JPH09500539A - Linked linear amplification of nucleic acids - Google Patents

Linked linear amplification of nucleic acids

Info

Publication number
JPH09500539A
JPH09500539A JP7505384A JP50538495A JPH09500539A JP H09500539 A JPH09500539 A JP H09500539A JP 7505384 A JP7505384 A JP 7505384A JP 50538495 A JP50538495 A JP 50538495A JP H09500539 A JPH09500539 A JP H09500539A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
primer
nucleic acid
generation
template
primer extension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7505384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ウォーレス,ロバート・ブルース
Original Assignee
バイオ−ラッド・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バイオ−ラッド・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド filed Critical バイオ−ラッド・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド
Publication of JPH09500539A publication Critical patent/JPH09500539A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6848Nucleic acid amplification reactions characterised by the means for preventing contamination or increasing the specificity or sensitivity of an amplification reaction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 目的の核酸配列の伸長合成(”増幅”)はリンクされた一連のマルチーサイクルプライマー伸長反応(LLA)によって達成される。本方法のプライマー伸長反応の各々に使用されるプライマーは、核酸合成を停止し、それにより、合成された分子が続くサイクルにおいて鋳型として役立つのを防止する非複製可能な要素を含む。合成された分子はプライマー伸長反応の間に数学的に線形で蓄積し、それにより、本方法を核酸の汚染に対して比較的非感受性にする。マルチプルプライマーの組み合わせを使用して目的の核酸配列の多数のコピーの蓄積を確実にする。本発明はまた、増幅された目的の核酸配列の検出および上記反応を行うための試薬キットを提供する。   (57) [Summary] Extension synthesis ("amplification") of a nucleic acid sequence of interest is accomplished by a series of linked multi-cycle primer extension reactions (LLA). The primer used in each of the primer extension reactions of the method comprises a non-replicable element that halts nucleic acid synthesis, thereby preventing the synthesized molecule from serving as a template in subsequent cycles. The synthesized molecules accumulate mathematically linearly during the primer extension reaction, thereby rendering the method relatively insensitive to nucleic acid contamination. A combination of multiple primers is used to ensure the accumulation of multiple copies of the nucleic acid sequence of interest. The present invention also provides a reagent kit for detecting the amplified nucleic acid sequence of interest and performing the above reaction.

Description

【発明の詳細な説明】 核酸のリンクされた線形増幅 1.技術分野 本発明はインビトロでの核酸の複製に関する。さらに詳細には、本発明は目的 の核酸配列を複製する方法であって、最終的にプライマー伸長反応物を結合させ ることによって、目的の核酸配列を大量に複製し目的の配列が数学的に線形で蓄 積する方法に関する。 2.背景技術の簡単な説明 核酸の伸長複製、今日では核酸増殖(ここではこのように記載する)として知 られているが、応用面および理論面の両方で種々の意味で広い有用性が見いださ れている。H.G.Khoranaおよび共同研究者はまずインビトロでのDN A増幅方法を使用して、合成DNAの酵素による結合によって創製された2重鎖 (主要酵母アラニンt−RNAの遺伝子部分配列)の入手量を増加させることを 提案した。K.Kleppeら;J.Mol.Biol.56:341−361 (1971)を参照。その後、インビトロでの増幅は、染色体DNAの増幅(S akaiら、Science230:1350―1354(1985))に今や ポリメラーゼ連鎖反応、すなわち”PCR”として知られる技術として応用され た。合成オリゴヌクレオチドプライマー、熱安定性DNAポリメラーゼおよび自 動化された温度循環装置は広く入手できるので、PCRは、分子生物学者にとっ て広い有用性を有する手段となった。 PCR法は文献においては”指数増殖”方法と称される。プライマー伸長の一 回り、すなわち”サイクル”において、他のプライマーに対するプライマー結合 部位が合成される。このように、前サイクルのいずれかで生産された各合成DN A分子を利用してプライマー依存複製のための鋳型として役立てる。本方法の態 様は、十分量のプライマー分子の存在と組合わされ、反応が進行するにつれて数 学的に指数的にで蓄積していく。 PCRは分子生物学者にとって価値ある技術であることが証明され、ヒトの遺 伝子研究、診断、裁判科学の分野で、及び抗体の検出においてさえも広く使用さ れて来たが、不利な点が決して認められなかった。PCR法は、主として増幅生 成物が一回りで指数的に増加するので、正確に定量するのは困難である可能性が ある。PCRの生成物、つまり二重鎖DNA分子は分析したり配列化したりする こと自体が難しい。鎖分離は、典型的には配列化あるいは一重鎖に必要な他の下 流の工程、たとえば目的の配列を検出することができるプローブに対するハイブ リダイゼーションの前に行われなければならない。 PCR法はまた、以前に増幅されたDNA配列を新しい反応に移行することに よって生じた汚染に対して全く感受性であることも証明されている。この問題は 、(1)与えられたいかなる反応においても大量のDNAが生成する;および( 2)本方法はすべてのDNA鎖生成物を次に続くサイクルにおいて鋳型として使 用する という事実によって生じるらしい。少量の汚染DNAでさえも指数的に増殖して 間違った結果に導く。KwokおよびHiguchi,Nature 339: 237−238(1989)参照。これらの汚染問題は広く認識されているので 、そのような汚染を減らす種々の方法が文献(たとえば、化学的脱汚染、物理的 処置、酵素処理および閉鎖されたシステムの使用)で報告されている。”Gen etic Recognition”,1992年11月20日カリフォルニア 州サンディエゴで提示されたJohn B.Findlay,”Develop ment of PCR for in vitro Diagnostics ”参照。 大量のDNAを提供し、選択的に目的の特定の配列のみを増幅するが”PCR ”反応に関連する問題を避ける新しい核酸(DNA)増幅方法に対する必要があ る。特に、最終的に大量の目的核酸分子あるいは多量の目的核酸配列を含む分子 を生産する、核酸増幅方法に対する必要が残ったが、汚染核酸の存在に比較的非 感受性である。一重鎖生成物を生成する核酸増幅方法に対する必要も残っている 。 発明の総括 上記および他の必要性は、1つの態様として目的とする特定の核酸配列を試料 に含まれる相補性核酸鎖内で増幅する方法を提供する本発明によって解決される 。本発明の方法は以下の段階からなる: (a)鎖と非複製可能な要素を含むプライマーとを、第1世代プライマー伸長生 成物が上記鎖を鋳型として使用することによって合成されるような条件下に接触 させ、上記合成された第1世代プライマー伸長生成物が上記鎖から分離されると き、鎖のための上記プライマーが、該鎖の相補のための上記プライマーの第2世 代プライマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つように選択され; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの鋳型から分離して一重鎖分子を 生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を、第2世代プライマー伸長生成物が第1 世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用して合成される条件下に上記段階( a)のプライマーで処理する。 ここで上記第2世代プライマー伸長生成物は目的とする核酸配列の少なくとも 一部を含むが、伸長されてそれらの鋳型を生成した上記プライマーの伸長生成物 の合成のための鋳型として役立つことはできない。 本発明の他の態様において、段階(c)の生成物を分離して一重鎖分子を生成 し、全工程を少なくとも1回繰り返す。段階(c)は好ましくは多数回繰り返し て、プログラム可能な温度サイクル装置の制御下に本方法が自動的に行われるよ うにする。 第2世代プライマー伸長生成物の蓄積後、該生成物の各々を伸長プライマーの ための鋳型として役立ててその第1世代鋳型をつくることは不可能であって、非 複製可能な要素を含む新しい一組のプライマーを使用できる。上記新しい一組の プライマーは第2世代合成生成物に結合して目的配列を増幅するのに有利である 。この線形複製方法は多くのサイクルによって行われる。多サイクルプライマー 伸長反応がそのように”いっしょにリンクすること”によって、最終的には元の 目的核酸配列の千倍あるいは百万倍増幅する。このように、本方法は”リンクさ れた線形増幅(linked linear amplification)” すなわち”LLA”と見なされる。 本発明のもう1つの態様において、非複製可能要素を含む複数(ネステッド) 組のプライマーは単一の増幅反応混合物として提供され得る。これらの組は次第 に減少する厳しい条件下に各々の鋳型に結合できるように選択される。このよう に、いくつかの結合線形増幅を行うに必要なすべての成分を単一の反応混合物と して提供できる。 本発明のさらにもう1つの態様においては、対立遺伝子特異的核酸複製は本発 明に従い、鎌型赤血球病のような遺伝病あるいは疾患の指標であることが知られ た鋳型上の特異的多形部位に結合されたプライマーを使用して行われる。非複製 要素を含む対立遺伝子特異的プライマーは所望の対立遺伝子を含む鋳型のみの核 酸合成を開始するように設計される。 本方法による合成核酸分子は遺伝病または疾患の診断において、さらに遺伝子 クローニングのような技術の試薬として、法医学上の同定等に使用できる。 本明細書に記載の方法は一重鎖核酸を出発材料として使用して行うことも出来 る。そのような方法は以下の段階からなる (a)鎖と非複製可能な要素を含むプライマーとを、第1世代プライマー伸長生 成物が上記鎖を鋳型として使用することによって合成されるような条件下に接触 させ; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの鋳型から分離して一重鎖分子を 生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物と、非複製可能な要素を含む第2プライマ ーとを、第2世代プライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型 として使用して合成される条件下に接触する。 ここで上記プライマーは、第2世代プライマー伸長生成物が第1プライマーの 伸長のための鋳型として役立てないように選択される。段階(a)−(c)は多 数回繰り返して伸長核酸を合成し、新しい一組のプライマーを使用して反応物を 次の反応物にリンクする。 本発明はまた、特定の核酸配列を増幅させるのに使用する試薬キットに関する 。そのようなキットはたとえば、DNAポリメラーゼ、各プライマーが非複製可 能な要素からなる増幅されるべき各配列のための一対のプライマー、および、任 意には上記プライマーおよびDNAポリメラーゼによって複製され得る対照核酸 配列を包含する。該キットはまた、特定配列の増幅生成物の存在または不存在を 示すことができる核酸プローブをも含んでよい。 図面の簡単な説明 図1ないし4は、本発明の核酸増幅方法を全体的に示す図である。 図5−6は図1−4によって示された方法にリンクされている核酸増幅方法を 全体的に示す図である。 図7は本発明に従って2つのプライマーによって行われる核酸増幅方法をより 詳しく全体的に示す図である。 図8−10は本発明に従って4つのプライマーによって行われるリンクされた 核酸増幅方法を詳しく全体的に示す図である。 図11はPCR法および本発明に従って製造された核酸分子を全体的に示す図 である。 図12はヒトβ−グロブリン遺伝子(GenBank locus HUMH BB)および本明細書において記載された幾つかのプライマーの配列を全体的に 示す図である。 好適具体例の詳細な説明 本発明の核酸複製方法は目的の特定核酸配列を大量に生成し得る。その好適態 様での方法は、一連のマルチサイクルプライマー伸長反応物をリンクさせたもの からなる。マルチサイクルプライマー伸長反応物の各々においては、プライマー 依存核酸複製は、多数のサイクルによって行われるが、プライマー伸長反応生成 物がサイクルからサイクルへと数的に線形で蓄積して行く。増幅されるべき配列 を含む出発試料において各核酸鎖に対する特有のプライマー、すなわち、プライ マーのセットが提供される。プライマー伸長生成物のサイクルからサイクルへの 線形蓄積は非複製可能な要素を含むプライマーを使用して確認される。該要素は プライマー伸長反応を停止させ、核酸ポリメラーゼがプライマーの全配列を複製 することを防ぐ。そのような非複製可能な要素を含む適当なプライマーおよびプ ライマーアニーリング条件を選択することにより、最大量で蓄積するプライマー 伸長反応生成物(”第2世代プライマー伸長生成物”と称する)は次に続くプラ イマー伸長反応のサイクルにおいて同じプライマーをしようしてそれら自身鋳型 として役立てないことが確証される。このように、各サイクルからのプライマー 伸長生成物を次に続くサイクルのための鋳型として利用する核酸増幅方法とは違 って、”指数的増幅”はサイクルからサイクルへと生じることはない。 本発明の方法は、オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションおよびプライマ ー伸長反応の多数の重要な特性を利用し利益をもたらす。本発明は以下の有利性 を有する11A・DNAポリメラーゼは、変性とプライマー依存伸長を連続して繰 り返すことによって鋳型DNAを多数回コピーできる。 ・プライマー依存伸長は、たとえ該プライマーが鋳型に対して完全には相補性で なくとも、適当な条件下に生じることができる。 ・プライマー伸長反応は、以前の回のプライマー伸長反応で生成された鋳型を利 用できる。 ・プライマー伸長反応は非塩基部位あるいは非ヌクレオチド残基が鋳型核酸に存 在するときは該残基によって阻害される。 ・プライマーの長さと組成は、公知のようにして、プライマーが鋳型上のポリメ ラーゼ誘導伸長を”活性化”するであろう条件に影響を与える。 ・プライマー伸長反応は熱循環装置によって急速サイクルで達成できる。 本発明の方法は有利には一連の線形増幅反応を利用し、該反応は連続してある いは平行して(すなわち同時に)行われて(リンクされて)非常に大量の目的核 酸配列のコピーを生成する。目的核酸配列は本質的には鋳型鎖の全長にわたるか 、あるいはその非常に小さな部分のみからなっていてもよい。上記目的配列を含 む鋳型鎖は実質的に均一の試料中に存在するか、あるいは核酸混合物の部分(極 度に小部分でさえ)として存在してもよい。 本発明によれば、非複製可能な要素を含むプライマーは増幅されるべき配列を 含む各鎖に対して提供される。二重鎖鋳型の場合、プライマーは鋳型の変性以前 あるいは以後のいずれで加えてもよい。プライマーは各々の出発鋳型にアニール させられ、ポリメラーゼ酵素の存在下に該酵素の機能に適した条件下に第1世代 プライマー伸長生成物を形成する。本方法は得られた二重らせんの核酸を変性し 、上記プライマーを該鎖にアニールさせ、再度プライマー伸長反応を行うことに よって達成される。第1世代プライマー伸長生成物によるプライマー伸長から第 2世代プライマー伸長生成物が得られ、これは非複製可能な要素が存在するので 次に続くサイクルにおいてこれら同じプライマーのための鋳型として役立つこと はできない。 図1−5は、本発明の方法にしたがってDNA鋳型の上で行われる一連のプラ イマー伸長反応(すなわち、1つの線形増幅反応)を全体的に示したものである 。上記方法は、段階(a)において明確な末端を有する二重らせんDNA分子か ら されている。 出発二重鎖を、好ましくは同じものを含む緩衝液中で加熱することによって変 性し、得られた一重鎖を一対のプライマーと接触させた(段階(b))。各プラ イマーは好ましくは出発鋳型鎖の実質的なモル過剰で供給され、その配列内に非 複製可能な要素を含んでいる。本明細書ではこれをプライマー配列内の(x)ま たは(o)と記した。適当な条件下に、上記プライマーをそれらの各鋳型にアニ ールし、DNAポリメラーゼおよび上記4つのデオキシリボヌクレアーゼの存在 下にプライマー伸長反応によって伸長される(段階(c))。合成されたDNA は図1−4において点線(・・・・)によって示され、二重鎖DNAを鋳型とし て使用することによって合成されたDNAは”第1世代”DNAと称される。得 られた鋳型は再び変性され、上記プライマーはアニールされる(段階(d))。 図2の段階(e)で示されたように、鋳型として第1世代DNAを使用してプ ライマー伸長すると第2世代DNAを製造し、第1世代合成DNAに組み込まれ た非複製可能な要素を通り越して進行することはない。このようにして、参照番 号10および20のDNA分子が合成される。上記図に示されるように、分子1 0は非複製可能な要素(x)を含むプライマーのための効果的部位を組み込まれ ておらず、分子20は非複製可能な要素(o)を含むプライマーのための効果的 部位を組み込まれていないので、これらの第2世代分子はプライマー伸長反応に さらに係わることはない。段階(f)および(g)におけるように、第2世代分 子はプライマー伸長の後続回において数学的に線形で蓄積する。 所望のサイクル数の後、合成DNAを出発材料として、第2のプライマー組み 合わせを使用する第2の一連のプライマー伸長反応に使用した(すなわち、リン クさせた)。図5−6に示すように分子10および20、すなわち図1−4の反 応生成物をさらなるDNA合成の鋳型として利用できるように(a)および(b )と示した非複製可能な要素を含むプライマーを選択した。この一連のプライマ ー伸長反応を同様に行うと合成DNA分子が蓄積した。該分子は図6の段階(e )において参照番号30および40と付され、これらの反応において利用される プライマーのための鋳型として役立つことはできない。所望のサイクル数の後、 これらの合成分子をふたたび非複製可能な要素を含む適当なプライマーを使用す るさらなる複製にリンクできる。 一連のサイクルの合成核酸生成物は、新しいプライマーあるいは新しいプライ マーの組み合わせが供給されたときのみ、それら自身さらなる増幅のための鋳型 として役立つことができる。かくして、第1世代線形増幅が百サイクルの間に達 成されれば、この反応から生成された百コピーを、合成鋳型にハイブリダイズす ることができる新しいプライマーの組み合わせを使用するリンクされた線形増幅 (LLA)反応における鋳型として使用されることができる。さらに百サイクル の線形増幅により1万(100・100)の蓄積増幅が得られた。第3の組み合 わせのプライマーによって上記工程を繰り返して1x106の蓄積増幅が得られ た。追加のプライマーとプライマー伸長の追加のサイクルを使用してさらに増幅 が達成された。 図7はより詳細に、本発明の増幅方法における2つのプライマーの使用を系統 的に図示する。上記図7を参照すれば明らかなとおり、2つのプライマーが続く 回のプライマー伸長に利用される。各プライマーは標的配列に相補性であるが、 相補性ヌクレオチドの1つの代わりに単一の非複製可能な要素(x)を含む。 4つの反応について考える。反応1において、プライマーP1は該鋳型の上方 鎖のコピー(第1世代核酸;プロダクトI)を生成する。各サイクルの間にプロ ダクトIのコピー1つが生成され、mサイクルはmコピーを生じる。反応2にお いて、プライマーP2は該鋳型の下方鎖のコピー(第1世代核酸;プロダクトII )を生成する。各サイクルの間にプロダクトIIのコピー1つが生成され、nサイ クルはnコピーを生じる。実際、nおよびmは典型的には同じものである。 反応3において、プライマーP1は、反応2からのプロダクトII(鋳型IIと称 される)のコピー(第2世代核酸;プロダクトIII)を生成するが、鋳型IIはそ こに組み込まれた非複製可能な要素を越えては複製されない。このように、プロ ダクトIIIはプライマーP1またはP2のいずれの鋳型でもない。 同様に、反応4において、プライマーP2は鋳型Iのコピー(第2世代核酸; プロダクトIV)を生成するが、鋳型Iは該非複製可能な要素を越えては複製され ない。このように、プロダクトIVはプライマーP1またはP2のいずれの鋳型で もない。 表1は各プロダクトの蓄積をサイクル数の関数として示す。そこに示されるよ うに、式(n2+n)/2を使用して反応の収率を計算できる。 非複製可能な要素を含みプロダクトIIIまたはIVのいずれかに相補性である第 3のプライマーが上記反応に含まれるなら、プロダクトIIIまたはIVのいずれか より短い新しい生成物が蓄積するであろう。この生成物は、この反応における他 のいずれのDNA鎖よりも多量に生成し、ほとんど一重鎖のままであろう。 本発明の反応および”リンキング”線形増幅反応は一緒に過剰のDNA合成と なるように図8−10に示されている。この反応では4つのプライマーを使用し て同時に行われる2プライマー反応をリンクさせる。この反応において、プライ マ−P1およびP3は標的核酸の上方鎖に相補性であり、プライマ−P2および P4は標的核酸の下方鎖に相補性である。プライマーP3に対する相補性部位は P1相補性部位の5’(鋳型に対して)である。同様に、プライマーP4に対す る相補性部位はP2相補性部位の5’(鋳型に対して)である。目的核酸配列は 両プライマー対によって境界線を引かれた領域内に局在するであろう。 各々使用される鋳型が異なる6反応を考慮することが可能であって、図面に示 される。反応1A、1B、2Aおよび2Bにより各々、出発核酸鋳型の各鎖に相 補性である第1世代合成核酸の線形蓄積(プロダクトIA、IB、IIAおよびII B)を生じる。反応3A、3B、4Aおよび4Bにより各々、第2世代合成核酸 の線形蓄積を生じ、これは反応1A、1B、2Aおよび2Bにより合成された非 複製可能な要素の存在に帰因して、プライマーP1またはP2のための鋳型とし て役立たない。しかし、反応5および6に示すように、プライマーP3およびP 4は、それらの相補性部位の位置に帰因して、各々もとの鋳型DNAおよび鋳型 IVAおよびIIIAの両方においてDNA合成を開始するべく機能できる。プロダ クトIIIBおよびIVBはこの反応のいかなるプライマーの鋳型でもないが、目的 核酸配列を含む。 本明細書に記載された反応に対する変化が可能であることは明らかである。た とえば、図8−10に関連して記載されたようにして同時に行われるよりはむし ろ、線形増幅反応は連続的にリンクされる。プライマーP3およびP4は反応混 合物に添加され、次いで、nがたとえば2ないし100であるnサイクルのプラ イマー伸長を行う。 もう1つの変化としては、プライマーP1およびP2は、上記鋳型DNAにア ニーリングしてDNA合成をプライマーP3およびP4を開始させない条件下( たとえば、温度)に開始することが可能であるように選択される。プライマーP 1、P2、P3およびP4は最初の反応混合物において提供されよう。第1の線 形増幅は、プライマーP1およびP2のみがプライマー伸長反応に係わるより厳 しい条件下に行われる。所望数のサイクルの後、反応条件の厳しさを和らげるや いなや、4つのプライマーすべてが核酸合成に係わる。プライマーP1およびP 2は、出発鋳型を使用して第1世代プライマー伸長生成物を生成し続け、第1世 代プライマー伸長生成物を鋳型として使用して第2世代プライマー伸長生成物を 生成し続け;プライマーP3およびP4はプライマーP1およびP2の第2世代 プライマー伸長生成物を鋳型として利用する。目的の核酸配列は再度好都合にも 両方のプライマー対に結合された鋳型鎖の領域内に位置する。 非複製可能な要素を含み生成物IIIBまたはIVBのいずれかに相補性である第 5のプライマーが反応物に含まれているなら、生成物IIIBまたはIVBのいずれ よりも短い新しい生成物が蓄積するであろう。この生成物は該反応物中の他のい ずれのDNA鎖よりも大量でありほとんど一重鎖のままであろう。分子生物学の 当業者は、奇数番号のプライマーが本発明を実施するのに利用されて、一重鎖D NAが蓄積することを悟るであろう。 非複製可能な要素を含むプライマーを使用すると、出発材料(本明細書で”第 1世代プライマー伸長生成物”のように称されるようなプライマー伸長生成物) に存在するもとの鋳型核酸鎖上で合成されたプライマー伸長反応生成物を除いて 、本方法の間に生成された合成核酸はいずれもプライマー伸長反応の連続回にお ける鋳型として役立たないことが確証される。サイクルからサイクルへの数学的 外挿法での合成核酸の蓄積は、PCR反応との関係で達成されたように(Kle ppeらおよびSaikiらの上記文献参照)、避けられる。 分子生物学およびDNA化学の分野での科学者たちは非複製可能な要素を含む プライマーを合成できるであろう。たとえば、DNAの合成を停止させる1,3 −プロパンジオールの残基を含むプライマーはSeelaら、Nucleic Acids Res.15,3113−3129(1987)に記載された方法 によって合成され、米国、バージニア州、スターリングのファルコム・プレース 44901のグレン・リサーチ(Glen Research)から市販されて いる。非塩基性(abasic)部位のモデルである1,4−アンヒドローデオ キシ−D−リビトールの残基を含むプライマーはEritjaら、Nucleo sides&Nuclkeotides ,803−814(1987)を参 照することによって合成できる。公開されたヨーロッパ特許出願416,817 A2(Imperial Chemical Industries PLC; 1991年3月13日)はプライマー配列とポリヌクレオチド尾部との間の非複 製可能な要素として1つ以上の2’デオキシリボフラノシルナフタレン部分を含 むプライマーの合成を記載している。上記鋳型のポリメラーゼ依存コピーを停止 させる他の要素、たとえばリボヌクレオシドおよびデオキシリボヌクレオシドの 誘導体を含むオリゴヌクレオチドプライマーの合成はこの分野の経験のある者に は明らかであろう。非複製可能な要素は好ましくはいかなるプライマーの末端残 基にも位置しない。 たとえば、典型的増幅反応は、はるかに長い配列内に複製されて組み込まれる べき配列を含む二重鎖DNA分子から出発して行われよう。各鎖に特異的なオリ ゴヌクレオチドプライマーは、本明細書で記載の非複製可能な要素を含む各プラ イマーによってその各々の鎖にアニールされる。上記プライマーは、増幅される べき配列を結合する位置で該プライマーが該各々の鎖に結合するように選択され る。 プライマー伸長の第1サイクルはDNAポリメラーゼおよび上記4つのデオキ ンリボヌクレオチドの存在下および選択された酵素に適した条件下に行われる。 得られた第1世代合成DNAはオリゴヌクレオチドプライマーをその3’末端に 組み込んでおり、それから下流(5’)に他のプライマーのための全結合部位を 有する。 第1世代合成DNAが他のプライマー、すなわちその3’末端に組み込まれて いないプライマーのための鋳型として役立つプライマー伸長の第2サイクルが行 われる。DNA合成は鋳型に沿って進行するが、該鋳型に埋め込まれた非複製可 能な要素がポリメラーゼ分子に遭遇すると停止する。得られた合成DNAはここ では”第2世代合成DNA”と称し、そのプライマーの全配列によってその5’ 末端に限定され他のプライマーの配列の1部分、すなわち非複製可能な要素に遭 遇する前にDNAポリメラーゼによってコピーされた部分によって3’末端に限 定されたた明確な末端を有している。 第2世代合成DNAはさらなるDNA合成のための鋳型としては係わらないで あろう。上述のように、第2世代合成DNAは必要なプライマー結合部位の1部 のみを含む。選択されたプライマーアニーリングおよび伸長条件下に、プライマ ー結合部位の該部分はプライマーを結合させプライマー依存DNA合成のための 部位として役立つには不十分である。したがって、プライマー伸長の第3および それに続くサイクルが行われると、もとの鋳型DNAおよび第1世代合成DNA のみが鋳型として働く。これらの鋳型のコピーを続行すると、目的の配列を含む 第2世代合成DNAのラウンドからラウンドへの”線形”蓄積を生じる。 所望の数のプライマー伸長サイクルの後に、各鎖のための第2プライマーを提 供することによってさらに複製が達成され得る。該第2プライマーは、もとのプ ライマー組み合わせによって結合された領域内のもとの鋳型鎖の領域に結合する ように選択される。第2プライマーも非複製可能な要素を含むであろう。このこ とは、それらのプライマー伸長生成物がこれらの同じプライマーを使用する続く ラウンドでの核酸合成のための鋳型として役立つことができないことを確証する 。 プライマー結合条件、特に温度は特異的プライマーが特異的鋳型に結合するか 否かを決定できることが知られている。Rychlikら、Nucleic A cids Res.18, 6409−6412(1990);Wuら.,DN A Cell Biol.10,233−238(1991)参照。種々の塩基 組成および/または長さのプライマーを含む反応混合物中で、プライマー結合温 度の選択もどのプライマーがDNA合成を開始できるか選択するべく機能するこ とができる。たとえば、まず単一の増幅反応混合物中で各々72℃、62℃およ び52℃で開始するであろうプライマーの第1、第2および第3の組み合わせを 用意することによって72℃で第1の一連のプライマー伸長反応を行うことによ り、第1のプライマー組み合わせのみがプライマー依存核酸合成をもたらす機能 を有することを確実に示すであろう。所望数のサイクル後、プライマー伸長温度 は62℃に低下でき、それにより第1および第2のプライマーの組み合わせがD NA合成を開始させるであろう。プライマー伸長反応温度を52℃に低下させる と、すべての3つのブライマーの組み合わせをプライマー依存核酸合成に係わら せる。本方法においてプライマーの混合物を使用すると、開発者が別個に各プラ イマーの組み合わせを工程の進行につれて添加することなく本方法を効率よく実 施できる。 入手したプログラムし得る温度循環装置を使用することによって、上述のすベ ての3つのプライマー組み合わせが単一の増幅反混合物において提供される。上 記プライマーはDNA合成を開始するプライマーが最も厳しい条件下に他のプラ イマーの鋳型3’に結合するように選択されるであろう。同様に、最も厳しくな い条件下に開始するこれらのプライマーは他のプライマーの鋳型5’に結合する 。第1の一連のプライマー伸長反応(サイクル)は最も厳しい(最高温)プライ マーアニーリング条件下に行われ、其の際、上記第1のプライマー組み合わせの みが目的の配列を含むDNA合成に係わる。予め選択された数のプライマー伸長 サイクルの後、プライマーアニーリング条件は厳格さを減じられる。第2のプラ イマーの組み合わせは、上記選択された条件下に第1の一連のプライマー伸長サ イクルの間に生成された第2世代合成DNAの線形コピーを開始することによっ てさらなるDNA増幅を開始するであろう。上記条件が第3のプライマー組み合 わせがプライマー依存核酸合成に係われるようにさらに調整されると、第1およ び第2の両方の一連のプライマー伸長反応において生成された第2世代合成DN AがDNA複製のための鋳型として役立つ。 予め選択された温度で結合するプライマーの設計は分子生物学者の仕事の範囲 である。特異的プライマーが機能する温度は、プライマー長さおよび塩基組成に 基づいた、入手し得るアルゴリズム(Wuら、DNA Cell Biol. ,233−238(1991))およびコンピュータープログラム(Rych likら、Nucleic Acids Res.18,6409−6412( 1990))によって予測できる。インビトロDNA増幅のための適当な温度循 環は手動であるいは市販のプログラム可能な温度循環装置によって達成され得る 。熱空気循環装置(Wittwerら、Nucleic Acids Res.17 ,4353−4357(1989))を使用することによって非常に速いサ イクル時間が達成でき;30秒程の短いサイクル時間が可能である(Wittw erら、Biotechniques 10,76−83(1991))。この ように、100サイクルのプライマー伸長が約50分程の短時間で達成できる。 対立遺伝子−特異的線形増幅 本発明の1つの具体例において、プライマーは、その3’ヌクレオチドが変化 可能である(多形性)ことが知られている鋳型中の特定のヌクレオチドに対して 相補性であるように設計される。変化可能のヌクレオチドは鎌状細胞貧血のよう な遺伝病に係わるか、あるいは多形性であることが知られているもう1つの部位 におけるヌクレオチドである。もしプライマーの3’ヌクレオチドと鋳型DNA の相当するヌクレオチドとの間に不一致が存在すれば、プライマーを設計すると プライマーはほとんどあるいは好ましくは全く伸長しないことを保証する。Pe truskaら、PNAS USA 85 6252−6256(1988)参 照。そのようなプライマーは”対立遺伝子特異的”であって、目的の核酸配列内 の単一塩基の存在または不存在を識別することができる。本発明の方法において 対立遺伝子特異的プライマーを使用した後に合成DNAが存在することは、もと のDNA鋳型に目的の対立遺伝子が存在することを示す。 オリゴヌクレオチドによる開始におけるこのような対立遺伝子特異的特性を使 用して対立遺伝子特異的PCRを行ってきた。たとえば、Newtonら、Nu cleic Acids Res.17,2503−2516(1989)参照 。しかし、一般的にPCRについての場合のように、対立遺伝子特異的PCR反 応の外挿法的挙動は該反応を実施する際の困難性と関連していた。(Ugozz o liら、Methods ,42−48(1991)参照)しかし、対立遺伝 子特異的プライマー内の非複製可能な要素の存在に帰因する本発明の増幅方法の サイクルからサイクルへの線形挙動は、そのような困難性を回避する。 増幅された生成物の検出 本発明の増幅方法の第1生成物は限定された長さの一重鎖合成DNAである。 生成物鎖の長さは最後に使用されたプライマーの位置によって決定されプライマ ー自体の長さと該プライマーの3’末端から該鋳型の非複製可能な要素へと組み 込まれ得るヌクレオチド数の合計に等しい。上記生成物は、放射性、蛍光性部分 あるいは酵素などで標識されたプライマーまたはプローブの使用、電気泳動、高 速液体クロマトグラフィーなどの公知核酸検出技術によって検出できる。 本発明は人および他の動物の遺伝病の診断における重要な適用用途を有するで あろう。多くのヒト遺伝病が公知配列の遺伝子の特異的変化によって引き起こさ れることが知られている。これらの特異的変異について、DNAに基づく診断は ハイブリダイセーションまたは他の対立遺伝子特異的技術(上記参照)使用して 種々の遺伝子配列の内のどれが上記遺伝病のおそれのある人のDNAに存在する かを決定すれば可能である。明らかに、標的DNAの増幅は、これらの技術を開 発するのに非常に助けとなる。鋳型増幅の主たる利点は以下のとおりである:小 さな試料寸法を使用でき、検出システムのシグナル対ノイズ比が改善され、自動 化実現可能性があり、そして増幅システム自体が検出システムである。 本発明の方法は他の増幅反応によってもたらされる同じ有利性のすべてを提供 しかつさらに追加の利点をもたらす。上記生成物は一重鎖であって、検出の前に 変性されてはならない。もし奇数のプライマーが使用されると、過剰の一重鎖分 子が生成されよう。これらの分子はたとえば、ハイブリダイゼーションプローブ として有用であろう。よって、他の増幅技術よりもさらに有利性がある。さらに 、生成物が線形に蓄積するので正確に定量でき;”偽陽性”の発生は、続くラウ ンドにおいて鋳型として新しく合成されたDNAを上記同じプライマーを使用す る外挿法に比較して少い。 実施例 下記実施例のいくつかで利用される溶液は以下のように記載される TE(トリスーEDTA):10mMトリスーHCl、1mMEDTA。 pH8.0 TBE(トリスー硼酸塩−EDTA):89mMトリスーHCl、89mM硼酸 、2mMEDTA、pH8.3 クレノー(Klenow)ポリメラーゼ緩衝液:50mMトリスーHCl、10 mMMgCl2、5mMDTT、pH7.6 キナーゼ緩衝液:50mMトリスーHCl、10mMMgCl2、5mMDTT 、0.1mMスペルミジンーHCl、0.1mMEDTA、pH7.6 DNAポリメラーゼI緩衝液:50mMトリスーHCl、10mMMgSO4、 0.1mMDTT、50μM/ml牛血清アルブミン、pH7.2 セクエナーゼ(Sequenase)緩衝液:40mMトリスーHCl、20m MMgCl2、50mMNaCl、pH7.5 Bstポリメラーゼ緩衝液:20mMトリスーHCl、20mMMgCl2、p H8.5 テルムス・アクアチカス(Thermus aquaticus)ポリメラーゼ 緩衝液:50mMKCl、10mMトリスーHCl、1.5mMMgCl2、0 .01%w/vゼラチン、pH8.3 10Xフィコール(Ficoll)負荷緩衝液:100mMトリスーHCl、p H7.5、10mMEDTA、0.5%ブロムフェノール・ブルー、0.5%キ シレンシアノール、30%フィコール 5XSSPE:50mMリン酸ナトリウムpH7.0、0.9mMNaClおよ び5mMEDTA 6XSSC:0.9MNaCl、0.09Mクエン酸ナトリウム 本発明方法は下記実施例によって説明されるが、発明の範囲を限定するもので はない。実施例1−1,3−プロパンジオールが鋳型に存在するとプライマー伸長をブロ ックする 1,3−プロパンジオール部分(非複製可能な要素”X”と称する)を含む一 重ヌクレオチド塩基を有するあるいは有しない鋳型であって、該鋳型の3’末端 に相補性のプライマーを有する鋳型を合成して1,3−プロパンジオール部分の 非複製可能な要素として役立ちDNA合成を停上させる能力を示した。合成され た配列は下記のとおりである: 上記プライマーおよび鋳型をアニールして下記プライマー鋳型複合物を形成し た: 上記プライマー鋳型複合物を次いで、α−[32P]−dCTPの存在下に種々 のDNAポリメラーゼ(DNAポリメラーゼIのクレノー断片、アンプリタク( AmpliTaq)ポリメラーゼ(パーキン・エルマーーシータス・コープ(P erkin Elmer−Cetus Corp.)、BSTポリメラーゼ(バ イオーラドラボラトリーズ、カリフォルニア州ヘリクレス)およびシークエンス ポリメラーゼ(米国バイオケミカル、オハイオ州、クリーブランド)によって伸 長され、該生成物は変性ポリアクリルアミド上で電気泳動に付された。 プライマーおよび鋳型をプライマー/鋳型比10で混合し、ポリメラーゼ酵素 に適した緩衝液を使用した。1pmolの207または207X、10pmol のP12、25μMdNTPs、0.5μCiのα−[32P]ーdCTPおよび アンプリタク緩衝液、BST緩衝液、クレノー緩衝液またはシクエナーゼ緩衝液 を含む20μlの反応物。これらの試料を90℃で2分間加熱し、5分間0℃に 冷却してから、1単位のDNAポリメラーゼを添加し37℃で10分間反応させ た。これらの結果は上記プロパンジオール残基が下記4つのDNAポリメラーゼ すべてについてのプライマー伸長をブロックすることを示す: 実施例2−プロパンジオールー含有塩基を有するプライマーはPCRを支持しな その内の2つは非複製可能な1,3−プロパンジオール部分を含む4つのオリ ゴヌクレオチドを調製した。上記配列はMMT−プロバンジオールフォスフォラ ミジトをZ位に有するエッペンドルフ・エコシン(Eppendorf Eco syn)D300自動化DNAシンセサイザーで合成された。上記配列をシンセ サイザーに入れるとき、Zを導入した。これらの配列は下記表において示される : ヒトβ−グロブリン遺伝子(ジーンバンク(GenBank)ローカス(Lo cua)HUMHBB)におけるオリゴヌクレオチドに相補性の部位は図12に 示されている。 インビトロ増幅反応は上記4つのプライマーの種々の組み合わせによって達成 された。各々の反応物は標準的PCR反応緩衝液中100ngのヒト染色体DN A、2つのプライマー各々6pmolを含有していた。反応物を熱循環装置(E ricomp)に入れ、94℃に3分間加熱し、55℃に30秒間冷却し、次い で次のような加熱および冷却の31サイクルに付した:94℃で1分、55℃で 30秒、72℃で30秒。熱的循環の後、試料を72℃でさらに3.5分間イン キュベートした。プロパンジオールを有しないプライマー(BGP−1 30お よびBGP−2 22)を含む反応物のみが増幅生成物を生成した。このように 、上記プロパンジオール含有プライマーがPCRを支持しないことが確認された 。実施例3 3−プロパンジオール含有プライマーは特異的DNA断片を生成する プラスミドpHβAをプロパンジオール含有プライマー(BGP−1 30X およびBGP−2 22X)または対照であるプロパンジオールを有しないプラ イマー(BGP−1 30およびBGP−2 22)と混合した。プライマー/ 鋳型混合物を94℃20秒の熱的循環条件に付して2重鎖鋳型を解離させ、48 ℃で20秒維持した。最後のサイクル後、反応混合物をさらに5分40秒間48 ℃でインキュベートしプライマー伸長反応を完成させ、一重DNAをアニールし た。プロパンジオール含有プライマーを使用するこれらの反応混合物を45ラウ ンドのプライマー伸長のために循環させた。PCR反応物はプロパンジオール部 分を有しないプライマーを循環させて10ラウンドのプライマー伸長を行った。 これらの反応の生成物を1.5%アガロース(TBE緩衝液)上で電気泳動に付 した。プロパンジオール含有プライマーはPCRが生成する断片より小さなDN A断片を生成する。より小さな寸法は、プライマー伸長は鋳型鎖の末端にまでは 伸長せず、生成物が5’伸長物のままであるという事実に基づく。 図11はPCR反応の生成物と本発明のLLA反応の生成物の比較を示す。P CR反応の主生成物は外挿法的に蓄積し限定された使用されたプライマーの末端 に対応する末端を有する完全に二重鎖である。しかし、本発明の方法の生成物は 、非複製可能な要素の後のプライマー伸長が生じないので、対応するPCR生成 物よりも短い。実施例4−プロパンジオール含有プライマーはDNA増幅を支持する。 本発明による増幅反応は、種々の数のサイクルの間BGP−1 30Xおよび BGP−2 22Xを使用することによって達成される。増幅の生成物をドット ブロットハイブリダイゼイションに付し、そのハイブリダイゼイションシグナル を該配列を含むプラスミドDNAの既知量から得られるものと比較した。 1.1ngのプラスミドpHβA(pBR322中でクローンされた全ヒトβ −グロブリン遺伝子を含有する)、5pmolのBGP−1 30X、5pmo lのBGP−2 22X、83μMdNTP、2.5申位のAmpliTaq( 登録された商標名)DNAポリメラーゼを標準的PCR緩衝液中に含む15μl ずつの反応物を調製した。熱的循環反応を45,32および22サイクル94℃ 20秒、48℃20秒の要領でコルベット・リサーチFTS−1熱循環装置中で 行った。該循環の最後に、該反応物を94℃で20秒加熱し、ついで48℃で4 分間インキュベートした。 これらの反応物(3μl)の生成物は10μlの4NNaOH、250mME DTAと混合し、ゼータープローブ(Zeta−Probe)膜(カリフォルニ ア州、ヘラクレスのバイオーラドラボラトリーズ)の上にブロットした。該膜に は56,118および231ngの同様に変性されたプラスミドpHβAも含ま れていた。上記膜を5’−32P−CTGCAGTAACGGCACTTCTCC Tと、55℃で3時間5XSSPE、1%SDS、5mg/mlBlotto、 10μg/mlHomomix I RNA中でハイブリダイズした。ハイブリ ダイゼーション後、ブロットを室温で6X SSC中で洗い、次いでバイオーラ ド・モレキュラー・イメージャー(Bio−Rad Molecular Im ager)で走査した。約250倍増幅後に生成された反応は本発明の方法によ 目的の核酸配列が増幅されたことを示した。実施例5−染色体DNAからのヒトβ−グロブリン遺伝子の増幅 線形増幅反応が本発明の方法にしたがってテルムス・アクアチクスポリメラー ゼ緩衝液、鋳型DNA(800ngの染色体DNAまたは104分子のプラスミ ドpHβA)、200μMの各dNTP(dATP,dTTP,dCTPおよび dGTP)、2pmolのオリゴヌクレオチドプライマーBGP5−22Xおよ びBGP4−22X、および2単位のAmpliTaqポリメラーゼ(Perk in−Elmer Cctus)を含有する15μlの液中で行われた。プラス ミドpHβAは、pBR322のPst I部位でクローンされたヒトβ−グロ ブリン遺伝子の4.4kbのPst I断片を含む。ネガチブ対照として、前の 反応とは鋳型DNA以外(”鋳型なし”対照)はすべての成分が同じである反応 をおこなった。鋳型DNAを3分間変性した後、増幅を下記の要領で99サイク ル行った:55℃で30秒間アニーリングし、72℃で15秒間重合し、そして 94℃で30秒間変性した。最終サイクルの最後に試料を55℃で30秒間アニ ールし、最終的に72℃で4分間重合した。 最初の段階(100サイクル)の最後に、7.5μlを各試料(染色体DNA 、プラスミドDNA、およびネガチブ対照)から取り出し、テルムス・アクアチ クスポリメラーゼ緩衝液、5pmolのプライマーBGP1−35XおよびBG P2−35X、2単位のAmpliTaqポリメラーゼを含有する7.5μlと 混合した。循環プログラムは、アニーリング温度が63℃である以外は第1段階 に使用されたプログラムと同様である。 上記増幅で生成された断片の寸法を制御するために、2つの反応が行われた。 1つの反応物はテルムス・アクアチクスポリメラーゼ緩衝液、5pmolのプラ イマーBGP5−22XおよびBGP4−22X、1x108分子のプラスミド pHβAおよび3単位のAmpliTaqポリメラーゼを含有した。第2対照は 上記反応で使用されたプライマーBGP1−35XおよびBGP2−35X以外 同じ成分含んだ。鋳型DNAは94℃で4分間変性され、ついで下記条件プログ ラムを使用して48回循環された:55℃で30秒間アニーリングし、94℃で 30秒間変性した。最終サイクルの最後に試料を55℃で30秒間アニールし、 最終的に72℃で4分間重合した。 LLA生成物の分析 全反応(15μl)を1.6μlの10Xフィコール負荷緩衝液と混合し、1 .5%アガロースゲル(バイオーラドウルトラビュアアガロース)上電気泳動に かけた。電気泳動をTBE緩衝液中で90分間110ボルトで達成した。上記ゲ ル をつづいてエチジウムブロマイド(1μg/ml)で30分間染色し、15分間 脱染色し、紫外線照射により写真を撮った。電気泳動されたDNAを次いでナイ ロン膜(Zeta probe、バイオーラド)にアルカリ性状態で移し(Re ed,K.C.およびD.A.Mann,Rapid transfer of DNA from afarose gesl to nylon memb ranes,Nucleic Acids Res.13:7207−7221 (1985))、そして紫外線照射により上記膜に固定した(Church,G .M.およびW.Gilbert,Genomic Sequencing,P roc.Natl Acad.Sci.U.S.A.81:1991−1995 (1984))。これらの膜を、5XSSPE、1%SDS、10μg/mlH omomix I RNAおよび0.5%脱水和された粉末スキムミルク(Ca rnation,カリフォルニア州、ロスアンジェルス)中で1時間予めハイブ リダイズし、次いで2.5x106cpm/mlの5’および32P標識プローブ 5’CAGGAGTCAGGTGCACCATGGTと55℃で2時間ハイブリ タイズさせた。上記膜を6X SSCで室温で30分間2回洗い、室温で30分 間オートラジオグラフィーにかけた。 上記染色体DNAはグロビン遺伝子プラスミドDNA対照と同じ断片を生成し た。該断片の大きさはBGP1−35XおよびBGP2−35Xによって生成さ れたものである。実施例6:LLA増幅生成物はPCRインビトロ増幅に比較して汚染に耐性であ る。 本発明の”LLA”増幅反応はテルムス・アクアチクスポリメラーゼ緩衝液、 鋳型DNA(3.5x109分子のプラスミドpHβA)、200μMの各dNT P(dATP,dTTP,dCTPおよびdGTP)、5pmolのオリゴヌク レオチドプライマーBGP1−22XおよびBGP2−22X、および1.25 単位のAmpliTaqDNAポリメラーゼ(Perkin−Elmer Ce tus)を含有する15μlの液中で行われた。鋳型DNAを1分間変性後、増 幅を48℃で30秒間アニーリングし、94℃で30秒間変性することによって 49サイクル行った。最終サイクルの最後に、試料を48℃で4分間インキュベ ートした。 比較のために、PCR反応をテルムス・アクアチクスポリメラーゼ緩衝液、鋳 型DNA(3.5x109分子のプラスミドpHβA)、200μpMの各dNT P(dATP,dTTP,dCTPおよびdGTP)、5pmolのオリゴヌク レオチドプライマーBGP1−22XおよびBGP2−22X、および1.25 単位のAmpliTaqDNAポリメラーゼ(Perkin−Elmer Ce tus)を含有する15μlの液中で行った。鋳型DNAを1分間変性後、増幅 を48℃で30秒間アニーリングし、94℃で30秒間変性することによって9 サイクル行った。最終サイクルの最後に、試料を48℃で4分間インキュベート した。LLAおよびPCR生成物の分析 LLAおよびPCR生成物の連続2倍希釈物(1/64,1/32,1/16 ,1/8,1/4,1/2,1,2,4および8μl)を1xフィコール負荷緩 衝液と混合し、1.5%アガロースゲル上で電気泳動に付した。1xTBE緩衝 液中で90分間110ボルトで電気泳動を行った。電気泳動されたDNAを次い でナイロン膜にアルカリ性状態で移し(ReedおよびMannの上記文献(1 985))、そして紫外線照射により架橋させ(ChurchおよびGilbe rt(1984))2xSSCで中和させた。次いで、これらの膜を、5XSS PE、1%SDS、10μg/mlHomomixRNAおよび0.5%粉末ス キムミルク2.5x106cpm/mlの5’および32P標識プローブ5’CA GGAGTCAGGTGCACCATGGTと55℃で2時間ハイブリダイズさ せた。ハイブリダイゼイション後、この膜を室温で15分6xSSCで2回洗っ て、バイオーラドGS−250モレキュラー・イメージャーで走査し定量した。アンプリコン汚染実験 等量のLLΛ(1/26μl)およびPCR(1/16μl)生成物(上記イ メージャーで定量されたように)を蒸留水で104,105および106倍に希釈 し;これらの希釈物を次いで、PCR反応でのDNA鋳型として使用した。増幅 反応を、テルムス・アクアチクスポリメラーゼ緩衝液、鋳型DNA(LLAまた はPCR希釈物)、200μMの各dNTP(dATP,dTTP,dCTPお よびdGTP)、5pmolのオリゴヌクレオチドプライマーBGP1−22お よびBGP2−22、および1単位のAmpli−Taqポリメラーゼを含有す る15μlの液15μlの反応物中で行った。反応は二重に行い、熱的変性の第 1段階を94℃で3分間行った後、試料を25および30サイクル(55℃で3 0秒、72℃で30秒、94℃で30秒)の増幅に付し、最終的に50℃で30 秒、72℃で4分インキュベートした。さらに、鋳型DNA以外のすべての試薬 を含むネガチブ対照を加えた。 LLAおよびPCR鋳型DNAの相対的量を制御し定量するために、内部的に BGP1−22およびBGP2−22にプライムする異なるプライマーの組み合 わせを使用して第2のPCR反応セットを達成した。プライマー以外の反応成分 および反応条件は前のパラグラフに記載のとおりである。 15μl反応物を1.6μlの10Xフィコール負荷緩衝液と混合して1.5 %アガロースゲル(バイオーラドウルトラピュアアガロース)中電気泳動に付し た。電気泳動は1XTBE緩衝液中で90分110ボルトで行った。このゲルを 次いでエチジウムブロミド(1μl/ml)で30分間染色し、15分間脱染色 し、紫外線照射により写真撮影した。電気泳動されたDNAをついでナイロン膜 にアルカリ性条件下(ReedおよびMann(1985))に移し、紫外線照 射(Church(1984))により上記膜に固定した。これらの膜を、5X SSPE、1%SDS、10μg/mlHomomix I RNAおよび0. 5%脱水和された粉末スキムミルク中で1時間予めハイブリダイズし、次いで2 .5x106cpm/mlの5’ー32P標識プローブ5’CAGGAGTCAG GTGCACCATGGTと55℃で2時間ハイブリダイズさせた。上記膜を6 X SSCで室温で30分間2回洗い、バイオーラドGS−250モレキュラー ・イメージャーで定量した。結果 外側プライマー組み合わせ(アンプリコンが第2の反応を増幅させる能力を測 定する)によって増幅された反応対内側プライマー組み合わせ(アンプリコンが 反応物中に存在する量を測定する)によって増幅された反応のハイブリダイゼー ション比を測定した。下表から明らかなとおり、LLA反応は外側プライマーか らの増幅に対して非常に耐性であるアンプリコンを生成し、したがって残留する 汚染の影響に対して抵抗性である。 Detailed Description of the Invention                       Linked linear amplification of nucleic acids 1. Technical field   The present invention relates to the replication of nucleic acids in vitro. More specifically, the present invention is directed to The method of replicating the nucleic acid sequence of By doing so, the target nucleic acid sequence is reproduced in large quantities and the target sequence is stored in a mathematically linear manner. Regarding how to stack. 2. Brief description of background art   Elongated replication of nucleic acids, now known as nucleic acid propagation (herein described) However, it finds wide utility in various ways both in terms of application and theory. Have been. H. G. FIG. Khorana and his collaborators first tried DN in vitro. Double chain created by enzymatic ligation of synthetic DNA using the A amplification method To increase the availability of (major yeast alanine t-RNA partial gene sequence) Proposed. K. Kleppe et al .; Mol. Biol.56: 341-361 See (1971). Then, in vitro amplification is performed by amplification of chromosomal DNA (S akai et al., Science 230: 1350-1354 (1985)). Applied as a technique known as the polymerase chain reaction, or "PCR" Was. Synthetic oligonucleotide primers, thermostable DNA polymerase and Due to the wide availability of automated temperature cycling equipment, PCR is a great tool for molecular biologists. It has become a tool with wide utility.   The PCR method is referred to in the literature as the "exponential growth" method. One of primer extension Primer binding to other primers in a circle, or "cycle" The site is synthesized. Thus, each synthetic DN produced in either of the previous cycles The A molecule is used to serve as a template for primer-dependent replication. State of this method , Combined with the presence of a sufficient amount of primer molecule, Accumulate exponentially.   PCR proved to be a valuable technology for molecular biologists Widely used in the fields of gene research, diagnostics, forensic science, and even in the detection of antibodies. However, the disadvantage was never recognized. PCR method is mainly for amplification Accurate quantification can be difficult as the product grows exponentially around is there. PCR products, double-stranded DNA molecules, can be analyzed and sequenced That itself is difficult. Strand separation typically refers to sequencing or other Flow steps, such as a hive for a probe that can detect a sequence of interest. It must be done before redislation.   The PCR method also involves transferring previously amplified DNA sequences to new reactions. It has also proved to be quite sensitive to the resulting pollution. This problem , (1) large amounts of DNA are produced in any given reaction; and ( 2) This method uses all DNA strand products as templates in subsequent cycles. Use It seems to be caused by the fact. Even small amounts of contaminating DNA grow exponentially Lead to wrong results. Kwok and Higuchi, Nature339: 237-238 (1989). Because these pollution problems are widely recognized, , Various methods of reducing such pollution have been published in the literature (eg, chemical decontamination, physical Treatment, enzyme treatment and use of closed systems). "Gen etic Recognition ", November 20, 1992 California John B. presented in San Diego, CA. Findlay, "Development ment of PCR for in vitro Diagnostics "reference.   It provides a large amount of DNA and selectively amplifies only a specific sequence of interest, but "PCR There is a need for new nucleic acid (DNA) amplification methods that avoid the problems associated with reactions. You. In particular, finally, a large amount of the target nucleic acid molecule or a molecule containing a large amount of the target nucleic acid sequence. Although there remains a need for nucleic acid amplification methods to produce the Sensitive. There remains a need for nucleic acid amplification methods that produce single-stranded products .                             Summary of invention   The above and other needs include, in one aspect, the ability to sample a particular nucleic acid sequence of interest. And a method of amplifying within a complementary nucleic acid strand contained in . The method of the present invention comprises the following steps: (A) the strand and a primer containing a non-replicatable element Contact under conditions such that the product is synthesized by using the above strand as a template And the synthesized first generation primer extension product is separated from the strand. The second primer of the primer for complementation of the strand Selected to serve as a template for the synthesis of progenitor extension products; (B) separating the first generation primer extension products from their template to remove single-stranded molecules Generate; and (C) The first generation primer extension product is the first generation primer extension product The above steps (under the conditions that are synthesized using the generation primer extension product as a template) Treat with the primer of a).   Here, the second generation primer extension product is at least the nucleic acid sequence of interest. Extension products of the above primers, including some but extended to produce their templates Cannot serve as a template for the synthesis of   In another aspect of the invention, the product of step (c) is separated to produce a single chain molecule. And repeat all steps at least once. Step (c) is preferably repeated many times The method is automatically performed under the control of a programmable temperature cycler. I will   After accumulation of the second generation primer extension products, each of the products was It is impossible to make that first generation mold by using it as a mold for A new set of primers containing replicable elements can be used. A new set of above Primers are advantageous for binding to second generation synthetic products and amplifying target sequences . This linear replication method is done in many cycles. Multicycle primer The extension reaction thus "links together" so that the original Amplify the target nucleic acid sequence 1,000-fold or 1,000,000-fold. Thus, the method is "linked. Linear amplification ” That is, it is regarded as "LLA".   In another aspect of the invention, a plurality (nested) comprising non-replicable elements. The set of primers can be provided as a single amplification reaction mixture. These groups are up to It is selected so that it can bind to each template under harsh conditions of decreasing. like this In addition, all components needed to perform some combined linear amplification were combined into a single reaction mixture. Can be provided.   In yet another aspect of the invention, the allele-specific nucleic acid replication is of the origin. It is known to be an indicator of genetic diseases or disorders such as sickle cell disease, according to the Performed using primers attached to specific polymorphic sites on the template. Non-replicating Allele-specific primers containing elements are template-only nuclei containing the desired allele. Designed to initiate acid synthesis.   Synthetic nucleic acid molecules according to the present method can be used to As a reagent for techniques such as cloning, it can be used for forensic identification and the like.   The methods described herein can also be performed using single-stranded nucleic acid as the starting material. You. Such a method consists of the following steps (A) the strand and a primer containing a non-replicatable element Contact under conditions such that the product is synthesized by using the above strand as a template Let; (B) separating the first generation primer extension products from their template to remove single-stranded molecules Generate; and (C) First generation primer extension product and second primer containing non-replicable element The second generation primer extension product as a template for the first generation primer extension product. To be contacted under the conditions to be synthesized.   Here, in the above-mentioned primer, the second-generation primer extension product is the first primer It is chosen not to serve as a template for extension. Multiple steps (a)-(c) Synthesize the extended nucleic acid several times and use a new set of primers to run the reaction. Link to the next reactant.   The invention also relates to reagent kits used to amplify specific nucleic acid sequences. . Such kits include, for example, a DNA polymerase and non-replicating primers A pair of primers for each sequence to be amplified consisting of Control nucleic acid, which can be replicated by the primers and DNA polymerase described above. Contains an array. The kit also detects the presence or absence of amplification products of a particular sequence. Nucleic acid probes that can be shown may also be included.                 Brief description of the drawings   1 to 4 are diagrams showing the overall nucleic acid amplification method of the present invention.   FIG. 5-6 illustrates a nucleic acid amplification method linked to the method illustrated by FIGS. It is a figure generally shown.   FIG. 7 illustrates a nucleic acid amplification method performed by two primers according to the present invention. FIG.   Figures 8-10 are linked by four primers according to the present invention It is a figure which shows a nucleic acid amplification method in detail overall.   FIG. 11 is a diagram showing the entire PCR method and the nucleic acid molecule produced according to the present invention. It is.   FIG. 12 shows the human β-globulin gene (GenBank locus HUMH). BB) and the sequences of some of the primers described herein FIG.                   Detailed description of preferred embodiments   The nucleic acid replication method of the present invention can produce a large amount of a specific nucleic acid sequence of interest. Its preferred state Is a method that links a series of multicycle primer extension reactions. Consists of In each of the multicycle primer extension reactions, the primer Dependent nucleic acid replication is performed by multiple cycles, but the primer extension reaction Objects accumulate numerically linearly from cycle to cycle. Sequence to be amplified A unique primer for each nucleic acid strand in the starting sample containing A set of mars is provided. From primer extension product cycle to cycle Linear accumulation is confirmed using primers containing non-replicable elements. The element is Stops the primer extension reaction and nucleic acid polymerase replicates the entire primer sequence To prevent Suitable primers and primers containing such non-replicable elements Primer that accumulates in maximum amount by selecting Limer annealing conditions The extension reaction product (referred to as the "second generation primer extension product") is Template themselves using the same primers in the cycle of the immer extension reaction It is confirmed that it is not useful as. Thus, the primer from each cycle Unlike nucleic acid amplification methods that utilize extension products as templates for subsequent cycles. Thus, "exponential amplification" does not occur from cycle to cycle.   The method of the present invention comprises oligonucleotide hybridization and primer -Uses many important properties of the extension reaction to bring benefits. The present invention has the following advantages 11A DNA polymerase having By repeating the process, the template DNA can be copied many times. • Primer-dependent extension means that the primer is not completely complementary to the template. If not, it can occur under suitable conditions. -The primer extension reaction uses the template generated in the previous round of primer extension reaction. Can be used. ・ The primer extension reaction has non-basic sites or non-nucleotide residues in the template nucleic acid. When present, it is inhibited by the residue. -The length and composition of the primer are determined by the known method. Affects the conditions that would "activate" the enzyme-induced elongation. -The primer extension reaction can be accomplished in a rapid cycle by a thermal cycler.   The method of the present invention advantageously utilizes a series of linear amplification reactions, which are continuous. Or a very large number of target nuclei that are performed (linked) in parallel (ie, simultaneously) Generates a copy of the acid sequence. Does the nucleic acid sequence of interest essentially span the entire length of the template strand? , Or may consist of only a very small part of it. Including the above target sequence The template strand, which is present in the sample, is present in a substantially homogeneous sample, or is a portion (polar May even exist as a small portion).   According to the present invention, a primer containing a non-replicable element contains a sequence to be amplified. Provided for each chain containing. For double-stranded template, the primer is before template denaturation Alternatively, it may be added later. Primers annealed to each starting template The first generation under conditions suitable for the function of the enzyme in the presence of the polymerase enzyme. Form a primer extension product. This method denatures the resulting double-stranded nucleic acid , Annealing the above primer to the strand, and conducting the primer extension reaction again Is achieved. From the primer extension by the first generation primer extension product A second generation primer extension product was obtained, which is due to the presence of non-replicable elements. Serve as template for these same primers in subsequent cycles I can't.   Figures 1-5 show a series of plaques performed on a DNA template according to the method of the invention. A general representation of the immer extension reaction (ie, one linear amplification reaction). . The above method is a double-helix DNA molecule having a definite end in step (a). La Have been.   The starting duplex is modified by heating, preferably in a buffer containing the same. And the resulting single strand was contacted with a pair of primers (step (b)). Each plastic The imer is preferably provided in a substantial molar excess of the starting template strand and is not Contains replicable elements. This is referred to herein as (x) within the primer sequence. Or (o). Under appropriate conditions, the above primers should be annealed to their respective templates. Presence of DNA polymerase and the above four deoxyribonucleases It is extended below by a primer extension reaction (step (c)). Synthesized DNA Is indicated by a dotted line (...) In FIGS. The DNA synthesized by using it is referred to as "first generation" DNA. Profit The template provided is again denatured and the primers are annealed (step (d)).   As shown in step (e) of Figure 2, using first generation DNA as a template, Upon extension of the lymer, second-generation DNA is produced and incorporated into the first-generation synthetic DNA. It does not pass past non-replicable elements. In this way, the reference number The DNA molecules of Nos. 10 and 20 are synthesized. As shown in the above figure, molecule 1 0 incorporated an effective site for the primer containing the non-replicable element (x) No, molecule 20 is effective for primers containing non-replicable elements (o) These second generation molecules are not incorporated into the primer extension reaction because they do not incorporate a site. No further involvement. 2nd generation as in steps (f) and (g) The offspring accumulate mathematically linearly in subsequent rounds of primer extension.   After the desired number of cycles, starting with the synthetic DNA, the second primer set It was used in a second series of primer extension reactions using a combination (ie I was forced to). Molecules 10 and 20 as shown in FIGS. (A) and (b) so that the reaction product can be used as a template for further DNA synthesis. The primer containing the non-replicable element indicated by) was selected. This series of primers -Synthetic DNA molecules were accumulated when the extension reaction was similarly performed. The molecule is shown in FIG. ) And are utilized in these reactions. It cannot serve as a template for a primer. After the desired number of cycles, Reuse these synthetic molecules again with appropriate primers containing non-replicable elements. You can link to more duplicates.   A series of cycles of synthetic nucleic acid Only when supplied with a combination of mers, they themselves template for further amplification. Can serve as Thus, the first generation linear amplification reaches within 100 cycles. Once formed, the 100 copies produced from this reaction are hybridized to the synthetic template. Linked linear amplification using a new primer combination that can It can be used as a template in the (LLA) reaction. A hundred more cycles The linear amplification of 1 gave a cumulative amplification of 10,000 (100.100). Third combination Repeat the above steps with 1 x 106Accumulation gain of Was. Further amplification using additional primers and additional cycles of primer extension Was achieved.   FIG. 7 more particularly illustrates the use of two primers in the amplification method of the invention. Diagrammatically. As is clear from FIG. 7 above, the two primers follow Used for one round of primer extension. Each primer is complementary to the target sequence, It contains a single non-replicable element (x) instead of one of the complementary nucleotides.   Consider four reactions. In reaction 1, primer P1 is above the template Generate a copy of the strand (first generation nucleic acid; Product I). Professional during each cycle One copy of duct I is produced and m cycles yields m copies. In reaction 2 The primer P2 is a copy of the lower strand of the template (first generation nucleic acid; product II). ). During each cycle, one copy of Product II is created and Klu produces n copies. In fact, n and m are typically the same.   In Reaction 3, the primer P1 was the product II from Reaction 2 (referred to as template II). Is produced) (the second generation nucleic acid; product III), but template II It will not be replicated beyond the non-replicable elements contained therein. Like this, professional Duct III is not a template for either primer P1 or P2.   Similarly, in reaction 4, primer P2 is a copy of template I (second generation nucleic acid; Product IV) but template I is replicated beyond the non-replicable element. Absent. In this way, product IV can be used as a template for either primer P1 or P2. Nor.   Table 1 shows the accumulation of each product as a function of cycle number. I'll be shown there Sea urchin, formula (n2+ N) / 2 can be used to calculate the yield of the reaction.   A first that contains a non-replicable element and is complementary to either Product III or IV. If 3 primers are included in the above reaction, either product III or IV Shorter new products will accumulate. This product is It will be produced in greater quantity than any of the DNA strands of and will remain almost single stranded.   The reaction of the present invention and the "linking" linear amplification reaction together work with excess DNA synthesis. As shown in FIGS. 8-10. 4 primers were used in this reaction The two primer reactions that are performed simultaneously are linked. In this reaction, Markers P1 and P3 are complementary to the upper strand of the target nucleic acid, and primers P2 and P4 is complementary to the lower strand of the target nucleic acid. The complementary site for primer P3 is 5'to the P1 complementation site (relative to the template). Similarly for primer P4 The complementary site is 5'to the P2 complementary site (relative to the template). The target nucleic acid sequence is It will be located within the area delineated by both primer pairs.   It is possible to consider 6 reactions, each with a different template, Is done. Reactions 1A, 1B, 2A, and 2B, respectively, were applied to each strand of the starting nucleic acid template. Linear accumulation of complementary first-generation synthetic nucleic acids (Products IA, IB, IIA and II B) occurs. Second generation synthetic nucleic acid by reactions 3A, 3B, 4A and 4B, respectively Resulting in a linear accumulation of non-synthesized by reactions 1A, 1B, 2A and 2B. Due to the presence of the replicable element, it serves as a template for the primers P1 or P2. Is useless. However, as shown in reactions 5 and 6, primers P3 and P 4 due to the position of their complementary sites, respectively, the original template DNA and template It can function to initiate DNA synthesis in both IVA and IIIA. Proda C. IIIB and IVB are not templates for any of the primers in this reaction, but Contains nucleic acid sequences.   Obviously, variations on the reactions described herein are possible. Was For example, rather than being done simultaneously as described in connection with FIGS. 8-10. The linear amplification reactions are serially linked. Primers P3 and P4 are mixed Compound, then n cycles of p where n is, for example, 2 to 100. Immerse extension.   As another change, the primers P1 and P2 are added to the template DNA. Conditions under which the primers P3 and P4 are not allowed to initiate DNA synthesis by annealing ( E.g. temperature) is selected to be possible. Primer P 1, P2, P3 and P4 would be provided in the first reaction mixture. First line Shape amplification is more stringent than that involving only primers P1 and P2 in the primer extension reaction. It is performed under favorable conditions. After the desired number of cycles, relieve the harsh reaction conditions. No, all four primers are involved in nucleic acid synthesis. Primers P1 and P 2 continued to generate the first generation primer extension products using the starting template, Using the second generation primer extension product as a template, Continue to generate; primers P3 and P4 are second generation of primers P1 and P2 The primer extension product is used as a template. The nucleic acid sequence of interest is again convenient Located within the region of the template strand bound by both primer pairs.   A non-replicable element that is complementary to either product IIIB or IVB. If 5 primers were included in the reaction, either product IIIB or IVB Shorter new products will accumulate. This product is It will be larger than the offset DNA strand and will remain almost single stranded. Molecular biology Those skilled in the art will appreciate that odd numbered primers may be utilized in practicing the present invention to obtain single-stranded D You will realize that NA will accumulate.   The use of primers containing non-replicable elements allows the use of starting materials (herein "primary"). Primer extension product as referred to as "1st generation primer extension product" Except for the primer extension reaction products synthesized on the original template nucleic acid strand present in , The synthetic nucleic acids generated during this method are not used in successive rounds of primer extension reaction. It is confirmed that it does not serve as a casting mold. Cycle-to-cycle mathematical Accumulation of synthetic nucleic acid by extrapolation was performed as in the context of the PCR reaction (Kle ppe et al. and Saiki et al., supra) are avoided.   Scientists in the fields of molecular biology and DNA chemistry contain non-replicable elements A primer could be synthesized. For example, 1,3 to stop DNA synthesis -Primers containing residues of propanediol are described by Seela et al., Nucleic Acids Res.15, 3113-3129 (1987). Falcom Place, Stirling, Virginia, USA, synthesized by 44901 Commercially available from Glen Research I have. 1,4-Anhydrodeo, a model for abasic sites Primers containing residues of xy-D-ribitol are described in Eritja et al., Nucleo. sides & Nuclketides6, 803-814 (1987) It can be synthesized by illuminating. Published European patent application 416,817 A2 (Imperial Chemical Industries PLC; (March 13, 1991) is the non-compound between the primer sequence and the polynucleotide tail. Manufacturable elements include one or more 2'deoxyribofuranosylnaphthalene moieties. The synthesis of the primer is described. Stop polymerase-dependent copy of the above template Other factors, such as ribonucleosides and deoxyribonucleosides Synthesis of oligonucleotide primers containing derivatives should be carried out by those with experience in this field. Would be obvious. The non-replicable element is preferably the end residue of any primer. It is not located in the base.   For example, a typical amplification reaction replicates and integrates into a much longer sequence. It will be done starting from a double-stranded DNA molecule containing the power sequence. Specific orientation for each chain Gonucleotide primers include each primer containing a non-replicable element as described herein. It is annealed to each of its chains by the immers. The above primers are amplified The primer is selected to bind to each of the strands at a position that binds the sequence to be You.   The first cycle of primer extension consists of DNA polymerase and the four deoxynucleotides described above. Ribonucleotides and under conditions suitable for the selected enzyme. The obtained first-generation synthetic DNA has an oligonucleotide primer at its 3'end. Integrated and then downstream (5 ') with all binding sites for other primers. Have.   First-generation synthetic DNA is incorporated into another primer, namely its 3'end. A second cycle of primer extension that serves as a template for the Will be Although DNA synthesis proceeds along the template, non-replicative molecules embedded in the template It stops when the competent element encounters the polymerase molecule. The synthetic DNA obtained is here Is referred to as "second generation synthetic DNA", and the 5 ' It is limited to the ends and encounters a part of the sequence of the other primer, that is, a non-replicable element. Before the treatment, it was restricted to the 3'end by the part copied by DNA polymerase. It has a well-defined end.   Second generation synthetic DNA does not serve as a template for further DNA synthesis There will be. As mentioned above, the second generation synthetic DNA is a part of the necessary primer binding site. Including only. Primer under selected primer annealing and extension conditions -The part of the binding site binds the primer and binds to the primer-dependent DNA synthesis. Not enough to serve as a site. Therefore, the third and When subsequent cycles are performed, the original template DNA and first generation synthetic DNA Only serves as a mold. Proceeding with a copy of these templates will contain the sequence of interest. This results in round-to-round "linear" accumulation of second generation synthetic DNA.   After the desired number of primer extension cycles, provide a second primer for each strand. Further replication can be achieved by providing. The second primer is the original primer. Binds to a region of the original template strand within the region bound by the Limeric combination To be selected. The second primer will also include a non-replicable element. this child And their primer extension products use these same primers. Confirms that it cannot serve as a template for round nucleic acid synthesis .   Whether the specific primer binds to the specific template depends on the primer binding conditions, especially the temperature. It is known that it can be decided whether or not. Rychlik et al., Nucleic A cids Res.18, 6409-612 (1990); Wu et al. , DN A Cell Biol.10, 233-238 (1991). Various bases Primer binding temperatures in reaction mixtures containing primers of composition and / or length The degree of selection can also function to select which primer can initiate DNA synthesis. Can be. For example, first in a single amplification reaction mixture, 72 ° C, 62 ° C and 62 ° C, respectively. The first, second and third combinations of primers that will start at By performing the first series of primer extension reactions at 72 ° C. And the function that only the first primer combination brings about primer-dependent nucleic acid synthesis. Would certainly indicate that After the desired number of cycles, the primer extension temperature Can be lowered to 62 ° C., which allows the combination of the first and second primer to be D Will initiate NA synthesis. Lower the primer extension reaction temperature to 52 ° C And all three brimer combinations were involved in primer-dependent nucleic acid synthesis. Let The use of a mixture of primers in this method allows the developer to separately This method can be performed efficiently without adding any combination of immers as the process progresses. Can be applied.   By using the programmable temperature cycling device obtained, All three primer combinations are provided in a single amplified anti-mix. Up The primer described above is a primer that initiates DNA synthesis under other conditions It will be selected to bind to the immer template 3 '. Similarly, the toughest These primers, which start under certain conditions, bind to the template 5'of the other primer . The first series of primer extension reactions (cycles) is the most stringent (highest temperature) Performed under Mer-annealing conditions, with the first primer combination Is involved in the synthesis of DNA containing the desired sequence. Preselected number of primer extensions After cycling, primer annealing conditions are reduced in stringency. Second plastic The combination of immers is the first set of primer extension services under the conditions selected above. By initiating a linear copy of the second-generation synthetic DNA generated during the icicle Would initiate further DNA amplification. The above condition is the third primer combination When the bruises are further adjusted to be involved in primer-dependent nucleic acid synthesis, first and second Generation DN generated in both the first and second series of primer extension reactions A serves as a template for DNA replication.   Designing a primer that binds at a preselected temperature is within the work of a molecular biologist It is. The temperature at which a specific primer functions depends on the primer length and base composition. Available algorithms (Wu et al., DNA Cell Biol.1 0 , 233-238 (1991)) and a computer program (Rych lik et al., Nucleic Acids Res.18, 6409-612 ( 1990)). Suitable temperature cycling for in vitro DNA amplification The ring can be accomplished manually or by a commercially available programmable temperature cycling device . Hot Air Circulator (Wittwer et al., Nucleic Acids Res.17 , 4353-4357 (1989)). Cycle time can be achieved; cycle time as short as 30 seconds is possible (Witttw er et al., Biotechniques10, 76-83 (1991)). this Thus, 100 cycles of primer extension can be achieved in as little as about 50 minutes.                       Allele-specific linear amplification   In one embodiment of the invention, the primer is modified in its 3'nucleotide. For a particular nucleotide in a template known to be possible (polymorphic) Designed to be complementary. Mutable nucleotides are like sickle cell anemia Another site known to be involved in multiple genetic disorders or polymorphic In the nucleotide. 3'nucleotide of primer and template DNA If there is a mismatch with the corresponding nucleotides in It ensures that the primer has little or preferably no extension. Pe truska et al., PNAS USA85  6252-6256 (1988) visit Teru. Such a primer is "allele-specific" and is within the nucleic acid sequence of interest. The presence or absence of a single base of can be identified. In the method of the present invention The presence of synthetic DNA after using allele-specific primers was originally Shows that the target allele is present in the DNA template of.   Using such allele-specific properties in oligonucleotide initiation Has been used to perform allele-specific PCR. For example, Newton et al., Nu cleic Acids Res.17, 2503-2516 (1989). . However, in general, as with PCR, allele-specific PCR The extrapolative behavior of the response was associated with the difficulty in carrying out the reaction. (Ugozz o li et al., Methods2, 42-48 (1991)), but alleles Of the amplification method of the present invention due to the presence of non-replicable elements within the child-specific primer. Linear behavior from cycle to cycle avoids such difficulties.                   Detection of amplified products   The first product of the amplification method of the present invention is a single-stranded synthetic DNA of limited length. The length of the product chain is determined by the position of the last primer used and the primer -Assemble the length of itself and the 3'end of the primer into a non-replicable element of the template Equal to the total number of nucleotides that can be incorporated. The above product is a radioactive or fluorescent moiety. Alternatively, use a primer or probe labeled with an enzyme, electrophoresis, It can be detected by known nucleic acid detection techniques such as high performance liquid chromatography.   The present invention has important applications in the diagnosis of genetic diseases in humans and other animals. There will be. Many human genetic diseases are caused by specific changes in genes of known sequence Is known to be. DNA-based diagnostics for these specific mutations Using hybridization or other allele-specific techniques (see above) Which of the various gene sequences are present in the DNA of people at risk of the above genetic diseases It is possible if you decide Clearly, amplification of target DNA opens up these techniques. Very helpful to emit. The main advantages of template amplification are: small Automatic sample size, improved signal-to-noise ratio for detection systems The amplification system itself is the detection system.   The method of the invention provides all of the same advantages afforded by other amplification reactions And provides additional benefits. The product is a single-stranded product, Must not be modified. If an odd number of primers is used, excess single-stranded content Children will be generated. These molecules are, for example, hybridization probes. Would be useful as Therefore, it is even more advantageous than other amplification techniques. further , The product accumulates linearly and thus can be accurately quantified; Using newly synthesized DNA as template in Less than the extrapolation method.                                 Example   The solutions utilized in some of the examples below are described below. TE (Tris-EDTA): 10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA. pH 8.0 TBE (Tris-borate-EDTA): 89 mM Tris-HCl, 89 mM boric acid 2 mM EDTA, pH 8.3 Klenow polymerase buffer: 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl25 mM DTT, pH 7.6 Kinase buffer: 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl25 mM DTT , 0.1 mM spermidine-HCl, 0.1 mM EDTA, pH 7.6 DNA polymerase I buffer: 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgSOFour, 0.1 mM DTT, 50 μM / ml bovine serum albumin, pH 7.2 Sequenase buffer: 40 mM Tris-HCl, 20 m MMgCl2, 50 mM NaCl, pH 7.5 Bst polymerase buffer: 20 mM Tris-HCl, 20 mM MgCl2, P H8.5 Thermus aquaticus polymerase Buffer: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl, 1.5 mM MgCl2, 0 . 01% w / v gelatin, pH 8.3 10X Ficoll loading buffer: 100 mM Tris-HCl, p H7.5, 10 mM EDTA, 0.5% bromphenol blue, 0.5% key Silencyanol, 30% Ficoll 5XSSPE: 50 mM sodium phosphate pH 7.0, 0.9 mM NaCl and And 5 mM EDTA 6XSSC: 0.9M NaCl, 0.09M sodium citrate   The method of the present invention is illustrated by the following examples, which do not limit the scope of the invention. There is no.EXAMPLE 1-1 Primer extension was blocked by the presence of 1,3-propanediol in the template. Click   One containing a 1,3-propanediol moiety (referred to as the non-replicable element "X") A template with or without heavy nucleotide bases, the 3'end of the template A template having a primer complementary to was synthesized to synthesize the 1,3-propanediol moiety It has shown the ability to serve as a non-replicable element and to arrest DNA synthesis. Synthesized The sequence is as follows:   Anneal the above primer and template to form the following primer-template complex: Was:   The primer-template complex is then combined with α- [32Various in the presence of P] -dCTP DNA polymerase (Klenow fragment of DNA polymerase I, amplicon ( AmpliTaq) Polymerase (Perkin Elmer Cetus Corp. (P erkin Elmer-Cetus Corp. ), BST polymerase ( Iola Laboratories, Hercules, CA) and Sequence Developed by Polymerase (Biochemicals, Cleveland, Ohio, USA) The product was lengthened and the product was subjected to electrophoresis on denaturing polyacrylamide.   Primer and template are mixed at a primer / template ratio of 10 and polymerase enzyme The appropriate buffer was used. 1 pmol of 207 or 207X, 10 pmol P12, 25 μM dNTPs, 0.5 μCi α- [32P] -dCTP and Ampritak buffer, BST buffer, Klenow buffer or sequenase buffer 20 μl reaction containing. Heat these samples at 90 ° C for 2 minutes and then at 0 ° C for 5 minutes. After cooling, add 1 unit of DNA polymerase and react at 37 ° C for 10 minutes. Was. These results show that the above propanediol residue has the following four DNA polymerases: Show blocking primer extension for all: Example 2-Primers with propanediol-containing bases do not support PCR I   Two of them are four ori containing the non-replicable 1,3-propanediol moiety. Gonucleotides were prepared. The above sequence is MMT-Probandiol phosphor Eppendorf Ecosin with Midito in Z position syn) Synthesized on a D300 automated DNA synthesizer. Synthesizing the above array Z was introduced when placed in the sizer. These sequences are shown in the table below :   Human β-globulin gene (GenBank locus (Lo) cu) HUMHBB) is shown in FIG. 12 for the site complementary to the oligonucleotide. It is shown.   In vitro amplification reaction achieved by various combinations of the above four primers Was done. Each reaction contained 100 ng of human chromosome DN in standard PCR reaction buffer. A, 2 primers each contained 6 pmol. Heat the reaction product (E ricomp), heat to 94 ° C for 3 minutes, cool to 55 ° C for 30 seconds, then 31 cycles of heating and cooling as follows: 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. 30 seconds, 30 seconds at 72 ℃. After thermal cycling, incubate the sample at 72 ° C for an additional 3.5 minutes. I had a cube. Primer without propanediol (BGP-1 30 or And only the reaction containing BGP-2 22) produced an amplification product. in this way It was confirmed that the above-mentioned propanediol-containing primer did not support PCR. .Example 3 3-Propanediol-Containing Primer Generates Specific DNA Fragments .   Plasmid pHβAA propanediol-containing primer (BGP-1 30X And BGP-2 22X) or a control without propanediol Mixed with Immers (BGP-1 30 and BGP-2 22). Primer/ The template mixture was subjected to thermal cycling conditions of 94 ° C. for 20 seconds to dissociate the double-stranded template, Hold at 20 ° C for 20 seconds. After the last cycle, the reaction mixture was further 48 minutes 5 minutes 40 seconds 48. Incubate at ° C to complete the primer extension reaction and anneal the single DNA Was. These reaction mixtures using a propanediol-containing primer were treated with 45 lau. Of the primer for primer extension. PCR reaction product is propanediol part 10 rounds of primer extension were performed by circulating the primer with no minutes. The products of these reactions were electrophoresed on 1.5% agarose (TBE buffer). did. Propanediol-containing primer has a smaller DN than the PCR-generated fragment Generate the A fragment. The smaller dimension is that the primer extension does not extend to the end of the template strand. Based on the fact that it does not extend and the product remains a 5'extension.   FIG. 11 shows a comparison of the products of the PCR reaction and the products of the LLA reaction of the invention. P The major product of the CR reaction was extrapolated and the ends of the used primers were limited. It is completely double-stranded with ends corresponding to. However, the product of the method of the invention is , Corresponding PCR generation, since primer extension after non-replicable elements does not occur Shorter than the thing.Example 4-Propanediol-containing primers support DNA amplification.   Amplification reactions according to the present invention include BGP-1 30X and This is accomplished by using BGP-2 22X. Dot amplification products Blot hybridization and its hybridization signal Was compared to that obtained from known amounts of plasmid DNA containing the sequence.   1.1 ng of plasmid pHβA(All human β cloned in pBR322 -Containing the globulin gene), 5 pmol of BGP-1 30X, 5 pmo l of BGP-2 22X, 83 μM dNTP, 2.5 position AmpliTaq ( 15 μl containing registered trademark) DNA polymerase in standard PCR buffer Each reaction was prepared. 45, 32 and 22 cycles of thermal cycling reaction at 94 ° C 20 seconds at 48 ° C for 20 seconds in Corvette Research FTS-1 heat cycle system went. At the end of the cycle, the reaction was heated at 94 ° C for 20 seconds, then at 48 ° C for 4 seconds. Incubated for minutes.   The product of these reactions (3 μl) was 10 μl of 4N NaOH, 250 mM Mixing with DTA, Zeta-Probe membrane (Californi BIO-LA Laboratories, Hercules, A.). On the membrane 56,118 and 231 ng of similarly modified plasmid pHβAAlso includes It was 5'-32P-CTGCAGTAACGGCACTTTCTCC T at 55 ° C. for 3 hours, 5 × SSPE, 1% SDS, 5 mg / ml Blotto, Hybridized in 10 μg / ml Homomix I RNA. Hybrid After diluting, the blots are washed at room temperature in 6X SSC, then viola De-Molecular Imager (Bio-Rad Molecular Im ager). The reaction produced after about 250-fold amplification is according to the method of the invention. It was shown that the nucleic acid sequence of interest was amplified.Example 5-Amplification of the human β-globulin gene from chromosomal DNA   A linear amplification reaction is performed according to the method of the present invention according to Thermus aquaticus Polymerer. Ze buffer, template DNA (800 ng of chromosomal DNA or 10FourMolecular plasma PH pH βA), 200 μM of each dNTP (dATP, dTTP, dCTP and dGTP), 2 pmol of the oligonucleotide primer BGP5-22X and And BGP4-22X and 2 units of AmpliTaq polymerase (Perk in-Elmer Cctus) in 15 μl of solution. plus Mid pH βAIs a human β-globulin cloned at the Pst I site of pBR322. It contains the 4.4 kb Pst I fragment of the brin gene. As a negative control, the previous A reaction is a reaction in which all components are the same except for template DNA ("no template" control). Was done. After denaturing the template DNA for 3 minutes, perform amplification in the following 99 cycles. Annealing: 55 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 15 seconds, and It was denatured at 94 ° C for 30 seconds. At the end of the final cycle, animate the sample at 55 ° C for 30 seconds. And finally polymerized at 72 ° C. for 4 minutes.   At the end of the first step (100 cycles), 7.5 μl of each sample (chromosomal DNA , Plasmid DNA, and negative controls), and Termus aquati Cux polymerase buffer, 5 pmol of primers BGP1-35X and BG P2-35X with 7.5 μl containing 2 units of AmpliTaq polymerase Mixed. The circulation program is the first stage except that the annealing temperature is 63 ° C. Is similar to the program used for.   Two reactions were performed to control the size of the fragments generated by the above amplification. One reaction was Thermus aquaticus polymerase buffer, 5 pmol plaque Immers BGP 5-22X and BGP 4-22X, 1x108Molecular plasmid pH βAAnd 3 units of AmpliTaq polymerase. The second control is Other than the primers BGP1-35X and BGP2-35X used in the above reaction Contains the same ingredients. The template DNA was denatured at 94 ° C for 4 minutes, then Cycled using ram 48 times: anneal at 55 ° C for 30 seconds, then at 94 ° C It was denatured for 30 seconds. At the end of the final cycle the sample was annealed at 55 ° C for 30 seconds, Finally, polymerization was carried out at 72 ° C. for 4 minutes. Analysis of LLA products   All reactions (15 μl) were mixed with 1.6 μl of 10X Ficoll loading buffer and . For electrophoresis on 5% agarose gel (Bio-Rad Ultraview Agarose) I took it. Electrophoresis was accomplished in TBE buffer for 90 minutes at 110 volts. Above Le Stain with ethidium bromide (1 μg / ml) for 30 minutes and then for 15 minutes It was destained and photographed by UV irradiation. The electrophoresed DNA is then Transfer to Ron membrane (Zeta probe, Bio-Rad) in alkaline state (Re ed, K.K. C. And D. A. Mann, Rapid transfer of   DNA from afarose gesl to nylon membrane lanes, Nucleic Acids Res. 13: 7207-7221 (1985)), and fixed to the above membrane by ultraviolet irradiation (Church, G. . M. And W.A. Gilbert, Genomic Sequencing, P rc. Natl Acad. Sci. U. S. A. 81: 1991-1995 (1984)). These membranes were treated with 5XSSPE, 1% SDS, 10 μg / ml H omomix I RNA and 0.5% dehydrated skimmed milk powder (Ca 1 hour pre-hive in Runnation, Los Angeles, CA Lysed, then 2.5x1065'of cpm / ml and32P-labeled probe Hybridized with 5'CAGGAGTCAGGTGCACCATGGT at 55 ° C for 2 hours. Made it to size. Wash the above membrane twice with 6X SSC for 30 minutes at room temperature for 30 minutes at room temperature During autoradiography.   The chromosomal DNA produced the same fragment as the globin gene plasmid DNA control. Was. The size of the fragment was generated by BGP1-35X and BGP2-35X. It was a thing.Example 6: LLA amplification product is resistant to contamination compared to PCR in vitro amplification You.   The "LLA" amplification reaction of the present invention is carried out by the Thermus aquaticus polymerase buffer, Template DNA (3.5x109Molecular plasmid pHβA), 200 μM of each dNT P (dATP, dTTP, dCTP and dGTP), 5 pmol oligonuclear Rheotide primers BGP1-22X and BGP2-22X, and 1.25 Unit of AmpliTaq DNA Polymerase (Perkin-Elmer Ce tus) in 15 μl of liquid. After denaturing the template DNA for 1 minute, increase By annealing the width at 48 ° C for 30 seconds and denaturing at 94 ° C for 30 seconds. 49 cycles were performed. At the end of the final cycle, incubate the sample for 4 minutes at 48 ° C. I started.   For comparison, PCR reactions were performed using Thermus aquaticus polymerase buffer, cast. Type DNA (3.5x109Molecular plasmid pHβA), 200 μpM of each dNT P (dATP, dTTP, dCTP and dGTP), 5 pmol oligonuclear Rheotide primers BGP1-22X and BGP2-22X, and 1.25 Unit of AmpliTaq DNA Polymerase (Perkin-Elmer Ce tus) in 15 μl of liquid. Denaturation of template DNA for 1 minute, followed by amplification By annealing at 48 ° C for 30 seconds and denaturing at 94 ° C for 30 seconds. Went cycle. Incubate sample at 48 ° C for 4 minutes at the end of the final cycle did.Analysis of LLA and PCR products   Serial 2-fold dilutions of LLA and PCR products (1/64, 1/32, 1/16 , 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, 4 and 8 μl) 1x Ficoll load relaxation The mixture was mixed with the buffer and subjected to electrophoresis on a 1.5% agarose gel. 1x TBE buffer Electrophoresis was performed in the liquid for 90 minutes at 110 volts. Next, electrophoresed DNA Transferred to a nylon membrane in an alkaline state (see Reed and Mann, supra (1 985)) and crosslinked by UV irradiation (Church and Gilbe). rt (1984)) 2xSSC. These membranes are then treated with 5XSS. PE, 1% SDS, 10 μg / ml Homomix RNA and 0.5% powder Kim milk 2.5x1065'of cpm / ml and32P-labeled probe 5'CA Hybridized with GGAGTCAGGTGCCACATGGT for 2 hours at 55 ° C. I let you. After hybridization, wash this membrane twice at room temperature for 15 minutes in 6xSSC. And quantified by scanning with a Bio-Rad GS-250 molecular imager.Amplicon contamination experiment   Equal volumes of LLΛ (1/26 μl) and PCR (1/16 μl) products (above 10) with distilled water (as determined by major)Four, 10FiveAnd 106Diluted twice These dilutions were then used as DNA templates in PCR reactions. amplification The reaction was performed using the Thermus aquaticus polymerase buffer, template DNA (LLA or Is a PCR dilution) and 200 μM of each dNTP (dATP, dTTP, dCTP). And dGTP), 5 pmol of the oligonucleotide primers BGP1-22 and And BGP2-22, and 1 unit of Ampli-Taq polymerase 15 μl of solution in 15 μl reaction. The reaction is performed in duplicate and the first After performing one step at 94 ° C for 3 minutes, the sample was subjected to 25 and 30 cycles (3 hours at 55 ° C. 0 second, 30 seconds at 72 ℃, 30 seconds at 94 ℃), and finally 30 minutes at 50 ℃ Seconds, 72 ° C. for 4 minutes. In addition, all reagents except template DNA Was added to the negative control.   In order to control and quantify the relative amounts of LLA and PCR template DNA, Combination of different primers that prime to BGP1-22 and BGP2-22 A second set of PCR reactions was achieved using mating. Reaction components other than primers And the reaction conditions are as described in the previous paragraph.   Mix 15 μl reaction with 1.6 μl of 10 × Ficoll loading buffer to 1.5 % Electrophoresed in agarose gel (Bio-Rad Ultra Pure Agarose) Was. Electrophoresis was performed at 110 volts for 90 minutes in 1X TBE buffer. This gel Then stain with ethidium bromide (1 μl / ml) for 30 minutes and destain for 15 minutes. Then, it was photographed by UV irradiation. The electrophoresed DNA is then attached to a nylon membrane Under alkaline conditions (Reed and Mann (1985)). It was fixed to the membrane by spraying (Church (1984)). 5X these membranes SSPE, 1% SDS, 10 μg / ml Homomix I RNA and 0. Prehybridized in 5% dehydrated skim milk powder for 1 hour, then 2 . 5x1065'of cpm / ml32P-labeled probe 5'CAGGAGTCAG It was hybridized with GTGCACCATGGT at 55 ° C. for 2 hours. 6 for the above film Wash with X SSC twice for 30 minutes at room temperature, Bio-Rad GS-250 Molecular ・ Quantified with an imager.result   Outer primer combination (measuring the ability of the amplicon to amplify the second reaction) The reaction paired with the inner primer combination (amplicon Of the reaction amplified by measuring the amount present in the reaction) The measurement ratio was measured. As is clear from the table below, is the LLA reaction an outer primer? Produce amplicons that are highly resistant to their amplification and thus remain Resistant to the effects of pollution.

【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年8月7日 【補正内容】 34条補正 請求の範囲 1.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方法 であって: (a)上記鎖を、非複製可能な要素を含むプライマーと第1世代プライマー伸長 生成物が該鎖を鋳型として使用して合成されるような条件下に接触させ、鎖のた めの該プライマーは合成された第1世代プライマー伸長生成物が上記鎖から分離 されたとき上記鎖の相補性のためのプライマーの第2世代プライマー伸長生成物 の合成のための鋳型として役立ち; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を段階(a)のプライマーで、第2世代プ ライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用すること により合成されるような条件下に処理し; ここで、第2世代プライマー伸長生成物は少なくとも目的の核酸配列の1部分 を含み、伸長されてそれらの鋳型を合成するプライマーのプライマー伸長生成物 の合成のための鋳型として役立つことができない; からなる方法。 2.さらに、生成された第2世代プライマー伸長生成物をそれらの各々の鋳型か ら分離して一重鎖分子を生成することからなる請求項1の方法。 3.段階(c)が少なくとも1回繰り返される請求項1の方法。 4.非複製可能な要素は上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していない 請求項1の方法。 5.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項1の方 法。 6.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項1の方法。 7.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項5の方法。 8.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトール残 基である請求項5の方法。 9.さらに、第2世代プライマー伸長生成物を非複製可能な要素を含有するプラ イマーで、プライマー伸長反応生成物が該第2世代プライマー伸長生成物を鋳型 として利用して合成される条件下に処理する段階からなる請求項1の方法。 10.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方 法であって: (a)上記鎖と、非複製可能な要素を含む、第1プライマーおよび第2プライマ ーとを、第1世代プライマー伸長生成物が第1プライマーおよび第2プライマー から該鎖を鋳型として使用して合成されるような条件下に接触させ、第1プライ マーおよび第2プライマーは合成された第1世代プライマー伸長生成物がこれら の鋳型から分離されたとき第1プライマーおよび第2プライマーの第2世代プラ イマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つように選択され; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を第1プライマーおよび第2プライマーで 、第2世代プライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として 使用することにより合成されるような条件下に処理し; ここで、第2世代プライマー伸長生成物は少なくとも目的の核酸配列の1部分 を含み、第1プライマーの第2世代プライマー伸長生成物は第2プライマーのプ ライマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つことができる; からなる方法。 11.さらに、段階(c)から生成された第2世代プライマー伸長生成物をそれ らの各々の鋳型から分離して一重鎖分子を生成することからなる請求項10の方 法。 12.段階(c)が少なくとも1回繰り返される請求項10の方法。 13.非複製可能な要素は上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していな い請求項1の方法。 14.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項10 の方法。 15.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項10の方法。 16.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項14の方 法。 17.非複製可能な要素は1.4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトール 残基である請求項14の方法。 18.さらに、上記第2プライマーの第2世代プライマー伸長生成物を第3プラ イマーで、第3プライマー伸長反応生成物が該第2プライマーの第2世代プライ マー伸長生成物を鋳型として利用して合成される条件下に処理する段階からなり 、上記第3プライマーは各々非複製可能な要素を含んでいる請求項10の方法。 19.上記鎖の各々が第1プライマーのためのプライマー結合部位および第2プ ライマーのためのプライマー結合部位を含み、第1プライマーのは第2プライマ ーのためのプライマー結合部位の3’である請求項10の方法。 20.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方 法であって: (a)上記鎖と、非複製可能な要素を含む、第1プライマーおよび第2プライマ ーとを、第1世代プライマー伸長生成物が第1プライマーから該鎖を鋳型として 使用して合成されるが第2プライマーからは合成されないような第1の組み合わ せのプライマー伸長反応条件下に接触させ、第1プライマーはこの段階からの第 1世代プライマー伸長生成物がその鋳型から分離されたとき第1プライマーの第 2世代プライマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つように選択され; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を段階(a)のプライマーで、第2世代プ ライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用すること により合成されるような条件下に処理し; (d)第2世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し; (e)段階(c)および(d)が少なくとも1回繰り返され;そして (f)段階(e)の反応混合物を、プライマー伸長反応生成物が第2プライマー から第2世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用することにより合成される 第2の組み合わせのプライマー伸長反応条件に付すことからなる方法。 21.第1の組み合わせのプライマー伸長反応条件が第2の組み合わせのプライ マー伸長反応条件よりも厳しい請求項20の方法。 22.上記第1の組み合わせの条件が上記第2の組み合わせの条件よりも高温で ある請求項20の方法。 23.非複製可能な要素が上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していな い請求項20の方法。 24.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項20 の方法。 25.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項20の方法。 26.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項24の方 法。 27.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトール 残基である請求項24の方法。 28.上記鎖の各々が第1プライマーのためのプライマー結合部位および第2プ ライマーのためのプライマー結合部位を含み、第1プライマーのためのプライマ ー結合部位は第2プライマーのためのプライマー結合部位の3’である請求項2 0の方法。 29.核酸配列は遺伝病関連の多形性部位を含み、上記プライマーの各々は該遺 伝病の存在下または不存在下にのみ核酸合成を開始するように選択される請求項 1の方法。 30.遺伝病が鎌状細胞貧血である請求項29の方法。 31.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項1の方法。 32.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項10の方法。 33.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項20の方法。 34.DNAポリメラーゼ、各プライマーが1,3−プロパンジオールおよび1 ,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトールから選択される非複製可能な 要 素からなる増幅されるべき各配列のためのプライマー対、および該プライマーお よびDNAポリメラーゼによって複製され得る対照核酸配列からなる、特定の核 酸配列を増幅するのに使用するための試薬キット。 35.非複製可能な要素が1,3−プロパンジオール残基である請求項34のキ ット。 36.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトール 残基である請求項34のキット。 37.DNAポリメラーゼ、各プライマーが1,3−プロパンジオールおよび1 ,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトールから選択される非複製可能な 要素からなる、増幅されるべき各配列のためのプライマー対、および特定核酸配 列の増幅生成物の存在または不存在を検出し得る核酸プローブからなる、特定の 核酸配列を増幅するのに使用するための試薬キット。 38.請求項37従い、さらに、上記プライマーおよびDNAポリメラーゼによ って複製され得、上記核酸プローブによって検出され得る対照核酸配列からなる 試薬キット。 39.非複製可能な要素が1,3−プロパンジオール残基である請求項37の試 薬キット。 40.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシーD−リビトール 残基である請求項37のキット。 41.上記プライマーが遺伝病または遺伝的異常を指示する核酸配列を増幅する ように選択されている請求項34のキット。[Procedure of Amendment] Article 184-8 of the Patent Act [Submission date] August 7, 1995 [Correction contents] Article 34 Amendment Claim 1. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain comprising the following steps So: (A) A primer containing a non-replicable element and a first generation primer extension The chains are allowed to come into contact under conditions such that the product is synthesized using the chains as a template. For the primer, the synthesized first generation primer extension product is separated from the strand Generation primer extension products of primers for complementation of the strands when driven Serving as a template for the synthesis of (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) The first generation primer extension product is treated with the primer of step (a) to generate a second generation primer. The Limer extension product uses the first generation primer extension product as a template Under the conditions as synthesized by   Here, the second generation primer extension product is at least a part of the nucleic acid sequence of interest. A primer extension product of a primer that contains and is extended to synthesize those templates Cannot serve as a template for the synthesis of A method consisting of. 2. In addition, the generated second generation primer extension products were labeled with their respective templates. The method of claim 1 which comprises separating from the single chain molecule to produce a single chain molecule. 3. The method of claim 1, wherein step (c) is repeated at least once. 4. Non-replicable elements are not located at the terminal residues of any of the above primers The method of claim 1. 5. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. Law. 6. The method of claim 1, wherein the non-replicable element is a derivative of ribonucleotides. 7. The method of claim 5, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. 8. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol residue. The method of claim 5, which is a group. 9. In addition, the second generation primer extension product contains a non-replicable The primer extension reaction product is a template for the second generation primer extension product The method of claim 1 comprising treating under conditions which are utilized as synthetically. 10. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain consisting of the following steps The law: (A) a first primer and a second primer containing the above strand and a non-replicable element -The first generation primer extension product is the first primer and the second primer From the first ply by contacting the strands under conditions such that they are synthesized using the strand as a template. Mer and the second primer are the synthesized first generation primer extension products. Of the first and second primers when separated from the template of Selected to serve as a template for the synthesis of immer extension products; (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) the first generation primer extension product with the first primer and the second primer , The 2nd generation primer extension product uses the 1st generation primer extension product as a template Treated under conditions such that it will be synthesized by use;   Here, the second generation primer extension product is at least a part of the nucleic acid sequence of interest. And the second generation primer extension product of the first primer is Can serve as a template for the synthesis of lymer extension products; A method consisting of. 11. In addition, the second generation primer extension product generated from step (c) 11. Separation from each of these templates to produce a single-stranded molecule. Law. 12. 11. The method of claim 10, wherein step (c) is repeated at least once. 13. Non-replicable elements should not be located at the terminal residues of any of the above primers. The method of claim 1. 14. 11. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. the method of. 15. 11. The method of claim 10, wherein the non-replicable element is a derivative of ribonucleotide. 16. 15. The non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Law. 17. The non-replicable element is 1.4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 15. The method of claim 14, which is a residue. 18. Furthermore, the second generation primer extension product of the second primer is added to the third primer. And the product of the third primer extension reaction is the second generation primer of the second primer. Mer extension product as a template The method of claim 10, wherein each of the third primers comprises a non-replicable element. 19. Each of the above strands has a primer binding site for the first primer and a second primer Contains a primer binding site for the primer and the first primer is the second primer The method of claim 10, which is 3'of the primer binding site for 20. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain consisting of the following steps The law: (A) a first primer and a second primer containing the above strand and a non-replicable element The first-generation primer extension product from the first primer using the strand as a template. A first combination which is synthesized using but not from a second primer The first primer is allowed to come into contact with the first primer from this step. When the first generation primer extension product is separated from its template, the first primer Selected to serve as a template for the synthesis of second generation primer extension products; (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) The first generation primer extension product is treated with the primer of step (a) to generate a second generation primer. The Limer extension product uses the first generation primer extension product as a template Under the conditions as synthesized by (D) Separation of second generation primer extension products from their respective templates to yield single-stranded molecules. Produces; (E) steps (c) and (d) are repeated at least once; and (F) The reaction mixture of step (e) is treated with the primer extension reaction product as the second primer. From 2nd generation primer extension product as template A second combination of primer extension reaction conditions. 21. The primer extension reaction conditions for the first combination are those for the second combination. 21. The method of claim 20, which is more stringent than the Mer extension reaction conditions. 22. When the condition of the first combination is higher than the condition of the second combination 21. The method of claim 20. 23. No non-replicable element is located at the terminal residue of any of the above primers 21. The method of claim 20. 24. 21. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. the method of. 25. 21. The method of claim 20, wherein the non-replicable element is a ribonucleotide derivative. 26. 25. The non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Law. 27. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 25. The method of claim 24 which is a residue. 28. Each of the above strands has a primer binding site for the first primer and a second primer A primer for the first primer, including a primer binding site for the primer The binding site is 3'of the primer binding site for the second primer. 0 method. 29. The nucleic acid sequence contains a polymorphic site associated with a genetic disease, and each of the above primers contains A method selected to initiate nucleic acid synthesis only in the presence or absence of a disease. Method 1. 30. 30. The method of claim 29, wherein the genetic disease is sickle cell anemia. 31. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. The method of claim 1, comprising: 32. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. 11. The method of claim 10, comprising: 33. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. 21. The method of claim 20, comprising: 34. DNA polymerase, each primer is 1,3-propanediol and 1 Non-replicable selected from, 4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol Essential A pair of primers for each sequence to be amplified consisting of And a specific nucleic acid sequence that can be replicated by a DNA polymerase A reagent kit for use in amplifying acid sequences. 35. 35. The key of claim 34, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. And 36. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 35. The kit of claim 34 which is a residue. 37. DNA polymerase, each primer is 1,3-propanediol and 1 Non-replicable selected from, 4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol A primer pair for each sequence to be amplified, consisting of elements and a specific nucleic acid sequence A specific nucleic acid probe capable of detecting the presence or absence of an amplification product in a row, A reagent kit for use in amplifying nucleic acid sequences. 38. 37. Further according to claim 37, further comprising: Consisting of a control nucleic acid sequence that can be replicated and detected by the nucleic acid probe described above. Reagent kit. 39. 38. The test according to claim 37, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Medicine kit. 40. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 38. The kit of claim 37 which is a residue. 41. The above primers amplify a nucleic acid sequence that directs a genetic disease or abnormality. 35. The kit of claim 34, which has been selected.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方法 であって: (a)上記鎖を、非複製可能な要素を含むプライマーと第1世代プライマー伸長 生成物が該鎖を鋳型として使用して合成されるような条件下に接触させ、鎖のた めの該プライマーは合成された第1世代プライマー伸長生成物が上記鎖から分離 されたとき上記鎖の相補性のためのプライマーの第2世代プライマー伸長生成物 の合成のための鋳型として役立ち; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を段階(a)のプライマーで、第2世代プ ライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用すること により合成されるような条件下に処理し; ここで、第2世代プライマー伸長生成物は少なくとも目的の核酸配列の1部分 を含み、伸長されてそれらの鋳型を合成するプライマーのプライマー伸長生成物 の合成のための鋳型として役立つことができない; からなる方法。 2.さらに、生成された第2世代プライマー伸長生成物をそれらの各々の鋳型か ら分離して一重鎖分子を生成することからなる請求項1の方法。 3.段階(c)が少なくとも1回繰り返される請求項1の方法。 4.非複製可能な要素は上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していない 請求項1の方法。 5.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項1の方 法。 6.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項1の方法。 7.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項5の方法。 8.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロ−2−デオキシーD−リビトール残 基である請求項5の方法。 9.さらに、第2世代プライマー伸長生成物を非複製可能な要素を含有するプラ イマーで、プライマー伸長反応生成物が該第2世代プライマー伸長生成物を鋳型 として利用して合成される条件下に処理する段階からなる請求項1の方法。 10.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方 法であって: (a)上記鎖と、非複製可能な要素を含む、第1プライマーおよび第2プライマ ーとを、第1世代プライマー伸長生成物が第1プライマーおよび第2プライマー から該鎖を鋳型として使用して合成されるような条件下に接触させ、第1プライ マーおよび第2プライマーは合成された第1世代プライマー伸長生成物がこれら の鋳型から分離されたとき第1プライマーおよび第2プライマーの第2世代プラ イマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つように選択され; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を第1プライマーおよび第2プライマーで 、第2世代プライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として 使用することにより合成されるような条件下に処理し; ここで、第2世代プライマー伸長生成物は少なくとも目的の核酸配列の1部分 を含み、第1プライマーの第2世代プライマー伸長生成物は第2プライマーのプ ライマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つことができる; からなる方法。 11.さらに、段階(c)から生成された第2世代プライマー伸長生成物をそれ らの各々の鋳型から分離して一重鎖分子を生成することからなる請求項10の方 法。 12.段階(c)が少なくとも1回繰り返される請求項10の方法。 13.非複製可能な要素は上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していな い請求項1の方法。 14.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項10 の方法。 15.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項10の方法。 16.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項14の方 法。 17.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシ−D−リビトール 残基である請求項14の方法。 18.さらに、上記第2プライマーの第2世代プライマー伸長生成物を第3プラ イマーで、第3プライマー伸長反応生成物が該第2プライマーの第2世代プライ マー伸長生成物を鋳型として利用して合成される条件下に処理する段階からなり 、上記第3プライマーは各々非複製可能な要素を含んでいる請求項10の方法。 19.上記鎖の各々が第1プライマーのためのプライマー結合部位および第2プ ライマーのためのプライマー結合部位を含み、第1プライマーのは第2プライマ ーのためのプライマー結合部位の3’である請求項10の方法。 20.下記段階からなる相補性核酸鎖内に含まれる目的の核酸配列を増幅する方 法であって: (a)上記鎖と、非複製可能な要素を含む、第1プライマーおよび第2プライマ ーとを、第1世代プライマー伸長生成物が第1プライマーから該鎖を鋳型として 使用して合成されるが第2プライマーからは合成されないような第1の組み合わ せのプライマー伸長反応条件下に接触させ、第1プライマーはこの段階からの第 1世代プライマー伸長生成物がその鋳型から分離されたとき第1プライマーの第 2世代プライマー伸長生成物の合成のための鋳型として役立つように選択され; (b)第1世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し;そして (c)第1世代プライマー伸長生成物を段階(a)のプライマーで、第2世代プ ライマー伸長生成物が第1世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用すること により合成されるような条件下に処理し; (d)第2世代プライマー伸長生成物をそれらの各鋳型から分離して一重鎖分子 を生成し; (e)段階(c)および(d)が少なくとも1回繰り返され;そして (f)段階(e)の反応混合物を、プライマー伸長反応生成物が第2プライマー から第2世代プライマー伸長生成物を鋳型として使用することにより合成される 第2の組み合わせのプライマー伸長反応条件に付すことからなる方法。 21.第1の組み合わせのプライマー伸長反応条件が第2の組み合わせのプライ マー伸長反応条件よりも厳しい請求項20の方法。 22.上記第1の組み合わせの条件が上記第2の組み合わせの条件よりも高温で ある請求項20の方法。 23.非複製可能な要素が上記いずれのプライマーの末端残基にも位置していな い請求項20の方法。 24.非複製可能な要素はデオキシリボヌクレオチドの誘導体である請求項20 の方法。 25.非複製可能な要素はリボヌクレオチドの誘導体である請求項20の方法。 26.非複製可能な要素は1,3−プロパンジオール残基である請求項24の方 法。 27.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシ−D−リビトール 残基である請求項24の方法。 28.上記鎖の各々が第1プライマーのためのプライマー結合部位および第2プ ライマーのためのプライマー結合部位を含み、第1プライマーのためのプライマ ー結合部位は第2プライマーのためのプライマー結合部位の3’である請求項2 0の方法。 29、核酸配列は遺伝病関連の多形性部位を含み、上記プライマーの各々は該遺 伝病の存在下または不存在下にのみ核酸合成を開始するように選択される請求項 1の方法。 30.遺伝病が鎌状細胞貧血である請求項29の方法。 31.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項1の方法。 32.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項10の方法。 33.さらに、増幅された目的の核酸配列の存在または不存在を検出することか らなる請求項20の方法。 34.DNAポリメラーゼ、各プライマーが非複製可能な要素からなる増幅され るべき各配列のためのプライマー対、および該プライマーおよびDNAポリメラ ーゼによって複製され得る対照核酸配列からなる、特定の核酸配列を増幅するの に使用するための試薬キット。 35.非複製可能な要素が1,3−プロパンジオール残基である請求項34のキ ット。 36.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシ−D−リビトール 残基である請求項34のキット。 37.DNAポリメラーゼ、各プライマーが非複製可能な要素からなる、増幅さ れるべき各配列のためのプライマー対、および特定核酸配列の増幅生成物の存在 または不存在を検出し得る核酸プローブからなる、特定の核酸配列を増幅するの に使用するための試薬キット。 38.請求項37従い、さらに、上記プライマーおよびDNAポリメラーゼによ って複製され得、上記核酸プローブによって検出され得る対照核酸配列からなる 試薬キット。 39.非複製可能な要素が1,3−プロパンジオール残基である請求項37の試 薬キット。 40.非複製可能な要素は1,4−アンヒドロー2−デオキシ−D−リビトール 残基である請求項37のキット。 41.上記プライマーが遺伝病または遺伝的異常を指示する核酸配列を増幅する ように選択されている請求項34のキット。 42.上記プライマーが遺伝病または遺伝的異常を指示する核酸配列を増幅する ように選択されている請求項37のキット。[Claims] 1. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain comprising the following steps So: (A) A primer containing a non-replicable element and a first generation primer extension The chains are allowed to come into contact under conditions such that the product is synthesized using the chains as a template. For the primer, the synthesized first generation primer extension product is separated from the strand Generation primer extension products of primers for complementation of the strands when driven Serving as a template for the synthesis of (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) The first generation primer extension product is treated with the primer of step (a) to generate a second generation primer. The Limer extension product uses the first generation primer extension product as a template Under the conditions as synthesized by   Here, the second generation primer extension product is at least a part of the nucleic acid sequence of interest. A primer extension product of a primer that contains and is extended to synthesize those templates Cannot serve as a template for the synthesis of A method consisting of. 2. In addition, the generated second generation primer extension products were labeled with their respective templates. The method of claim 1 which comprises separating from the single chain molecule to produce a single chain molecule. 3. The method of claim 1, wherein step (c) is repeated at least once. 4. Non-replicable elements are not located at the terminal residues of any of the above primers The method of claim 1. 5. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. Law. 6. The method of claim 1, wherein the non-replicable element is a derivative of ribonucleotides. 7. The method of claim 5, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. 8. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol residue. The method of claim 5, which is a group. 9. In addition, the second generation primer extension product contains a non-replicable The primer extension reaction product is a template for the second generation primer extension product The method of claim 1 comprising treating under conditions which are utilized as synthetically. 10. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain consisting of the following steps The law: (A) a first primer and a second primer containing the above strand and a non-replicable element -The first generation primer extension product is the first primer and the second primer From the first ply by contacting the strands under conditions such that they are synthesized using the strand as a template. Mer and the second primer are the synthesized first generation primer extension products. Of the first and second primers when separated from the template of Selected to serve as a template for the synthesis of immer extension products; (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) the first generation primer extension product with the first primer and the second primer , The 2nd generation primer extension product uses the 1st generation primer extension product as a template Treated under conditions such that it will be synthesized by use;   Here, the second generation primer extension product is at least a part of the nucleic acid sequence of interest. And the second generation primer extension product of the first primer is Can serve as a template for the synthesis of lymer extension products; A method consisting of. 11. In addition, the second generation primer extension product generated from step (c) 11. Separation from each of these templates to produce a single-stranded molecule. Law. 12. 11. The method of claim 10, wherein step (c) is repeated at least once. 13. Non-replicable elements should not be located at the terminal residues of any of the above primers. The method of claim 1. 14. 11. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. the method of. 15. 11. The method of claim 10, wherein the non-replicable element is a derivative of ribonucleotide. 16. 15. The non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Law. 17. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 15. The method of claim 14, which is a residue. 18. Furthermore, the second generation primer extension product of the second primer is added to the third primer. And the product of the third primer extension reaction is the second generation primer of the second primer. Mer extension product as a template The method of claim 10, wherein each of the third primers comprises a non-replicable element. 19. Each of the above strands has a primer binding site for the first primer and a second primer Contains a primer binding site for the primer and the first primer is the second primer The method of claim 10, which is 3'of the primer binding site for 20. A method for amplifying a target nucleic acid sequence contained in a complementary nucleic acid chain consisting of the following steps The law: (A) a first primer and a second primer containing the above strand and a non-replicable element The first-generation primer extension product from the first primer using the strand as a template. A first combination which is synthesized using but not from a second primer The first primer is allowed to come into contact with the first primer from this step. When the first generation primer extension product is separated from its template, the first primer Selected to serve as a template for the synthesis of second generation primer extension products; (B) Separation of first generation primer extension products from their respective templates to obtain single-stranded molecules. Produces; and (C) The first generation primer extension product is treated with the primer of step (a) to generate a second generation primer. The Limer extension product uses the first generation primer extension product as a template Under the conditions as synthesized by (D) Separation of second generation primer extension products from their respective templates to yield single-stranded molecules. Produces; (E) steps (c) and (d) are repeated at least once; and (F) The reaction mixture of step (e) is treated with the primer extension reaction product as the second primer. From 2nd generation primer extension product as template A second combination of primer extension reaction conditions. 21. The primer extension reaction conditions for the first combination are those for the second combination. 21. The method of claim 20, which is more stringent than the Mer extension reaction conditions. 22. When the condition of the first combination is higher than the condition of the second combination 21. The method of claim 20. 23. No non-replicable element is located at the terminal residue of any of the above primers 21. The method of claim 20. 24. 21. The non-replicable element is a derivative of deoxyribonucleotides. the method of. 25. 21. The method of claim 20, wherein the non-replicable element is a ribonucleotide derivative. 26. 25. The non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Law. 27. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 25. The method of claim 24 which is a residue. 28. Each of the above strands has a primer binding site for the first primer and a second primer A primer for the first primer, including a primer binding site for the primer The binding site is 3'of the primer binding site for the second primer. 0 method. 29, the nucleic acid sequence contains a polymorphic site associated with a genetic disease, and each of the above primers contains A method selected to initiate nucleic acid synthesis only in the presence or absence of a disease. Method 1. 30. 30. The method of claim 29, wherein the genetic disease is sickle cell anemia. 31. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. The method of claim 1, comprising: 32. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. 11. The method of claim 10, comprising: 33. Furthermore, detecting the presence or absence of the amplified nucleic acid sequence of interest. 21. The method of claim 20, comprising: 34. DNA polymerase, each primer is amplified consisting of non-replicable elements Primer pairs for each sequence to be prepared, and the primers and DNA polymers To amplify a particular nucleic acid sequence, which consists of a control nucleic acid sequence that can be replicated by the enzyme Reagent kit for use in. 35. 35. The key of claim 34, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. And 36. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 35. The kit of claim 34 which is a residue. 37. DNA polymerase, each primer consisting of non-replicable elements, amplified Primer pairs for each sequence to be present, and the presence of amplification products of the specific nucleic acid sequences Or to amplify a particular nucleic acid sequence, which consists of a nucleic acid probe capable of detecting its absence. Reagent kit for use in. 38. 37. Further according to claim 37, further comprising: Consisting of a control nucleic acid sequence that can be replicated and detected by the nucleic acid probe described above. Reagent kit. 39. 38. The test according to claim 37, wherein the non-replicable element is a 1,3-propanediol residue. Medicine kit. 40. The non-replicable element is 1,4-anhydro-2-deoxy-D-ribitol. 38. The kit of claim 37 which is a residue. 41. The above primers amplify a nucleic acid sequence that directs a genetic disease or abnormality. 35. The kit of claim 34, which has been selected. 42. The above primers amplify a nucleic acid sequence that directs a genetic disease or abnormality. 38. The kit of claim 37, which has been selected.
JP7505384A 1993-07-23 1994-07-25 Linked linear amplification of nucleic acids Pending JPH09500539A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9544293A 1993-07-23 1993-07-23
US08/095,442 1993-07-23
PCT/US1994/008390 WO1995003432A1 (en) 1993-07-23 1994-07-25 Linked linear amplification of nucleic acids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09500539A true JPH09500539A (en) 1997-01-21

Family

ID=22252059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7505384A Pending JPH09500539A (en) 1993-07-23 1994-07-25 Linked linear amplification of nucleic acids

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0710296A4 (en)
JP (1) JPH09500539A (en)
CN (1) CN1127533A (en)
CA (1) CA2167840A1 (en)
WO (1) WO1995003432A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016529914A (en) * 2013-09-13 2016-09-29 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft Application of oligo-dT molecules to avoid the formation of high molecular weight PCR products induced by poly A-carriers

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335184B1 (en) 1993-07-23 2002-01-01 Bio-Rad Laboratories, Inc. Linked linear amplification of nucleic acids
CN1117871C (en) * 1995-06-07 2003-08-13 伯乐实验有限公司 Linked linear amplification of nucleic acids
AU714486B2 (en) 1995-11-21 2000-01-06 Yale University Unimolecular segment amplification and detection
US5854033A (en) * 1995-11-21 1998-12-29 Yale University Rolling circle replication reporter systems
US6316229B1 (en) 1998-07-20 2001-11-13 Yale University Single molecule analysis target-mediated ligation of bipartite primers
AU770993B2 (en) 1998-09-15 2004-03-11 Yale University Molecular cloning using rolling circle amplification
JP2002525078A (en) 1998-09-15 2002-08-13 イェール ユニバーシティ Artificial long terminal repeat
US7205129B1 (en) * 2000-02-28 2007-04-17 Qiagen Gmbh Method for reducing artifacts in nucleic acid amplification
US6686157B2 (en) 2000-06-30 2004-02-03 Molecular Staging Inc. Signal amplification with lollipop probes
US6573051B2 (en) 2001-03-09 2003-06-03 Molecular Staging, Inc. Open circle probes with intramolecular stem structures
US9487823B2 (en) 2002-12-20 2016-11-08 Qiagen Gmbh Nucleic acid amplification
EP1762627A1 (en) 2005-09-09 2007-03-14 Qiagen GmbH Method for the activation of a nucleic acid for performing a polymerase reaction
CA2624324A1 (en) 2005-10-06 2007-04-19 Lucigen Corporation Thermostable viral polymerases and methods of use

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4683195A (en) * 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
IE61148B1 (en) * 1988-03-10 1994-10-05 Ici Plc Method of detecting nucleotide sequences
GB8920097D0 (en) * 1989-09-06 1989-10-18 Ici Plc Amplification processes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016529914A (en) * 2013-09-13 2016-09-29 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft Application of oligo-dT molecules to avoid the formation of high molecular weight PCR products induced by poly A-carriers

Also Published As

Publication number Publication date
WO1995003432A1 (en) 1995-02-02
CA2167840A1 (en) 1995-02-02
EP0710296A1 (en) 1996-05-08
EP0710296A4 (en) 1999-05-26
CN1127533A (en) 1996-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6027923A (en) Linked linear amplification of nucleic acids
EP1130118B1 (en) Amplification of long nucleic acid sequences by PCR
US5629178A (en) Method for enhancing amplification in the polymerase chain reaction employing peptide nucleic acid (PNA)
US20030082567A1 (en) Mineral hot start PCR method
EP0336731A2 (en) Method of amplifying and detecting nucleic acid sequences
US20030157549A1 (en) Use of predetermined nucleotides having altered base pairing characteristics in the amplification of nucleic acid molecules
US8399197B2 (en) Methods for amplifying polymeric nucleic acids
JPH05292968A (en) Improvement for nucleic acid amplification
JPH05276947A (en) Generation of nucleic acid target
WO1996013611A9 (en) A method for enhancing amplification in the polymerase chain reaction employing peptide nucleic acid (pna)
US20040091923A1 (en) Linked linear amplification of nucleic acids
JPH09500539A (en) Linked linear amplification of nucleic acids
EP3036343B1 (en) Helicase dependent amplification of dna molecules using nucleotide analogs
IL95537A (en) Process for the multiplication of nucleic acids using at least two adaptors
Hartl et al. Inverse polymerase chain reaction
US6335184B1 (en) Linked linear amplification of nucleic acids
EP2798078B1 (en) Method and primer set for detecting mutation
EP0479158A1 (en) Reagent for RNA detection and RNA detection method using it
EP1649065B1 (en) Methods for amplifying polymeric nucleic acids
JP2928992B2 (en) Method for specifically amplifying and detecting DNA and / or RNA
JPH09187277A (en) Direct pcr amplification technique of nucleic acid using whole blood as template
JPH0852000A (en) Simultaneous amplification method of nucleic acid
JPH11507235A (en) Linked linear amplification of nucleic acids
JPH074275B2 (en) Method and diagnostic test kit for amplifying and detecting nucleic acid
Morrison Polymerase chain reaction

Legal Events

Date Code Title Description
A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20040113

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20040301

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050712