有し、一塩基末端が非対合(WRTT、WRTP) である。 Coyサーモサイクラーにて、85℃で30秒間のインキュベーション及び5 5℃で40秒間のインキュベーションからなるLCRを70サイクル実施した。 ヒト胎盤DNA(陰性対照)1μg、又は10-4希釈度のChlamy dia trachomatis 陽性McCoy細胞溶解物を含むヒト胎盤DN A(陽性対照)1μgを用いて反応を生起した。使用したLCRオリゴヌクレオ チドは前記実施例1の表1に記載する通りである。これらのオリゴヌクレオチド は、Chlamydia trachomatisのMOMPI遺伝子内のマッ プ位置354−401に特異的である。50mM EPPS pH7.8、30 mMMgCl2、20mM KCl、1μM dTTP、表1に示す各オリゴヌ クレオチド分子(354.1,354.2C,354.3C,354.4)1× 1012個、1単位のThermus DNAポリメラーゼ、及び5000単位のThermus thermophilus DNAリガーゼを含む緩衝液中で 反応を生起した。最終反応容量は50μlであった。 増幅後、反応物を1Mx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LCR増 幅産物を、実施例1に記載したようにAbbott IMx(登録商標)自動化 イムノアッセイ系を用いるサンドイッチイムノアッセイにより検出した。 2回のアッセイを実施した。平均結果を以下に示す: 標的 IMx(登録商標)速度 0 11.18±1 10-4希釈度 1648.87±120実施例4 以下の増幅では、実施例3で使用したものと同一フォーマットではあるが、核 酸配列の異なるブラント末端化プローブを使用した。 Perkin−Elmer 480サーモサイクラー(Perkin−Elm er, Norwalk, CT)にて、85℃で30秒間のインキュベーショ ン及び55℃で25秒間のインキュベーションからなるLCRを40、50又は 60サイクル実施した。ヒト胎盤DNA(陰性対照)1μg、又は102個の hlamydia trachomatis 基本小体を含むヒト胎盤DNA(陽 性対照)1μgを用いて反応を生起した。使用したLCRオリゴヌクレオチドは 前記実施例1の表1に示す通りである。これらのオリゴヌクレオチドは、Chl amydia trachomatis のMOMPI遺伝子内のマップ位置27 0−315に特異的である。50mM EPPS pH7.8、30mM Mg Cl2、20mM KCl、1 μM dCTP、表1に示す各オリゴヌクレオチド分子(270.1,270. 2,270.3,270.4)1×1012個、2単位のThermus DNA ポリメラーゼ、及び5000単位のThermus thermophilus DNAリガーゼを含む緩衝液中で反応を生起した。最終反応容量は50μlで あった。 増幅後、反応物を1Mx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LCR増 幅産物を、実施例1に記載したようにAbbott IMx(登録商標)自動化 イムノアッセイ系を用いて実施されるサンドイッチイムノアッセイにより検出し た。 2回のアッセイを実施した。平均結果を以下に示す: 実施例5 以下の実施例では、各下流プローブが5’ヒドロキシル末端と1個の塩基から なる5’伸長部とを有する2組のプローブを使用した。これらの伸長部は互いに ハイブリッド形成し得るが、各標的とはハイブリッド形成し得ない。これらのプ ローブを使用して、血清試料中でB型肝炎ウイルス(HBV)に特異な配列を検 出した。 本実施例でプローブとして使用したHBV特異核酸配列をOno Y.等の方 法(Nucleic Acid Res., 11, 1747−1757(1 983年))に従ってマッピングした。特に明記しない限り、配列は5’から3 ’の方向(左から右)に記載する。“F”はラベルのフルオレセイン−5−イソ チオシアネート(FITC異性体、Molecular Probes Inc .)を示し、“B”はビオチン分子(Biotin−xx−NHSエステル、C lontech Laboratories Inc)を示す。プローブ配列は 、HBV亜型ADWの塩基666〜塩基709である。 HBV陰性血清(陰性対照)、又は1.4×105個もしくは1.0×103個 のHBVゲノムを含む血清を用いて反応を生起した。血清試料をプロティナーゼ K(50℃、3時間)で処理し、100℃で15分間加熱した。 Perkin−Elmer 480サーモサイクラーにて、85℃で30秒間 のインキュベーション及び50℃で40秒間のインキュベーションからなる変形 LCRを55サイクル実施した。50mM EPPS pH7.8、30mM MgCl2、20mM KCl、それぞれ1μMのdCTP及びdGTP、各オ リゴヌクレオチド分子(666:1,666:2,666:3,666:4)1 ×1012個、2単位のThermus DNAポリメラーゼ、及び5000単位 のThermus thermophilus DNAリガーゼを含む緩衝液中 で反応を生起した。最終反応容量は50μlであった。増幅後、反応物をH2 Oで1:1に希釈し、特異的連結産物を、AbbottIMx(登録商標)自動 化イムノアッセイ系でのサンドイッチイムノアッセイにより検出した。連結プロ ーブ検出のためのMEIA手順は前記実施例1で使用した手順と同様であった。 但し、以下の点が異なる:(1)抗ビオチン抗体被覆微粒子;及び(2)抗フル オレセイン抗体:アルカリ性ホスファターゼの結合体。結果を以下に示す: 標的分子 IMx(登録商標)速度 0 13.37 1×103 32.19 1.4×105 331.24実施例6 以下の標的増幅は、ハイブリダイズドプローブの離脱(又は放出)断片の検出 を例示している。この標的増幅は、5’末端に検出可能なフルオレセイン基を含 む一塩基の5’伸長部を有する下流プローブを使用した。これらの伸長部は互い にハイブリッド形成し得ず、各標的ともハイブリッド形成し得ない。 Coyサーモサイクラーにて、85℃で30秒間のインキュベーション及び5 5℃で40秒間のインキュベーショ ンからなるLCRを85サイクル実施した。ヒト胎盤DNA(陰性対照)1μg 、又は10-2希釈度のChlamydia tra homatis陽性McC oy細胞溶解物を含むヒト胎盤DNA(陽性対照)1μgを用いて反応を生起し た。使用したLCRオリゴヌクレオチドは前記実施例1の表1に記載した通りで ある。これらのオリゴヌクレオチドは、Chlamydia trachoma ti sのMOMP1遺伝子内のマップ位置354−401に特異的である。50 mM EPPS pH7.8、30mMMgCl2、20mM KCl、1μM dTTP、表1に示す各オリゴヌクレオチド分子(354.1,354.2D ,354.3D,354.4)1×1012個、1単位のThermus DNA ポリメラーゼ、及び5000単位のThermus thermophilus DNAリガーゼを含む緩衝液中で反応を生起した。最終反応容量は50μlで あった。 増幅後、反応物を1Mx(登録商標)希釈緩衝液で1:1に希釈し、LCR増 幅産物を、実施例1に記載したようにAbbott IMx(登録商標)自動化 イムノアッセイ系を用いて実施されるサンドイッチイムノアッセイによ り検出した。 2回のアッセイを実施した。平均結果を以下に示す: 標的 IMx(登録商標)速度 0 146.88±95 10-2希釈度 2030.83±50 Abbott TDx(登録商標)蛍光偏光イムノアッセイ分析機(Abbo tt Laboratories,Abbott Park, IL)を用いる 蛍光偏光技術により、離脱断片を検出した。IMx(登録商標)検出アッセイで 残存する増幅産物をIMx(登録商標)希釈緩衝液で200μlに希釈し、各試 料の蛍光偏光値を測定した。 平均結果を以下に示す: 標的 TDx(登録商標)結果 0 201.9±0.5 10-2希釈度 93.07±3 蛍光化合物の偏光は、この化合物と結合する分子の寸法に反比例する。従って 、無傷のオリゴヌクレオチドに結合した蛍光分子の偏光は、オリゴヌクレオチド に由来する分子量がより小さい分解産物(この場合は離脱断片)に結合 した発蛍光団の偏光よりも大きいと予想される。結果として偏光値の減少は下流 プローブの修正を示すものとなる。 本発明は、分かりやすくするために実施例によりある程度詳しく説明したが、 前述の方法、組成物及びキットが、LCR技術以外の核酸増幅技術で標的非依存 性増幅を低減するために使用できることは明白である。更には、当業者による種 々の変形及び変更は添付のクレームの範囲内にあると考えられる。本明細書に記 載の基本的発明の明白な変更を考慮に入れた将来の技術的進歩もクレームの範囲 内である。 配列表 (1)一般情報: (i)出願人:CARRINO,JOHN J. SPIES,UWE RINEHARDT,LAURIE A. PABICH,EDWARD K. (ii)発明の名称: エキソヌクレオリチック活性 を用いた標的核酸の検出及び 増幅 (iii)配列の数:21 (iv)連絡先: (A)宛名:ABBOTT LABORATORIES (B)通り:D-377,AP6D,ONE ABBOTT PARK ROAD (C)市:ABBOTT PARK (D)州:ILLINOIS (E)国:U.S.A. (F)郵便番号:60064-3500 (v)コンピューターの読取り可能形態: (A)媒体の型:フロッピーディスク (B)コンピューター:IBM PCコンパチブル (C)オペレーティングシステム:PC-DOS/ MS-DOS (D)ソフトウェア:PatentIn/Wordperfect (vi)現出願データ: (A)出願番号: (B)出願日: (C)分類: (vii)先願データ: (A)出願番号:US 07/925,402 (B)出願日:1992年8月3日 (viii)弁理士/代理人情報: (A)氏名:Thomas D.Brainard (B)登録番号:32,459 (C)参照/事件整理番号:4773.PC.03 (ix)電気通信情報: (A)電話:708-937-4884 (B)ファクシミリ:708-938-2623 (2)配列番号1の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:48塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:二本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ゲノムDNA (vi)起源: (A)生物名:Chlamydia trachomatis (viii)ゲノム内での位置: (B)染色体上の位置:354-401 (xi)配列番号1の配列: (2)配列番号2の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号2の配列: (2)配列番号3の情報. (i)配列の特徴: (A)長さ:27塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号3の配列: (2)配列番号4の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:27塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号4の配列: (2)配列番号5の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号5の配列: (2)配列番号6の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号6の配列: (2)配列番号7の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号7の配列: (2)配列番号8の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号8の配列: (2)配列番号9の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:24塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号9の配列: (2)配列番号10の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:25塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号10の配列: (2)配列番号11の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:25塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号11の配列: (2)配列番号12の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:46塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:二本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ゲノムDNA (xi)配列番号12の配列: (2)配列番号13の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:23塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号13の配列: (2)配列番号14の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:23塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号14の配列: (2)配列番号15の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:23塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号15の配列: (2)配列番号16の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:23塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状. (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号16の配列: (2)配列番号17の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:22塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号17の配列: (2)配列番号18の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:22塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号18の配列: (2)配列番号19の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:23塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号19の配列: (2)配列番号20の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:21塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:その他(合成DNA) (xi)配列番号20の配列: (2)配列番号21の情報: (i)配列の特徴: (A)長さ:44塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:二本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:ゲノムDNA (vi)起源: (A)生物名:肝炎B型ウイルス (viii)ゲノム内での位置: (B)染色体上の位置:666-709 (xi)配列番号21の配列:
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハード,ローリー・エイ アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53142、 ケノーシヤ、シツクステイーフイフス・ア ベニユー・8104 (72)発明者 パビツク,エドワード・ケイ アメリカ合衆国、イリノイ・60639、シカ ゴ、ノース・マツクビツカー・アベニユ ー・2450

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.標的核酸配列のアッセイ方法であって、 (a)ハイブリダイゼーション条件下にて、一本鎖形態の標的核酸配列を含むと 思われる試料を、第1の上流プローブ及び第1の下流プローブを含む、第1組の オリゴヌクレオチドであって、ここで両プローブが標的核酸配列の部分と実質的 に相補的な配列を有し且つ第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブ の5’末端に近接してハイブリダイズするものである過剰の前記第1組のオリゴ ヌクレオチドに暴露し、ここにおいて第1の下流プローブの5’ エンドを改変 させて連結インコンピーテント不在修正とし、これにより第1組のオリゴヌクレ オチドを任意に存在する標的核酸配列とハイブリダイズさせ、 (b)実質的に下流プローブが標的とハイブリダイズするときにのみ下流プロ ーブの5’エンドに該5’エンドのヌクレオリチック分解を含む修正を施して、 この5’エンドを連結コンピーテントにし、 (c)修正した下流プローブを上流プローブに連結して連結産物を生成し、 (d)修正及び連結段階がどの程度生起するかを試料中 の標的核酸の尺度として決定する 段階を包含する前記方法。 2.修正及び連結の程度の決定が、非連結プローブから連結産物を分離し、生成 した連結産物の量を決定することからなる請求項1に記載の方法。 3.修正及び連結の程度の決定が、前記下流プローブの5’エンドからの開裂断 片の離脱を監視することからなる請求項1に記載の方法。 4.前述の連結インコンピーテント5’エンドが本質的に非リン酸化5’末端か らなり、前記修正段階が、末端ヌクレオシドを開裂して、前記下流プローブ上に 新しい5’リン酸化末端を生成することからなる請求項1に記載の方法。 5.前記修正段階が更に、鋳型依存的に1個以上のヌクレオチドトリホスフェー トを加えて前記上流プローブの3’末端を伸長し、前記の伸長した3’末端を新 たに生成された前記5’リン酸化末端と隣接させることを含む請求項4に記載の 方法。 6.前記の開裂及び伸長の両段階が、5’→3’ヌクレオリチック活性を有する 鋳型依存性ポリメラーゼにより行われる請求項5に記載の方法。 7.修正及び連結の程度の決定が、非連結プローブから連結産物を分離し、生成 した連結産物の量を決定することからなる請求項4に記載の方法。 8.下流プローブの前記末端ヌクレオチドがラベルを有し、修正及び連結の程度 の決定が、下流プローブからのラベルの離脱を監視することからなる請求項4に 記載の方法。 9.前記ラベルが蛍光ラベルであり、前記監視が蛍光偏光からなる請求項8に記 載の方法。 10.連結インコンピーテント5’エンドが、該エンドとハイブリダイズする標 的配列とは非対合のヌクレオチド塩基を少なくとも1個前記5’エンドに含んで おり、前記修正段階が非対合ヌクレオチドを開裂して、前記下流プローブ上に新 しい5’リン酸化末端を生成することからなる請求項1に記載の方法。 11.前記修正段階が更に、鋳型依存的に1個以上のヌクレオチドトリホスフェ ートを加えて前記上流プローブの3’末端を伸長し、前記の伸長した3’末端を 新たに生成された前記5’リン酸化末端と隣接させることを含む請求項10に記 載の方法。 12.前記の開裂及び伸長の両段階が、5’→3’ヌクレ オリチック活性を有する鋳型依存性ポリメラーゼにより行われる請求項11に記 載の方法。 13.前記の少なくとも1個の非対合塩基が5’末端ヌクレオチドに位置する請 求項10に記載の方法。 14.前記の少なくとも1個の非対合塩基が前記5’末端ヌクレオチドの1〜約 5ヌクレオチド内側に位置する請求項10に記載の方法。 15.前記開裂段階が、非対合ヌクレオチドに隣接する3’側のヌクレオチドを 開裂することからなる請求項13又は14に記載の方法。 16.前記下流プローブの連結インコンピーテントな5’エンドが更に非リン酸 化5’末端を含んでいる請求項10に記載の方法。 17.修正及び連結の程度の決定が、非連結プローブから連結産物を分離し、生 成した連結産物の量を決定することからなる請求項10に記載の方法。 18.下流プローブの5’エンドの開裂部分がラベルを有し、修正及び連結の程 度の決定が、下流プローブからのラベルの離脱を監視することからなる請求項1 0に記載の方法。 19.前記ラベルが蛍光ラベルであり、前記監視が蛍光偏光からなる請求項18 に記載の方法。 20.上流及び下流プローブが標的とハイブリダイズして、下流プローブの非対 合5’エンドが少なくとも1個の重複塩基により上流プローブの3’エンドと重 複し、修正段階が、前述の少なくとも1個の重複塩基を除去して新しい5’リン 酸化末端を生成することにより、新たに生成された下流プローブの5’末端を上 流プローブを伸長させずに上流プローブの3’エンドと当接させて2個のプロー ブを直接連結させ得ることからなる請求項10に記載の方法。 21.前記下流プローブの非対合5’エンドが更に非リン酸化5’末端を含んで いる請求項20に記載の方法。 22.第2の上流プローブ及び第2の下流プローブを含む第2組のオリゴヌクレ オチドであって、ここで両プローブがそれぞれ第1の下流プローブ及び第1の上 流プローブと実質的に相補的な配列を有し、第2の上流プローブの3’末端が第 2の下流プローブの5’末端に近接してハイブリダイズするものである過剰の前 記第2組のオリゴヌクレオチドを更に含み、前記のハイブリダイゼーション、修 正及び連結の段階(a−c)を繰り返して標的核酸配列の増幅 を行う請求項1に記載の方法。 23.前記第1の下流プローブの連結インコンピーテント5’エンドが本質的に 非リン酸化5’末端からなり、前記修正段階が、末端ヌクレオシドを開裂して前 記下流プローブ上に新しい5’リン酸化末端を生成することからなる請求項22 に記載の方法。 24.第2の下流プローブの5’エンドも改変して連結インコンピーテント不在 修正とし、前記修正段階が、前記第2の下流プローブの5’エンドをヌクレオリ チック分解して新しいリン酸化5’末端を生成して、両方の下流プローブの5’ エンドを連結コンピーテントにすることからなる請求項23に記載の方法。 25.第2の下流プローブの前記改変が、(a)非リン酸化5’末端;又は(b )前記下流プローブとハイブリダイズする鋳型配列とは非対合の5’エンドの少 なくとも1個のヌクレオチド塩基の中から選択され、前記修正段階が、前記非リ ン酸化ヌクレオチド又は前記非対合ヌクレオチドを開裂することからなる請求項 24に記載の方法。 26.前記修正段階が更に、鋳型依存的に1個以上のヌクレオチドトリホスフェ ートを加えて前記の両上流プローブ の3’末端を伸長し、前記の伸長した3’末端を新たに生成された前記5’リン 酸化末端と隣接させることを含む請求項24に記載の方法。 27.前記の開裂及び伸長の両段階が、5’→3’ヌクレオリチック活性を有す る鋳型依存性ポリメラーゼにより行われる請求項26に記載の方法。 28.修正及び連結の程度の決定が、非連結プローブから連結産物を分離し、生 成した連結産物の量を決定することからなる請求項24に記載の方法。 29.下流プローブの前記末端ヌクレオチドがラベルを有し、修正及び連結の程 度の決定が、下流プローブからのラベルの離脱を監視することからなる請求項2 4に記載の方法。 30.前記第1の下流プローブの連結インコンピーテント5’エンドが、前記下 流プローブとハイブリダイズする鋳型配列とは非対合のヌクレオチド塩基を少な くとも1個5’エンドに含み、前記修正段階が、非対合ヌクレオチドを開裂して 前記下流プローブ上に新しい5’リン酸化末端を生成することからなる請求項2 2に記載の方法。 31.第2の下流プローブの5’エンドも改変して連結イ ンコンピーテント不在修正とし、前記修正段階が、前記第2の下流プローブの5 ’エンドをヌクレオリチック分解して新しいリン酸化5’末端を生成して、両方 の下流プローブの5’ エンドを連結コンピーテントにすることからなる請求項 30に記載の方法。 32.第2の下流プローブの前記改変が、(a)非リン酸化5’末端;又は(b )前記下流プローブとハイブリダイズする鋳型配列とは非対合の5’エンドの少 なくとも1個のヌクレオチド塩基の中から選択され、前記修正段階が、前記非リ ン酸化ヌクレオチド又は前記非対合ヌクレオチドを開裂することからなる請求項 31に記載の方法。 33.前記修正段階が更に、鋳型依存的に1個以上のヌクレオチドトリホスフェ ートを加えて前記の両上流プローブの3’末端を伸長し、前記の伸長した3’末 端を新たに生成された前記5’リン酸化末端と隣接させることを含む請求項31 に記載の方法。 34.前記第1の下流プローブの5’エンドが更に非リン酸化5’末端を含んで いる請求項32に記載の方法。 35.前記の開裂及び伸長の両段階が、5’→3’ヌクレオリチック活性を有す る鋳型依存性ポリメラーゼにより行 われる請求項33に記載の方法。 36.前記下流プローブの一方又は両方の少なくとも1個の非対合塩基が5’末 端ヌクレオチドに位置する請求項32に記載の方法。 37.前記下流プローブの一方又は両方の少なくとも1個の非対合塩基が前記5 ’末端ヌクレオチドの1〜約5ヌクレオチド内側に位置する請求項32に記載の 方法。 38.前記開裂段階が、非対合ヌクレオチドに隣接する3’側のヌクレオチドを 開裂することからなる請求項36又は37に記載の方法。 39.修正及び連結の程度の決定が、非連結プローブから連結産物を分離し、生 成した連結産物の量を決定することからなる請求項31に記載の方法。 40.下流プローブの前記末端ヌクレオチドがラベルを有し、修正及び連結の程 度の決定が、下流プローブからのラベルの離脱を監視することからなる請求項3 1に記載の方法。 41.(a)第1の上流プローブ及び第1の下流プローブを含む第1組のオリゴ ヌクレオチドであって、ここで両プローブが標的核酸配列の部分と実質的に相補 的な配列を 有し、且つ第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブの5’末端に近 接してハイブリダイズする、前記第1組のオリゴヌクレオチドと、 (b)第2の上流プローブ及び第2の下流プローブを含む第2組のオリゴヌクレ オチドであって、ここで両プローブがそれぞれ第1の下流プローブ及び第1の上 流プローブと実質的に相補的な配列を有し、且つ第2の上流プローブの3’末端 が第2の下流プローブの5’末端に近接してハイブリダイズする、前記第2組の オリゴヌクレオチドとを含み、第1又は第2の下流プローブの少なくとも一方の 5’エンドを改変して連結インコンピーテント不在修正とすることを特徴とする 前記(a)、(b)を含む物質の組成物。 42.連結インコンピーテントな5’エンドが本質的に非リン酸化5’末端から なる請求項41に記載の組成物。 43.非リン酸化5’末端がヒドロキシル、ヒドリル及びアミノからなる群の中 から選択される請求項42に記載の組成物。 44.非リン酸化5’末端が、蛍光ラベル、放射性同位体ラベル、化学発光ラベ ル、発色団ラベル及びハプテンラベ ルからなる群の中から選択されるラベルを含んでいる請求項42に記載の組成物 。 45.連結インコンピーテント5’エンドが、該エンドとハイブリダイズする標 的配列又は相補的上流プローブと非対合のヌクレオチド塩基を少なくとも1個前 記5’エンドに含んでいる請求項41に記載の組成物。 46.前述の少なくとも1個の非対合塩基が5’末端ヌクレオチドに位置する請 求項45に記載の組成物。 47.非リン酸化5’末端を更に含んでいる請求項45に記載の組成物。 48.両方の下流プローブが連結インコンピーテントな5’エンドを有する請求 項41に記載の組成物。 49.(a)上流プローブ及び下流プローブを含む1組のオリゴヌクレオチドで あって、ここで両プローブが標的核酸配列の部分と実質的に相補的な配列を有し 、第1の上流プローブの3’末端が第1の下流プローブの5’末端に近接してハ イブリダイズし、前記下流プローブの5’エンドを改変して連結インコンピーテ ント不在修正とする、前記1組のオリゴヌクレオチドと、 (b)連結インコンピーテントな下流プローブを標的依存 的に修正して下流プローブを連結可能とし、上流及び下流プローブを連結コンピ ーテントとするための1種以上の修正試薬と、 (c)修正した下流プローブを上流プローブに連結するための連結試薬とを1個 以上の適切な容器内に含んでいるキット。 50.前述の連結インコンピーテント5’エンドが本質的に非リン酸化5’末端 からなる請求項49に記載のキット。 51.連結インコンピーテント5’エンドが、該エンドとハイブリダイズする標 的配列とは非対合のヌクレオチド塩基を少なくとも1個前記5’エンドに含んで いる請求項49に記載のキット。 52.非リン酸化5’末端を更に含んでいる請求項32に記載のキット。 53.前記修正試薬が、標的依存性5’→3’ヌクレオリチック活性を有する物 質からなる請求項51に記載のキット。 54.前記修正試薬が標的依存性ポリメラーゼからなる請求項53に記載のキッ ト。 55.第2の上流プローブ及び第2の下流プローブを含む 第2組のオリゴヌクレオチドであって、ここで両プローブがそれぞれ第1の下流 プローブ及び第1の上流プローブと実質的に相補的な配列を有し、第2の上流プ ローブの3’末端が第2の下流プローブの5’末端に近接してハイブリダイズす る、前記第2組のオリゴヌクレオチドを更に含んでいる請求項49に記載のキッ ト。 56.前記下流プローブの少なくとも一方の連結インコンピーテント5’エンド が本質的に非リン酸化5’末端からなる請求項55に記載のキット。 57.前記下流プローブの少なくとも一方の連結インコンピーテント5’エンド が、該エンドとハイブリダイズする標的配列とは非対合のヌクレオチド塩基を少 なくとも1個前記5’エンドに含んでいる請求項55に記載のキット。 58.前記の少なくとも一方の下流プローブ上の連結インコンピーテント5’エ ンドが更に非リン酸化5’末端を含んでいる請求項57に記載のキット。 59.前記修正試薬が、標的依存性5’→3’ヌクレオリチック活性を有する標 的依存性ポリメラーゼからなる請求項55に記載のキット。
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