JPH1014572A - Probe library, its production and purification of probe hybridized from the same with another dna or rna - Google Patents

Probe library, its production and purification of probe hybridized from the same with another dna or rna

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JPH1014572A
JPH1014572A JP17627296A JP17627296A JPH1014572A JP H1014572 A JPH1014572 A JP H1014572A JP 17627296 A JP17627296 A JP 17627296A JP 17627296 A JP17627296 A JP 17627296A JP H1014572 A JPH1014572 A JP H1014572A
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孝典 三浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a probe library capable of corresponding to mutation of a virus to be detected by polymerizing one of deoxyribonucleotides, including deoxyribonucleotide analogs, in the presence of a protein with no template nor primer. SOLUTION: This probe library having diversity sufficiently capable of corresponding to mutation of a virus to be detected is obtained by polymerizing one of deoxyribonucleotides, including deoxyribonucleotide analogs, such as 1,N<6> -esenodeoxy adenosine-5'-triphosphate, fluorescein-modified deoxyuridine-5'- triphosphate, biotin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, biotin-modified dioxyadenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, and dinitrophenyl-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, in the presence of a protein composed of thermostable DNA polymerase originating from cells which belong to Cellumococcus or Cellumus bacteria, with no template nor primers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デオキシリボヌク
レオチド類似体を含むDNA(ポリデオキシリボヌクレ
オチド。以下同様。)プローブライブラリーの製造方
法、該方法によって得られたDNAプローブライブラリ
ー、該DNAプローブライブラリーから他のDNAまた
はRNAとハイブリッドを形成するDNAプローブの精
製方法、該方法によって得られたDNAプローブ、リボ
ヌクレオチド類似体を含むRNAプローブライブラリー
の製造方法、該方法によって得られたRNAプローブラ
イブラリー、該RNAプローブライブラリーから他のR
NAまたはDNAとハイブリッドを形成するRNAプロ
ーブの精製方法、及び該方法によって得られたRNAプ
ローブに関し、詳しくは蛋白質の存在下において、鋳型
および/またはプライマー非依存的にデオキシリボヌク
レオチドとその類似体とを重合することにより該類似体
を含むDNAを合成する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a DNA (polydeoxyribonucleotide; hereinafter the same) probe library containing a deoxyribonucleotide analog, a DNA probe library obtained by the method, and the DNA probe library. For purifying a DNA probe that forms a hybrid with another DNA or RNA from DNA, a method for producing a DNA probe obtained by the method, a method for producing an RNA probe library containing a ribonucleotide analog, and an RNA probe library obtained by the method , Other R from the RNA probe library
The present invention relates to a method for purifying an RNA probe that forms a hybrid with NA or DNA, and an RNA probe obtained by the method. Specifically, in the presence of a protein, a deoxyribonucleotide and an analog thereof can be used independently of a template and / or a primer. The present invention relates to a method for synthesizing a DNA containing the analog by polymerization.

【0002】本発明により合成されたDNAまたはRN
A(以下の説明において、「DNAまたはRNA」を、
便宜上、「ポリヌクレオチド」と略称する。)は、医
学、薬学、発酵工学、農学、農芸化学、生化学などの分
野で有用な非放射性プローブを提供することを可能にす
る。
DNA or RN synthesized according to the present invention
A (In the following description, "DNA or RNA"
For convenience, it is abbreviated as “polynucleotide”. ) Makes it possible to provide non-radioactive probes useful in fields such as medicine, pharmacy, fermentation engineering, agriculture, agricultural chemistry, biochemistry and the like.

【0003】[0003]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、遺
伝子工学はめざましい発展を遂げている。医学、農学、
発酵工学等の分野では、この遺伝子工学を用いる手法が
数多く開発されている。例えば、医学分野においての遺
伝子診断や遺伝子治療等がその代表例である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, genetic engineering has made remarkable progress. Medicine, agriculture,
In the field of fermentation engineering and the like, many techniques using this genetic engineering have been developed. For example, gene diagnosis and gene therapy in the medical field are typical examples.

【0004】ここで遺伝子診断について述べる。現在用
いられている手法として、次のような手法がある。すな
わち、(1)検出したい遺伝子の塩基配列の一部に相補
的な塩基配列を持つ短いポリヌクレオチドである「プロ
ーブ」に対して、例えばビオチン等による化学修飾やフ
ルオレッセイン等による蛍光標識を行ない、例えば、蛍
光発光イン・サイチュー・ハイブリッド形成法(FIS
H法、堀ら、ラボマニュアルヒトゲノムマッピング、丸
善、1991年発行)や、サザン・ブロット法(市野、
細胞工学実験プロトコール、秀潤社、1992年発行)
やノザン・ブロット法(市野、細胞工学実験プロトコー
ル、秀潤社、1992年発行)等により検出を行なう方
法。(2)検出したい遺伝子の上流側と下流側の塩基配
列に対してのプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応
法[PCR法、サイキら、サイエンス(Scienc
e)、第239巻、第487〜491頁(1988
年)]により該遺伝子の塩基配列を増幅し、電気泳動を
行うことにより検出を行なう方法。
[0004] Here, genetic diagnosis will be described. The following methods are currently used. That is, (1) a "probe" which is a short polynucleotide having a base sequence complementary to a part of the base sequence of a gene to be detected is chemically modified with biotin or the like or fluorescently labeled with fluorescein or the like. For example, a fluorescence emission in situ hybridization method (FIS)
H method, Hori et al., Laboratory Manual Human Genome Mapping, Maruzen, 1991), Southern Blot method (Ichino,
Cell Engineering Experiment Protocol, Shujunsha, 1992)
And Northern Blot method (Ichino, Cell Engineering Experiment Protocol, Shujunsha, published in 1992) and the like. (2) Polymerase chain reaction method using primers for the upstream and downstream nucleotide sequences of the gene to be detected [PCR method, Siki et al., Science
e), 239, 487-491 (1988
Year)] and amplifying the base sequence of the gene and performing electrophoresis for detection.

【0005】これらの手法を用いる遺伝子診断は、塩基
配列が既に決定されているものにしか用いることができ
なかった。つまり、遺伝子診断する前に必ず、検出した
い遺伝子の塩基配列を決定し、作業者がそれを認識して
おく必要があった。
[0005] Genetic diagnosis using these techniques can be used only for those whose base sequence has already been determined. In other words, it is necessary to determine the nucleotide sequence of the gene to be detected and to recognize it before performing the genetic diagnosis.

【0006】そのために、病原体遺伝子の変異が少ない
感染症の遺伝子診断についてはそれほど問題とはならな
いが、例えば、ヒト免疫不全ウィルス(以下、「HI
V」と略称)のような変異の多いウィルスによる感染症
の遺伝子診断については、当該ウイルスに一旦変異が起
これば、もはや変異前のプローブやプライマーは使えな
くなるという問題点があった。塩基配列の決定には、一
般的に、多くの時間と大きなコストが必要であることか
ら、開発したプローブやプライマーが使えなくなること
は、大きな損失を招いた。
[0006] For this reason, genetic diagnosis of infectious diseases in which the pathogen gene mutation is small is not so problematic. For example, human immunodeficiency virus (hereinafter referred to as "HI
V) (abbreviation), there is a problem that once a mutation occurs in the virus, the probe or primer before the mutation can no longer be used. Since determination of the base sequence generally requires a lot of time and a large cost, the inability to use the developed probe or primer causes a great loss.

【0007】従って、ハイブリッド形成能力に多様性の
あるプローブやプライマーを開発して遺伝子の変異にも
充分対応できるようにすることが熱望されてはいるもの
の、残念ながら、従来の技術で合成されるポリヌクレオ
チドの塩基配列は、共存させた鋳型により一義的に決定
されることから、さまざまな塩基配列を有するポリヌク
レオチドの分子団を同時に生産すること(すなわち、多
様性を持つDNAプローブライブラリー、RNAプロー
ブライブラリーを生産すること)は原理上、不可能であ
った。
[0007] Therefore, although it is desired to develop probes and primers having a variety of hybridization ability to sufficiently cope with gene mutation, unfortunately, they are synthesized by conventional techniques. Since the nucleotide sequence of a polynucleotide is uniquely determined by a coexisting template, it is necessary to simultaneously produce molecular groups of polynucleotides having various nucleotide sequences (that is, a DNA probe library having diversity, RNA Producing a probe library) was not possible in principle.

【0008】以下、さらに説明を加える。すなわち、D
NAはいうまでもなく、D−デオキシリボースの糖成分
とアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、
チシン(T)の塩基成分を持つヌクレオチドがホスホジ
エステル結合で一本の鎖状重合体を形成したポリヌクレ
オチドであり、このDNAの生合成は、dATP、dG
TP、dCTP、dTTPという4種類のヌクレオチド
三燐酸を基質として、DNAやRNAの鋳型依存的(鋳
型相補的)にDNAポリメラーゼや逆転写酵素(同順)
により行われていた。また、これらの反応には必ず前も
って鋳型の一部に相補的に結合したオリゴヌクレオチド
である「プライマー」が必要であった。そして、従来の
方法により合成されるDNAは、前述したように、用い
る鋳型により機械的にその塩基配列が決定されることに
なり、さまざまな塩基配列を持つ(多様性のある)DN
Aプローブライブラリーを一度に得ることは到底できな
かった。
Hereinafter, further explanation will be given. That is, D
Not to mention NA, the sugar component of D-deoxyribose and adenine (A), guanine (G), cytosine (C),
A nucleotide having a base component of tisine (T) is a polynucleotide in which a single linear polymer is formed by a phosphodiester bond, and the biosynthesis of this DNA is performed by dATP, dG
DNA polymerase and reverse transcriptase (in the same order) in a template-dependent (template-complementary) manner for DNA and RNA using four types of nucleotide triphosphates, TP, dCTP and dTTP, as substrates.
It was done by. In addition, these reactions always required a "primer" which was an oligonucleotide that was complementary to a part of the template in advance. As described above, the base sequence of a DNA synthesized by a conventional method is mechanically determined by a template to be used.
A probe library could never be obtained at one time.

【0009】RNAについても同様である。すなわち、
RNAは、D−リボースの糖成分とアデニン(A)、グ
アニン(G)、シトシン(C)及びウラシル(U)等の
塩基成分を持つヌクレオチドが、ホスホジエステル結合
で一本の鎖状重合体を形成したポリヌクレオチドであ
り、このRNAの生合成は、ATP、GTP、CTP、
UTP等のヌクレオチド三燐酸を基質としてDNAまた
はRNA依存的にRNAポリメラーゼにより行われる。
その反応産物はメッセンジャーRNA(mRNA)、ト
ランスファーRNA(tRNA)、リボゾームRNA
(rRNA)等であるが、いずれもDNAまたはRNA
の鋳型を前もって必要とし、その反応産物は鋳型に相補
的なRNAしか得られなかった。つまり、蛋白質のみの
情報に依存し、配列に多様性を持つRNAを合成するこ
とは不可能であった。従って、多様性のあるRNAプロ
ーブライブラリーを一度に得ることは、従来の技術では
不可能であった。
The same applies to RNA. That is,
In RNA, nucleotides having a sugar component of D-ribose and a base component such as adenine (A), guanine (G), cytosine (C) and uracil (U) form a single linear polymer by a phosphodiester bond. The formed polynucleotide, the biosynthesis of this RNA, ATP, GTP, CTP,
It is carried out by RNA polymerase in a DNA or RNA-dependent manner using a nucleotide triphosphate such as UTP as a substrate.
The reaction products are messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), ribosomal RNA
(RRNA) etc., all of which are DNA or RNA
The template was required in advance, and the reaction product was only RNA complementary to the template. In other words, it was impossible to synthesize RNA having sequence diversity depending on information of only the protein. Therefore, it was impossible to obtain a diverse RNA probe library at a time by conventional techniques.

【0010】[発明の目的]本発明は上記の実情に鑑み
てなされたものであり、その目的は、例えば、被検出体
であるウイルスが変異を起こした場合でも充分対応でき
る多様性のあるポリヌクレオチドプローブライブラリ
ー、及びその製造方法を提供するところにあり、また、
前記ライブラリーから有用なポリヌクレオチドプローブ
を精製する方法、及び精製されたプローブを提供すると
ころにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is to provide, for example, a variety of polymorphs that can sufficiently cope with a case where a virus to be detected is mutated. In providing a nucleotide probe library, and a method for producing the same,
It is intended to provide a method for purifying a useful polynucleotide probe from the library, and a purified probe.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のプローブ
ライブラリーの製造方法は、鋳型および/またはプライ
マーの不存在下、蛋白質の存在下で、デオキシリボヌク
レオチド類似体を含むデオキシリボヌクレオチドを重合
させることを特徴とする方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a probe library, comprising polymerizing a deoxyribonucleotide containing a deoxyribonucleotide analog in the absence of a template and / or a primer and in the presence of a protein. It is a method characterized by the following.

【0012】請求項2記載のプローブライブラリーの製
造方法は、鋳型および/またはプライマーの不存在下、
蛋白質の存在下で、リボヌクレオチド類似体を含むリボ
ヌクレオチドを重合させることを特徴とする方法であ
る。
[0012] The method for producing a probe library according to claim 2 is a method for producing a probe library in the absence of a template and / or a primer.
A method characterized by polymerizing a ribonucleotide containing a ribonucleotide analog in the presence of a protein.

【0013】請求項3記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項1または2記載の方法において、前記
蛋白質が耐熱性DNAポリメラーゼであることを特徴と
する方法である。
[0013] A method for producing a probe library according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein the protein is a thermostable DNA polymerase.

【0014】請求項4記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項3記載の方法において、前記耐熱性D
NAポリメラーゼがセルモコッカス属、セルマス属に属
する細菌のDNAポリメラーゼよりなる群から選ばれた
少なくとも1種であることを特徴とする方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a probe library according to the third aspect, the heat-resistant D
The method is characterized in that the NA polymerase is at least one selected from the group consisting of bacterial DNA polymerases belonging to the genus Sermococcus and the genus Serumus.

【0015】請求項5記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法にお
いて、前記した重合を約20〜90℃の温度下で行なう
ことを特徴とする方法である。
[0015] A method for producing a probe library according to a fifth aspect is characterized in that, in the method according to any one of the first to fourth aspects, the polymerization is carried out at a temperature of about 20 to 90 ° C. Is the way.

【0016】請求項6記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法にお
いて、前記した重合を中性〜弱アルカリ性(pH約7〜
10)の条件下で行なうことを特徴とする方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a probe library according to any one of the first to fifth aspects, wherein the polymerization is carried out under neutral to weak alkaline conditions (pH of about 7 to about 5).
A method characterized in that the method is performed under the condition of 10).

【0017】請求項7記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項1記載の方法において、前記デオキシ
リボヌクレオチド類似体が少なくともその塩基が異なる
類似体であることを特徴とする方法である。
The method for producing a probe library according to claim 7 is the method according to claim 1, wherein the deoxyribonucleotide analog is an analog having at least a different base.

【0018】請求項8記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項7記載の方法において、前記デオキシ
リボヌクレオチド類似体が、1,N−エセノデオキシ
アデノシン−5′−三燐酸、フルオレセイン修飾デオキ
シウリジン−5′−三燐酸、ビオチン修飾デオキシウリ
ジン−5′−三燐酸、ビオチン修飾デオキシアデノシン
−5′−三燐酸、ジゴキシゲニン修飾デオキシウリジン
−5′−三燐酸、及びジニトロフェニル修飾デオキシウ
リジン−5′−三燐酸からなる群より選ばれた少なくと
も1種であることを特徴とする方法である。
The method for producing a probe library according to claim 8 is the method according to claim 7, wherein the deoxyribonucleotide analog is 1, N 6 -ethenodeoxyadenosine-5'-triphosphate, fluorescein-modified deoxyribonucleotide. Uridine-5'-triphosphate, biotin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, biotin-modified deoxyadenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, and dinitrophenyl-modified deoxyuridine-5 ' -At least one selected from the group consisting of triphosphoric acid.

【0019】請求項9記載のプローブライブラリーの製
造方法は、請求項2記載の方法において、前記リボヌク
レオチド類似体が、少なくともその塩基が異なる類似体
であることを特徴とする方法である。
A method for producing a probe library according to claim 9 is the method according to claim 2, wherein the ribonucleotide analog is an analog having at least a different base.

【0020】請求項10記載のプローブライブラリーの
製造方法は、請求項9記載の方法において、前記リボヌ
クレオチド類似体が1,N−エセノアデノシン−5′
−三燐酸、フルオレセイン修飾ウリジン−5′−三燐
酸、ビオチン修飾ウリジン−5′−三燐酸、ビオチン修
飾アデノシン−5′−三燐酸、ジゴキシゲニン修飾ウリ
ジン−5′−三燐酸、及びジニトロフェニル修飾ウリジ
ン−5′−三燐酸からなる群より選ばれた少なくとも1
種であることを特徴とする方法である。
[0020] The method for producing a probe library according to claim 10 is the method according to claim 9, wherein the ribonucleotide analog is 1, N 6 -ethenoadenosine-5 '.
Triphosphate, fluorescein-modified uridine-5'-triphosphate, biotin-modified uridine-5'-triphosphate, biotin-modified adenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified uridine-5'-triphosphate, and dinitrophenyl-modified uridine At least one selected from the group consisting of 5'-triphosphoric acid
A method characterized by being a seed.

【0021】請求項11記載のプローブライブラリー
は、請求項1〜10のいずれか1項記載の製造方法によ
り得られたものである。
[0021] The probe library according to the eleventh aspect is obtained by the production method according to any one of the first to tenth aspects.

【0022】請求項12記載のプローブの精製方法は、
請求項11記載のプローブライブラリーから他のDNA
またはRNAとハイブリッドを形成する能力を有するプ
ローブを精製する方法であって、前記した他のDNAま
たはRNAをリガンドとして共有結合したアフィニティ
ークロマトグラフィーを用いることにより行なわれる方
法である。
[0022] The method for purifying a probe according to claim 12 is as follows:
Other DNA from the probe library according to claim 11.
Alternatively, a method for purifying a probe capable of forming a hybrid with RNA, which is performed by using affinity chromatography in which another DNA or RNA is covalently bound as a ligand.

【0023】請求項13記載のプローブの精製方法は、
請求項12記載の方法において、他のDNAまたはRN
Aがウイルス由来であることを特徴とする方法である。
[0023] The method for purifying a probe according to claim 13 is as follows:
13. The method according to claim 12, wherein the other DNA or RN is used.
A is a method characterized in that A is derived from a virus.

【0024】請求項14記載のプローブの精製方法は、
請求項13記載の方法において、前記ウィルスがヒト免
疫不全ウィルスであることを特徴とする方法である。
[0024] The method for purifying a probe according to claim 14 is as follows:
14. The method of claim 13, wherein the virus is a human immunodeficiency virus.

【0025】請求項15記載のプローブは、請求項12
〜14のいずれか1項記載の方法により精製されてな
る、他のDNAまたはRNAとハイブリッドを形成する
能力を有するものである。
The probe according to claim 15 is the probe according to claim 12
15. It has the ability to form a hybrid with another DNA or RNA, which is purified by the method according to any one of the above items 14 to 14.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明者等は、核酸塩基類似体を
含むポリヌクレオチド合成の研究において種々の発見を
した。すなわち、鋳型およびプライマーが存在しない反
応系において、蛋白質、例えば耐熱性DNAポリメラー
ゼ、具体的には、セルモコッカス・リトラリス(The
rmococcus litralis)のDNAポリ
メラーゼ(商品名:Vent(ベント) DNAポリメ
ラーゼ、ニューイングランド・バイオレイブス、以下、
Tli DNA ポリメラーゼ」と略称)をpH約7
または10以下の弱アルカリ性条件下で、DNA合成の
場合にはデオキシリボヌクレオチド三燐酸(dATP、
dCTP、dGTP、dTTP)と核酸類似体とを基質
として、またRNA合成の場合にはリボヌクレオチド三
燐酸(ATP、CTP、GTP、UTP)と核酸類似体
とを基質として、ポリメラーゼが失活しない約20℃以
上の昇温下で1時間以上反応させることにより、鋳型お
よびプライマーが存在しない反応系でも核酸類似体を含
むDNA(以下、「NTPA−DNA」と略称)あるい
はRNA(以下、「NTPA−RNA」と略称)を合成
することができることを見い出した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors have made various discoveries in the study of the synthesis of polynucleotides containing nucleobase analogs. That is, in a reaction system in which a template and a primer are not present, a protein, for example, a thermostable DNA polymerase, specifically, Sermococcus litoralis ( The The
romococus litralis ) DNA polymerase (trade name: Vent (Vent) DNA polymerase, New England Bio-Raves, hereinafter)
" Tli DNA polymerase") at pH 7
Or, in the case of DNA synthesis under weak alkaline conditions of 10 or less, deoxyribonucleotide triphosphate (dATP,
dCTP, dGTP, dTTP) and nucleic acid analogs as substrates, or in the case of RNA synthesis, ribonucleotide triphosphates (ATP, CTP, GTP, UTP) and nucleic acid analogs as substrates and the polymerase is not inactivated. By reacting at an elevated temperature of 20 ° C. or more for 1 hour or more, DNA (hereinafter abbreviated as “NTPA-DNA”) or RNA (hereinafter “NTPA-DNA”) containing a nucleic acid analog even in a reaction system in which a template and a primer are not present. RNA "(abbreviated as" RNA ").

【0027】本発明により合成された「NTPA−DN
A、又はNTPA−RNA」、すなわち「NTPA−ポ
リヌクレオチド」には、様々な塩基配列を持つポリヌク
レオチドが多数含まれている。これにより、前記NTP
A−ポリヌクレオチドは、そのハイブリダイズ形成能力
に富んでいるといえる。つまり、ハイブリダイズに多様
性を有しているといえる。このようなNTPA−ポリヌ
クレオチドを用いることにより、例えばある種のウイル
スの検出を行なう場合、その操作を簡便にし得、所要時
間を飛躍的に短くすることができる。すなわち、従来、
あるウイルス感染細胞から、疑いのあるウイルスを検出
する場合は、まずそのウイルスのDNAまたはRNAの
塩基配列を決定するところから始まった。この塩基配列
の決定には、煩雑な作業と多くのコストが掛かるが、め
でたく塩基配列が決定されると、次にこれにハイブリダ
イズするDNAプローブを作成し、そして、このDNA
プローブを用いたウイルスの検出が行なわれた。
The “NTPA-DN” synthesized according to the present invention
"A or NTPA-RNA", that is, "NTPA-polynucleotide" includes a large number of polynucleotides having various base sequences. Thereby, the NTP
It can be said that A-polynucleotide is rich in its hybridization forming ability. In other words, it can be said that hybridization has diversity. By using such an NTPA-polynucleotide, for example, when detecting a certain kind of virus, the operation can be simplified and the required time can be drastically shortened. That is,
When a suspected virus is detected from a virus-infected cell, the DNA or RNA base sequence of the virus is first determined. Determining the nucleotide sequence requires a complicated operation and a lot of cost, but once the nucleotide sequence has been determined, a DNA probe that hybridizes to the nucleotide sequence is prepared.
Virus detection was performed using the probe.

【0028】しかし、本発明のNTPA−ポリヌクレオ
チドを用いることにより、疑いのあるウイルスのRNA
の塩基配列を予め決定しておく必要はなくなる。例え
ば、アフィニティークロマトグラフィーを用いる場合、
担体として当該ウイルスRNAをリガンドとして共有結
合させたアフィニティークロマトグラフィー担体を使用
し、これに対してNTPA−ポリヌクレオチドを流す。
NTPA−ポリヌクレオチド中に、前記ウイルスRNA
とハイブリダイズするポリヌクレオチドプローブが含ま
れていれば、この時点で両者は結合する(ハイブリダイ
ズする)。その後、二次的にポリヌクレオチド溶出緩衝
液を流すことにより、それまでハイブリダイズしていた
ポリヌクレオチドプローブが溶出され回収できる。そし
て、この回収されたポリヌクレオチドプローブは、当然
のことながら当該ウイルスRNAまたはDNA及びウイ
ルスに感染した細胞の染色体に導入されたウイルス由来
のDNAとハイブリダイズする筈であるから、前記ウイ
ルス検出用プローブとして使用可能となるわけである。
However, by using the NTPA-polynucleotide of the present invention, the RNA of the suspected virus
Need not be determined in advance. For example, when using affinity chromatography,
An affinity chromatography carrier to which the virus RNA is covalently bound as a ligand is used as a carrier, and an NTPA-polynucleotide is flowed on the carrier.
In the NTPA-polynucleotide, the viral RNA
If a polynucleotide probe that hybridizes with is contained, both bind at this point (hybridize). Thereafter, by passing a polynucleotide elution buffer solution secondarily, the polynucleotide probe which has hybridized up to that time can be eluted and collected. The recovered polynucleotide probe should, of course, hybridize with the virus RNA or DNA and the DNA derived from the virus introduced into the chromosome of the cell infected with the virus. It can be used as

【0029】このように、本発明によれば、従来のよう
に検出すべきウイルスRNAまたはDNAの塩基配列を
予め決定し作業者がそれを認識しておく必要はないの
で、その分、当該ウイルスの検出が簡便になり、しかも
処理時間が飛躍的に短縮化される。
As described above, according to the present invention, there is no need to previously determine the base sequence of the virus RNA or DNA to be detected and to recognize the base sequence by the operator, as in the prior art. Detection is simplified and the processing time is drastically reduced.

【0030】ウイルス検出の所要時間の短縮化は、他の
生化学物質(例えば、酵素やホルモンなど)検出の処理
時間の短縮化と比べ、その意義において大きく異なり、
その効果は絶大である。というのは、ウイルスの場合、
“突然変異”、すなわちその塩基配列が変化する現象が
多々みられ、そのことからすれば、ウイルスの検出は1
分でも速い方がよく、むやみに時間をかけることが許さ
れないからである。
The reduction in the time required for virus detection is significantly different from the reduction in the processing time for the detection of other biochemicals (for example, enzymes and hormones).
The effect is enormous. Because in the case of a virus,
There are many "mutations", that is, changes in the base sequence, indicating that the detection of the virus is 1
Because it is better to be quick in minutes and it is not permissible to spend time unnecessarily.

【0031】本発明で使用し得る核酸類似体(特定のD
NAあるいはRNAの検出や定量、あるいは各種DNA
間、各種RNA間の類縁性などを判断するために用いら
れるDNAプローブやRNAプローブを提供するため、
DNAあるいはRNAに標識性を付与する目的で用いら
れる核酸の類似体)としては特に限定はなく、DNAプ
ローブライブラリー製造の場合には、例えば、1,N
−エセノデオキシアデノシン−5′−三燐酸、蛍光標識
デオキシリボヌクレオチド三燐酸、化学修飾デオキシリ
ボヌクレオチド三燐酸等(より具体的には、1,N
エセノデオキシアデノシン−5′−三燐酸、フルオレセ
イン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸、ビオチン修
飾デオキシウリジン−5′−三燐酸、ビオチン修飾デオ
キシアデノシン−5′−三燐酸、ジゴキシゲニン修飾デ
オキシウリジン−5′−三燐酸、及びジニトロフェニル
修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸等)が挙げられ
る。また、RNAプローブライブラリー製造の場合に
は、例えば、1,N−エセノアデノシン−5′−三燐
酸、蛍光標識リボヌクレオチド三燐酸、化学修飾リボヌ
クレオチド三燐酸等(より具体的には、1,N−エセ
ノアデノシン−5′−三燐酸、フルオレセイン修飾ウリ
ジン−5′−三燐酸、ビオチン修飾ウリジン−5′−三
燐酸、ビオチン修飾アデノシン−5′−三燐酸、ジゴキ
シゲニン修飾ウリジン−5′−三燐酸、及びジニトロフ
ェニル修飾ウリジン−5′−三燐酸等)が挙げられる。
これら核酸類似体は塩基の部分に指標物質が結合して標
識性を獲得してさえいれば充分であるが(プローブとし
て充分機能するが)、塩基が異なっていることのみなら
ず、これに加え、さらにペントースも相違している類似
体(例えば、下記[化1]に示すように、リボース(a
参照)の代わりにアラビノース(b参照)やキシロース
(c参照)等を含むヌクレオチド類似体、あるいは5員
環を構成するO(酸素)がS(硫黄)に入れ換わったも
の(d参照)等の類似体)および/または燐酸基も相違
している類似体(例えば、下記[化2]に示すように、
P(燐)と結合するO(酸素)がS(硫黄)あるいはそ
の他の原子に入れ換わった類似体)の使用も本発明を妨
げるものではない(なお、[化2]では塩基としてアデ
ノシンを例示したがこれに限らず、グアニン、シトシン
の場合も有効)。
The nucleic acid analogs (specific D
Detection or quantification of NA or RNA, or various DNA
To provide DNA probes and RNA probes used to determine the affinity between various RNAs, etc.
The analog of the nucleic acid used for imparting the labeling property to DNA or RNA is not particularly limited, and in the case of producing a DNA probe library, for example, 1, N 6
- Essey Bruno deoxyadenosine-5'-triphosphate, fluorescent-labeled deoxyribonucleotide triphosphates, chemically modified deoxyribonucleotide triphosphates such (more specifically, 1, N 6 -
Ethenodeoxyadenosine-5'-triphosphate, fluorescein-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, biotin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, biotin-modified deoxyadenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified deoxyuridine-5 '-Triphosphate, and dinitrophenyl-modified deoxyuridine-5'-triphosphate and the like. In the case of producing an RNA probe library, for example, 1, N 6 -ethenoadenosine-5′-triphosphate, fluorescently labeled ribonucleotide triphosphate, chemically modified ribonucleotide triphosphate, and the like (more specifically, 1, N 6 - Essey Bruno adenosine-5'-triphosphate, fluorescein modified uridine-5'-triphosphate, biotin-modified uridine-5'-triphosphate, biotin-modified 5'-triphosphate, digoxigenin-modified uridine -5 '-Triphosphate, and dinitrophenyl-modified uridine-5'-triphosphate and the like.
It is sufficient for these nucleic acid analogs only to acquire the labeling property by the binding of the indicator substance to the base portion (although it functions sufficiently as a probe). And an analog having a different pentose (for example, as shown in [Formula 1] below, ribose (a
Nucleotide analogs containing arabinose (see b) and xylose (see c) in place of S (sulfur) (see FIG. 4d), in which O (oxygen) constituting the 5-membered ring is replaced by S (sulfur). Analogs) and / or analogs that also have different phosphate groups (eg, as shown in
Use of an analog in which O (oxygen) bonded to P (phosphorus) is replaced by S (sulfur) or another atom does not disturb the present invention (in addition, adenosine is exemplified as a base in [Chemical Formula 2]). However, the present invention is not limited to this, and is effective for guanine and cytosine).

【0032】[0032]

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image .

【0033】これらの類似体は、1種を単独で使用して
も良いし、2種以上を併用することもできる。類似体の
配合割合には特に限定はないが、デオキシリボヌクレオ
チドあるいはリボヌクレオチド全量100に対し、1以
上(モル比)であることが好ましい。(デオキシ)リボ
ヌクレオチド全量100に対する類似体の配合割合が1
未満の場合には、NTPA−ポリヌクレオチドの標識効
率の低下によりプローブとして使用できなくなるという
問題が生じる可能性がある。
One of these analogs may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The mixing ratio of the analog is not particularly limited, but is preferably 1 or more (molar ratio) based on 100 of the total amount of deoxyribonucleotides or ribonucleotides. The mixing ratio of the analog to the total amount of (deoxy) ribonucleotide 100 is 1
If the ratio is less than the above, there is a possibility that a problem that the labeling efficiency of the NTPA-polynucleotide is lowered and the probe cannot be used as a probe may occur.

【0034】なお、デオキシリボヌクレオチド類似体を
含有するデオキシリボヌクレオチドの重合時に、1−
(2′−デオキシリボフラノシル)−3−ニトロピロー
ル、1−(2′−デオキシリボフラノシル)−ニトロイ
ンドールを配合すること、及びリボヌクレオチド類似体
を含有するリボヌクレオチドの重合時に、1−(2′−
リボフラノシル)−3−ニトロピロール、1−(2′−
リボフラノシル)−ニトロインドールを配合することも
本発明の範疇である。プローブ合成時において、上記し
た化合物(以下、「多様化剤」という)を(デオキシ)
リボヌクレオチド類似体および(デオキシ)リボヌクレ
オチドと一緒に反応系中に配合することにより、合成さ
れるプローブ分子内に前記多様化剤が導入される(つま
り、NTPA−ポリヌクレオチド分子内に前記多様化剤
が取り込まれる)。多様化剤が取り込まれると、NTP
A−ポリヌクレオチドは配列特異性が低下し、これによ
り、プローブの多様性が通常より増加する。ある遺
伝子に対してスクリーニングしたプローブが該遺伝子の
変異型に付いてもそのまま利用できる(例えば、あるH
IV−1についてスクリーニングしたプローブが、変異
したHIV−1についてもそのまま利用できる)。この
ことより、通常以上に多様性を持ったプローブライブラ
リーを提供できることに加え、特定遺伝子以外の変異型
についても利用できるプローブを提供することができ
る。
In the polymerization of deoxyribonucleotides containing a deoxyribonucleotide analog, 1-
Formulation of (2'-deoxyribofuranosyl) -3-nitropyrrole, 1- (2'-deoxyribofuranosyl) -nitroindole, and polymerization of ribonucleotides containing ribonucleotide analogs resulted in 1- (2 '-
Ribofuranosyl) -3-nitropyrrole, 1- (2'-
The formulation of (ribofuranosyl) -nitroindole is also within the scope of the present invention. At the time of probe synthesis, the above compound (hereinafter referred to as “diversifying agent”) is replaced with (deoxy)
The diversification agent is introduced into the probe molecule to be synthesized by being incorporated into the reaction system together with the ribonucleotide analog and the (deoxy) ribonucleotide (that is, the diversification within the NTPA-polynucleotide molecule). Agent is incorporated). Once the diversification agent is incorporated, NTP
A-polynucleotides have reduced sequence specificity, which increases the diversity of the probe more than usual. Even if a probe screened for a certain gene is attached to a mutant form of the gene, it can be used as it is (for example, a certain H
Probes screened for IV-1 can also be used directly for mutated HIV-1). Accordingly, in addition to providing a probe library having more diversity than usual, it is possible to provide a probe that can be used for a mutant other than a specific gene.

【0035】なお、前記した多様化剤を用いる場合のそ
の添加量としては、デオキシリボヌクレオチドあるいは
リボヌクレオチド全量100に対し、5〜80(モル
比)であることが好ましい。多様化剤の添加量が80を
超える場合は、プローブ自身の特異性が低下し過ぎてノ
イズが増え、偽陽性となる可能性がアップし、また5未
満の場合は、配列特異性がそれほど低下せず、上記した
及びの効果が得られにくくなる。
When the above-mentioned diversifying agent is used, the addition amount thereof is preferably 5 to 80 (molar ratio) based on 100 of the total amount of deoxyribonucleotides or ribonucleotides. When the addition amount of the diversifying agent exceeds 80, the specificity of the probe itself is excessively reduced and noise increases, and the possibility of false positive increases, and when it is less than 5, the sequence specificity decreases so much. Without the above, the above-mentioned effects are hardly obtained.

【0036】DNAポリメラーゼは約20℃以上、好ま
しくは約60℃以上、さらに好ましくは約70℃以上の
温度でも失活しないものが好ましい。その例としては、
上掲したセルモコッカス・リトラリス(Thermoc
occus litoralis)等のセルモコッカス
属以外に、セルマス・アクアティクス(Thermus
aquaticus)、同セルモフィルス(th
ermophilus)などのセルマス属に属する細菌
のDNAポリメラーゼが挙げられる。
It is preferable that the DNA polymerase does not inactivate even at a temperature of about 20 ° C. or more, preferably about 60 ° C. or more, and more preferably about 70 ° C. or more. For example,
Sermococcus litoralis listed above ( Thermoc
occus litoralis ) and other species of the genus Sermococcus, such as Cellus aquaticus ( Thermus)
aquaticus ), the same as Sermophilus ( T. th .
and DNA polymerases of bacteria belonging to the genus Cellmas, such as E. thermophilus .

【0037】上記DNAポリメラーゼは1種を単独で使
用してもよいし、2種以上(2種、3種、……)を併用
した混合系として用いることもできる。DNAポリメラ
ーゼを2種以上併用してデオキシリボヌクレオチド、あ
るいはリボヌクレオチドを重合する場合は、1種単独で
重合する場合と比べ、一度に合成されるポリヌクレオチ
ドがさらに多様化し(すなわち、塩基配列がより様々な
ポリヌクレオチドライブラリーが得られ)、ポリヌクレ
オチドプローブとなり得るポリヌクレオチドの含有率が
高くなる。この場合、同属の異なる細菌のDNAポリメ
ラーゼの併用でもよいし、異なる属の細菌のDNAポリ
メラーゼでもよい。
One of the above DNA polymerases may be used alone, or a mixture of two or more (two, three,...) May be used. When two or more DNA polymerases are used in combination to polymerize deoxyribonucleotides or ribonucleotides, the polynucleotide synthesized at one time is more diversified (that is, the base sequence is more variable) than when one type is used alone. As a result, the content of the polynucleotide which can be a polynucleotide probe is increased. In this case, DNA polymerases of different bacteria belonging to the same genus may be used in combination, or DNA polymerases of bacteria belonging to different genus may be used.

【0038】デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌク
レオチド(いずれも類似体を含む)とDNAポリメラー
ゼとの反応における反応温度と時間は、DNAポリメラ
ーゼが失活しない範囲で選ぶことができ、約20℃以上
でポリメラーゼ活性を示す範囲の温度条件下で反応させ
ることにより、反応を速やかに進行させることができ
る。たとえば、74℃で数時間反応させてもよく、また
通常のPCR反応の条件、たとえば、(1)95℃で1
分間保持、(2)45℃で2分間保持、(3)74℃で
3分間保持のサイクルを反復してもよい。反応は初期に
若干の遅延時間を経たのち開始され、やがて最大速度に
達する。本発明の方法により合成されるポリヌクレオチ
ドは鋳型やプライマーとなるべきDNAやRNAに依存
せず、反応系に存在するDNAポリメラーゼの情報に依
存して合成されると考えられる。
The reaction temperature and time in the reaction of deoxyribonucleotide or ribonucleotide (both containing analogs) with DNA polymerase can be selected within a range that does not inactivate the DNA polymerase. By reacting under the temperature conditions in the range shown, the reaction can proceed promptly. For example, the reaction may be carried out at 74 ° C. for several hours.
A cycle of holding for 2 minutes, (2) holding for 2 minutes at 45 ° C., and (3) holding for 3 minutes at 74 ° C. may be repeated. The reaction is initiated after a short lag time initially and eventually reaches a maximum rate. It is considered that the polynucleotide synthesized by the method of the present invention does not depend on DNA or RNA to be used as a template or primer, but is synthesized depending on information of DNA polymerase present in the reaction system.

【0039】なお、DNAポリメラーゼを用いた(デオ
キシ)リボヌクレオチドの重合において、反応温度が2
0℃未満の場合には反応速度が低下し、また90℃を超
える場合には酵素の安定性が低下するので好ましくな
い。また、pH約7または10以下の弱アルカリ性条件
から外れる条件、すなわち酸性下条件及び強アルカリ性
条件下でも反応速度が低下するのでやはり好ましくな
い。上記の反応温度、及び反応系の液性(pH)に関し
ては、蛋白質の反応特性に依存する(Kong,H.
al.,BiolChem.268,196
5−1975(1993)参照)。
In the polymerization of (deoxy) ribonucleotide using DNA polymerase, the reaction temperature was 2
If the temperature is lower than 0 ° C., the reaction rate is reduced, and if it is higher than 90 ° C., the stability of the enzyme is lowered, which is not preferable. In addition, the reaction rate is lowered even under conditions deviating from weak alkaline conditions having a pH of about 7 or 10 or less, that is, under acidic conditions and strong alkaline conditions. The above reaction temperature and reaction system of a liquid with respect to (pH) will depend on the reaction characteristics of the protein (Kong, H. E
t . al . , J. Biol . Chem . 268,196
5-1975 (1993)).

【0040】合成されたNTPA−ポリヌクレオチド
は、前述したように、遺伝子診断用のプローブライブラ
リーを提供する。遺伝子診断の例としてHIV感染を検
出するプローブを該プローブライブラリーよりスクリー
ニングし、該プローブを用いてHIV感染の診断を行な
う。スクリーニングの手法としては、親和性(アフィニ
ティー)クロマトグラフィーを用いる。まず、HIV
RNAを適当なクロマトグラフィー担体、例えば、CN
Br−活性化セファロース4B(ファルマシア社製)等
の担体に共有結合し、HIV RNAアフィニティーカ
ラムを作製し、液体クロマトグラフィーを行う。クロマ
トグラフィーの条件としては、中性から弱アルカリ性p
H約6〜約9までの高塩濃度の緩衝液にてカラムを平衡
化し、これにNTPA−ポリヌクレオチドを供し、HI
V RNAとハイブリッド形成させる。次に、HIV
RNAとハイブリッド形成したNTPA−ポリヌクレオ
チドを溶出、回収するために、緩衝液を高濃度ホルムア
ミドを含む中性から弱アルカリ性(pH約6〜約9ま
で)にする。このとき溶出されてくるポリヌクレオチド
を検出するためには一般的にポリヌクレオチドの検出に
用いられる波長約260nmの紫外線吸収の測定を行
う。かくして、NTPA−ポリヌクレオチドよりHIV
感染を検出できるプローブを分離することができ、この
アフィニティークロマトグラフィーに用いるRNAやD
NAを変えることにより、多様なプローブをスクリーニ
ングすることができる。例えば、インフルエンザウイル
スやC型肝炎ウィルス(以下、「HCV」と略称)やD
型肝炎ウィルス(以下、「HDV」と略称)等のウイル
スRNAやcDNA、あるいは細胞の腫瘍化に深く関与
している癌遺伝子や成長因子のmRNAやcDNA等や
セントロメア等に存在している繰返し配列を持つDNA
等のアフィニティーカラムを用いればそれぞれに対応す
るプローブをスクリーニングすることができる。
As described above, the synthesized NTPA-polynucleotide provides a probe library for genetic diagnosis. As an example of genetic diagnosis, a probe for detecting HIV infection is screened from the probe library, and HIV infection is diagnosed using the probe. As a screening technique, affinity chromatography is used. First, HIV
The RNA is transferred to a suitable chromatographic carrier, for example, CN.
It is covalently bonded to a carrier such as Br-activated Sepharose 4B (Pharmacia) to prepare an HIV RNA affinity column, and liquid chromatography is performed. Chromatography conditions are neutral to slightly alkaline p.
The column is equilibrated with a buffer having a high salt concentration from about 6 to about 9 H, and the NTPA-polynucleotide is provided thereto.
Hybridize with V RNA. Next, HIV
To elute and recover the NTPA-polynucleotide hybridized to the RNA, the buffer is made neutral to slightly alkaline (high pH from about 6 to about 9) with high formamide concentration. At this time, in order to detect the eluted polynucleotide, ultraviolet absorption having a wavelength of about 260 nm, which is generally used for detecting the polynucleotide, is measured. Thus, HIV can be better than NTPA-polynucleotide.
A probe capable of detecting infection can be separated, and RNA or D used for the affinity chromatography can be separated.
By changing the NA, various probes can be screened. For example, influenza virus, hepatitis C virus (hereinafter abbreviated as "HCV"), D
Viral RNAs and cDNAs such as hepatitis hepatitis virus (hereinafter abbreviated as “HDV”), or mRNAs and cDNAs of oncogenes and growth factors that are deeply involved in tumorigenesis of cells, repetitive sequences present in centromeres, etc. DNA with
If an affinity column such as that described above is used, the corresponding probe can be screened.

【0041】プローブのスクリーニングが終了すると、
次に実際の遺伝子診断の例として、FISH法を用いて
HIV感染の検出を行なう。まず、CD4発現HeL
a細胞(以下、「HeLa CD4細胞」と略称)に
HIV−1を感染させたものと感染させないものを公知
の方法により染色体標本(スライド標本)を作製する。
このスライド標本にHIV−1検出プローブとして、前
述の蛍光標識したプローブかまたは化学標識したプロー
ブを加え標本のDNAと公知の手法によりハイブリッド
を形成させる。蛍光標識したプローブとハイブリッド形
成させた標本はそのまま蛍光顕微鏡で観察する。また、
化学標識したプローブとハイブリッドを形成させた標本
は、例えば、ビオチン標識ならばアビジン−FITCや
アビジン−ローダミン等のビオチンに結合できる物質に
前もって蛍光色素を共有結合したもの、フルオレセイン
標識ならば抗フルオレセイン−FITCや抗フルオレセ
イン−ローダミン等のフルオレセインに結合できる物質
に前もって蛍光色素を共有結合したもの、ジゴキシゲニ
ン標識ならば抗ジゴキシゲニン−FITCや抗ジゴキシ
ゲニン−ローダミン等のジゴキシゲニンに結合できる物
質に前もって蛍光色素を共有結合したもの、ジニトロフ
ェニル標識ならば抗ジニトロフェニル−FITCや抗ジ
ニトロフェニル−ローダミン等のジニトロフェニルに結
合できる物質に前もって蛍光色素を共有結合したもの
や、それぞれの標識化合物に特異的な抗体に前もって蛍
光色素を共有結合したものを用いて蛍光顕微鏡で観察す
る。その結果、HIV−1が感染していない標本では蛍
光シグナルは観察できず、HIV感染細胞からの標本で
は蛍光シグナルが観察できる。なお、ここで用いた方法
は、各種培養細胞はもとよりHIV感染患者の末消血に
も利用できる。
Upon completion of the probe screening,
Next, as an example of actual genetic diagnosis, HIV infection is detected using the FISH method. First, CD4 + expressing HeL
A chromosome specimen (slide specimen) is prepared by a known method from a cell (hereinafter abbreviated as “HeLa CD4 + cell”) infected with HIV-1 and a cell not infected with HIV-1.
The above-mentioned fluorescently-labeled probe or chemically-labeled probe is added to this slide sample as an HIV-1 detection probe, and a hybrid is formed with the DNA of the sample by a known method. The specimen hybridized with the fluorescently labeled probe is directly observed with a fluorescence microscope. Also,
Specimens hybridized with chemically labeled probes include, for example, biotin-labeled avidin-FITC and avidin-rhodamine or other substances capable of binding to biotin and a fluorescent dye previously covalently bound, and fluorescein-labeled anti-fluorescein- Fluorescein, such as FITC or anti-fluorescein-rhodamine, which can bind to fluorescein, and a fluorescent dye covalently bonded in advance, or digoxigenin-labeled, anti-digoxigenin-FITC, anti-digoxigenin, rhodamine, etc. If a dinitrophenyl label is used, a substance capable of binding to dinitrophenyl such as anti-dinitrophenyl-FITC or anti-dinitrophenyl-rhodamine is preliminarily covalently bound with a fluorescent dye. It viewed in a fluorescence microscope using of covalently linked advance fluorescent dye antibodies specific for compounds. As a result, a fluorescent signal cannot be observed in a sample not infected with HIV-1, and a fluorescent signal can be observed in a sample from HIV-infected cells. In addition, the method used here can be used not only for various cultured cells but also for terminal bleeding of HIV-infected patients.

【0042】これらの結果より、NTPA−ポリヌクレ
オチドは遺伝子診断用のプローブを提供できることが確
認される。また、この遺伝子診断はHIVの他、例えば
インフルエンザウイルス、HCV、HDV等のウイルス
感染の検出や細胞の腫瘍化に深く関与している癌遺伝子
の検出にも利用できることから、今回合成された蛍光性
核酸類似体や化学修飾核酸類似体を含む本発明のNTP
A−ポリヌクレオチドは、遺伝子診断用のプローブライ
ブラリーとして機能する。
From these results, it is confirmed that NTPA-polynucleotide can provide a probe for genetic diagnosis. In addition, since this genetic diagnosis can be used for detection of viral infections such as influenza virus, HCV, HDV, etc. in addition to HIV, and for detection of oncogenes that are deeply involved in tumorigenesis of cells, the fluorescence synthesized in this study was used. NTP of the invention comprising nucleic acid analogs and chemically modified nucleic acid analogs
A-polynucleotide functions as a probe library for genetic diagnosis.

【0043】なお、遺伝子診断の方法としては、FIS
H法の他に公知の手法、例えば、サザン・ブロット法や
ノザン・ブロット法等を用いることができる。
As a method of gene diagnosis, FIS
In addition to the H method, a known method such as a Southern blot method or a Northern blot method can be used.

【0044】本発明で用いる耐熱性DNAポリメラーゼ
の製法、あるいはこれをコードする遺伝子の製法として
は今日において公知であり、当業者であれば容易に行う
ことができる。なお、以下に関連公報を列挙する(これ
らによっても得ることができる)。特開平2−6058
5号公報、特公平8−24570号公報(特開平2−4
34号公報)、特開平5−68547号公報、特公平7
−59195号公報(特開平5−130871号公
報)、特開平5−328969号公報、特開平7−51
061号公報、特開平6−339373号公報、特開平
6−7160号公報
The method for producing the thermostable DNA polymerase used in the present invention or the method for producing the gene encoding the same are known today and can be easily carried out by those skilled in the art. In addition, the related gazettes are listed below (these can also be obtained). JP-A-2-6058
No. 5, JP-B-8-24570 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-4)
No. 34), Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-6847, Japanese Patent Publication No.
-59195 (JP-A-5-130871), JP-A-5-328969, JP-A-7-51
061, JP-A-6-339373, JP-A-6-7160

【0045】[0045]

【実施例】以下に実施例の形で本発明をさらに説明する
が、これによって本発明が限定されるものではない。
The present invention will be further described in the following examples, which by no means limit the invention.

【0046】実施例1 (NTPA−DNAの合成(DNAプローブライブラリ
ーの製造))緩衝液A[10mM KCl、10mM
(NHSO、20mM トリス/HCl(pH
8.8)、6mM MgCl、0.1% オクトキシ
ノール(トリトン X−100)(全て最終濃度)]、
及びデオキシリボヌクレオチド三燐酸[dATP、dC
TP、dGTP、dTTP(全て最終濃度200μ
M)]と下記〜のデオキシリボヌクレオチド三燐酸
類似体(:シグマ社製、及び:ベーリンガー・
マンハイム社製、:ギブコ社製、:フナコシ社製)
から各々1つずつを選択したもの(各々最終濃度200
μM)、20単位/ml Tli DNAポリメラーゼ
から構成される反応液100μlを、74℃で3時間反
応させた。
Example 1 Synthesis of NTPA-DNA (Production of DNA Probe Library) Buffer A [10 mM KCl, 10 mM
(NH 4 ) 2 SO 4 , 20 mM Tris / HCl (pH
8.8), 6 mM MgCl 2 , 0.1% octoxynol (Triton X-100) (all final concentrations)],
And deoxyribonucleotide triphosphate [dATP, dC
TP, dGTP, dTTP (final concentration 200μ
M)] and the following deoxyribonucleotide triphosphate analogs (manufactured by Sigma and: Boehringer
Mannheim, Gibco, Funakoshi)
One each selected from each (final concentration 200
μM) and 100 μl of a reaction solution composed of 20 units / ml Tli DNA polymerase were reacted at 74 ° C. for 3 hours.

【0047】1,N−エセノデオキシアデノシン−
5′−三燐酸([化3]参照。以下、「ε−dATP」
と略称) フルオレセイン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸
([化4]参照。以下、「Flu−dUTP」と略称) ビオチン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸([化
5]参照。以下「Bio−dUTP」と略称) ビオチン修飾デオキシアデノシン−5′−三燐酸(以
下「Bio−dATP」と略称) ジゴキシゲニン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸
([化6]参照、以下、「Dig−dUTP」と略称) ジニトロフェニル修飾デオキシウリジン−5′−三燐
酸(以下「Dnp−dUTP」と略称)
1, N 6 -ethenodeoxyadenosine-
5'-Triphosphoric acid (see [Chemical Formula 3]; hereinafter, "ε-dATP"
Fluorescein-modified deoxyuridine-5'-triphosphate (see [Chem. 4]; hereinafter, abbreviated as "Flu-dUTP") Biotin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate (see [Chem. 5]; hereinafter referred to as "Bio") -DUTP) Biotin-modified deoxyadenosine-5'-triphosphate (hereinafter abbreviated as "Bio-dATP") Digoxigenin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate (see [Chem. 6]; hereinafter, "Dig-dUTP") Abbreviation) Dinitrophenyl-modified deoxyuridine-5'-triphosphate (hereinafter abbreviated as "Dnp-dUTP")

【化3】 Embedded image

【化4】 Embedded image

【化5】 Embedded image

【化6】 Embedded image .

【0048】ε−dATP(上記)を含む反応液を
0.8%アガロースゲルにて電気泳動後そのまま紫外線
照射下で観察した。その結果、50−10,000塩基
対(以下、「bp」と略称)のところに発光するバンド
が確認された。
The reaction solution containing ε-dATP (described above) was electrophoresed on a 0.8% agarose gel and then observed as it was under ultraviolet irradiation. As a result, a band emitting light was observed at 50 to 10,000 base pairs (hereinafter, abbreviated as “bp”).

【0049】次に、他のデオキシリボヌクレオチド三燐
酸(上記〜)を含む反応液については同様に0.8
%アガロースゲルにて電気泳動し、その後ニトロセルロ
ースフィルター(シュライヒャー&シュエル社製)にD
NAをトランスファーした。このフィルターを80℃で
2時間乾燥させ、プレハイブリッド形成緩衝液[50%
ホルムアミド、4×SSC(600mM NaCl、6
0mM クエン酸3ナトリウム2水和物)、50mM
ヘペス(HEPES)(ナカライテクス社製)/NaO
H(pH7.0)、0.5% ポリビニルピロリドン、
0.5% フィコール400(シグマ社製)、0.5%
仔牛血清アルブミン、10mg/ml変性サケ精子D
NA(シグマ社製)]10mlに浸し、42℃、2時間
プレハイブリッド形成をさせた。その後、フィルターを
緩衝液T[50mM トリス/HCl(pH7.5)、
150mM NaCl]50mlに浸し、室温で5分間
放置し、続けてフィルターを緩衝液T 10mlに移し
替え浸した。このなかに、類似体を含む反応液につい
ては下記(1)を、また、類似体、を含む反応液に
ついては下記(2)を、類似体を含む反応液について
は下記(3)を、類似体を含む反応液については下記
(4)を、それぞれ50μg加え、室温で1時間反応さ
せた。
Next, with respect to the reaction solution containing other deoxyribonucleotide triphosphates (above), 0.8
% On an agarose gel, and then put on a nitrocellulose filter (Schleicher & Sewell)
NA was transferred. The filter was dried at 80 ° C. for 2 hours and the prehybridization buffer [50%
Formamide, 4 × SSC (600 mM NaCl, 6
0 mM trisodium citrate dihydrate), 50 mM
HEPES (Nakarai-Tex Inc.) / NaO
H (pH 7.0), 0.5% polyvinylpyrrolidone,
0.5% Ficoll 400 (manufactured by Sigma), 0.5%
Calf serum albumin, 10 mg / ml denatured salmon sperm D
NA (manufactured by Sigma)], and prehybridized at 42 ° C for 2 hours. Thereafter, the filter was buffered with buffer T [50 mM Tris / HCl (pH 7.5),
[150 mM NaCl], and left to stand at room temperature for 5 minutes. Then, the filter was transferred to 10 ml of buffer solution T and immersed. Among them, the following (1) is used for the reaction solution containing the analog, the following (2) is used for the reaction solution containing the analog, and the following (3) is used for the reaction solution containing the analog. To the reaction solution containing the body, 50 μg of each of the following (4) was added, and reacted at room temperature for 1 hour.

【0050】(1)抗フルオレセイン−アルカリホスフ
ァターゼ標識抗体(抗Flu−AP抗体、フナコシ社
製) (2)アルカリフォスファターゼ標識ストレプトアビジ
ン(以下「SA−AP」と略称、フナコシ社製) (3)抗ジゴキシゲニン−アルカリフォスファターゼ標
識抗体(抗Dig−AP抗体、ベーリンガー・マンハイ
ム社製)。
(1) Anti-fluorescein-alkaline phosphatase-labeled antibody (anti-Flu-AP antibody, manufactured by Funakoshi) (2) Alkaline phosphatase-labeled streptavidin (hereinafter abbreviated as “SA-AP”, manufactured by Funakoshi) (3) Anti- Digoxigenin-alkaline phosphatase-labeled antibody (anti-Dig-AP antibody, Boehringer Mannheim).

【0051】(4)抗ジニトロフェノールアルカリフォ
スファターゼ標識抗体(抗Dnp−AP抗体、フナコシ
社製)。
(4) Anti-dinitrophenol alkaline phosphatase-labeled antibody (anti-Dnp-AP antibody, manufactured by Funakoshi).

【0052】フィルターを緩衝液T 50mlにて3回
洗浄し、これらフィルターを発色液[100mM トリ
ス/HCl(pH8.0)、50mM MgCl、1
00mM NaCl、250μg/ml 2−(4−イ
オドフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−フ
ェニル−テトラゾリウムクロライド(シグマ社製、以下
「INT」と略称)、250μg/ml 5−ブロモ−
4−クロロ−3−インドリルフォスフェード(シグマ社
製、以下「X−フォスフェート」と略称)]10mlに
浸し、室温で30分間反応させ、発色完了後、水洗し乾
燥させた。この結果、全ての反応液で50−10,00
0bpに分布する青色を呈するバンドが確認された。
The filters were washed three times with 50 ml of buffer solution T, and these filters were washed with a coloring solution [100 mM Tris / HCl (pH 8.0), 50 mM MgCl 2 , 1
00 mM NaCl, 250 μg / ml 2- (4-iodophenyl) -3- (4-nitrophenyl) -5-phenyl-tetrazolium chloride (manufactured by Sigma, hereinafter abbreviated as “INT”), 250 μg / ml 5-bromo-
10 ml of 4-chloro-3-indolyl phosphate (manufactured by Sigma, hereinafter abbreviated as "X-phosphate")], allowed to react at room temperature for 30 minutes, washed with water after completion of color development, and dried. As a result, 50-10,00
A blue band distributed at 0 bp was confirmed.

【0053】これらの結果より全ての核酸類似体がNT
PA−DNA中に取込まれたことが確認された。すなわ
ち、鋳型・プライマー非依存的DNAを化学修飾および
蛍光標識できることが確認された。
From these results, all nucleic acid analogs were NT
It was confirmed that it was incorporated into PA-DNA. That is, it was confirmed that template-primer-independent DNA can be chemically modified and fluorescently labeled.

【0054】実施例2 (HIV−1 RNAアフィニティークロマトグラフィ
ーを用いたNTPA−DNA中のHIV−RNA特異的
プローブの精製)HIV−1 RNAアフィニティーク
ロマトカラムの調整を行った。
Example 2 (Purification of HIV-RNA Specific Probe in NTPA-DNA Using HIV-1 RNA Affinity Chromatography) An HIV-1 RNA affinity chromatography column was prepared.

【0055】まず、CNBr−活性化セファロース4B
(ファルマシア社製)を1mM HClにて洗浄し、ゲ
ルを膨潤させた。次いで、ゲルをカップリング緩衝液
[0.1M NaHCO(pH8.3)、0.5M
NaCl]で洗浄した。HIV−1 RNA10μgを
このカップリング緩衝液に溶解し、ゲル懸濁液と混ぜ、
室温で2時間混合した。残りの活性基をブロックするた
めにゲルをブロッキング試薬(0.2M グリシン、p
H8.0)に移し、室温で2時間混合した。カップリン
グ緩衝液で一回洗浄後、洗浄液[0.1M 酢酸緩衝液
(pH4.0)、0.5M NaCl]にて洗浄し、再
びカップリング緩衝液にて洗浄した。
First, CNBr-activated Sepharose 4B
(Pharmacia) was washed with 1 mM HCl to swell the gel. The gel was then coupled with a coupling buffer [0.1 M NaHCO 3 (pH 8.3), 0.5 M
NaCl]. Dissolve 10 μg of HIV-1 RNA in this coupling buffer, mix with the gel suspension,
Mix for 2 hours at room temperature. The gel was blocked with blocking reagent (0.2 M glycine, p
H8.0) and mixed at room temperature for 2 hours. After washing once with a coupling buffer, the plate was washed with a washing solution [0.1 M acetate buffer (pH 4.0), 0.5 M NaCl], and then again with a coupling buffer.

【0056】次に、該HIV−1 RNAアフィニティ
ークロマトグラフィー担体を用いてNTPA−DNA中
のHIV−RNA特異的なプローブの精製を行った。
Next, an HIV-RNA-specific probe in NTPA-DNA was purified using the HIV-1 RNA affinity chromatography carrier.

【0057】まず、開始緩衝液[0.7M NaCl、
50mM トリス/HCl(pH7.5)、25%ホル
ムアミド、20mM EDTA]にてカラムを平衡化
し、このカラムにジゴキシゲニン修飾NTPA−DNA
(以下、「Dig−DNA」と略称)10μgを供し
た。開始緩衝液でカラムを洗浄後、DNA溶出緩衝液
[10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)、1
0mM EDTA、0.2%ラウロイル−サルコシン、
90% ホルムアミド]にてHIV−1 RNA特異的
なDig−DNAの溶出を行い、260nmの吸収をモ
ニタリングすることによりDig−DNAの検出、及び
回収を行った。
First, a starting buffer [0.7 M NaCl,
The column was equilibrated with 50 mM Tris / HCl (pH 7.5), 25% formamide, 20 mM EDTA], and digoxigenin-modified NTPA-DNA was added to the column.
(Hereinafter abbreviated as “Dig-DNA”) 10 μg was provided. After washing the column with the starting buffer, the DNA elution buffer [10 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), 1
0 mM EDTA, 0.2% lauroyl-sarcosine,
90% formamide], and Dig-DNA specific to HIV-1 RNA was eluted. Dig-DNA was detected and recovered by monitoring the absorption at 260 nm.

【0058】実施例3 (Dig−DNAプローブを用いてのHIV感染細胞の
検出)まず、HIV−1感染細胞の調整を行った。He
La CD4細胞を培養補助液[10%牛胎児血清、
10μg/ml 臭化ヘキサジメトリン(商品名:Po
lybrene)]を含むダルベッコ変法イーグル培地
(以下、「DMEM」と略称、ギブコ社製)にて37℃
で12穴培養プレートにて培養した。
Example 3 (Detection of HIV-Infected Cells Using Dig-DNA Probe) First, HIV-1 infected cells were prepared. He
La CD4 + cells were added to a culture supplement [10% fetal calf serum,
10 μg / ml hexadimethrine bromide (trade name: Po
lybrene)] at 37 ° C. in a modified Dulbecco's modified Eagle medium (hereinafter abbreviated as “DMEM”, manufactured by Gibco).
And cultured in a 12-well culture plate.

【0059】その後、細胞を培養補助液を含むDMEM
で2回洗浄後、200μlの同培地に懸濁し、HIV−
1を20μl加え、37℃2時間ウィルスを吸着させ
た。その後細胞を2回DMEMにて洗浄し、のち10%
牛胎児血清を含むDMEM 1mlに懸濁し、37℃で
5日間培養した。その後0.1μM メソトレキセート
(Methotrexate、日本レダリー社製)を加
え、DNAのデ・ノボ合成経路を止めS期への進行をブ
ロックし、さらに1日培養し、DMEMにて2回洗浄し
た。
Thereafter, the cells were subjected to DMEM containing a culture auxiliary solution.
, And suspended in 200 μl of the same medium.
1 was added, and the virus was adsorbed for 2 hours at 37 ° C. Thereafter, the cells were washed twice with DMEM and then 10%
The cells were suspended in 1 ml of DMEM containing fetal calf serum and cultured at 37 ° C. for 5 days. Thereafter, 0.1 μM methotrexate (Methotrexate, manufactured by Nippon Redley Co., Ltd.) was added to stop the DNA de novo synthesis pathway, block the progress to the S phase, further culture for 1 day, and wash twice with DMEM.

【0060】10%牛胎児血清、10μMチミジンを含
むDMEM 1mlにて懸濁し、6時間培養した。サン
プリング開始30分前に5μg/mlアクチノマイシン
Dを加え、G2期の染色体凝縮を抑制し、さらに10分
前に20μg/mlコルセミドを加えた。遠沈して細胞
を集め、75mM KCl 7mlに懸濁し、15分後
固定液(メタノール:酢酸=3:1)を等量加えてピペ
ッティングし、細胞を遠沈させた。細胞を固定液14m
lにて洗浄する作業を3回繰返し、スライドガラス上に
滴下した。1日間乾燥させ、70、80、100%アル
コールシリーズを通して脱水した。62℃で3時間ベー
キングし、72℃に加温した変性液(70%ホルムアミ
ド、2×SSC)に標本を入れ2分間放置する。冷70
%エタノールにて変性を止め、脱水後乾燥させた。
The cells were suspended in 1 ml of DMEM containing 10% fetal bovine serum and 10 μM thymidine, and cultured for 6 hours. 30 μm before the start of sampling, 5 μg / ml actinomycin D was added to suppress chromosome condensation in the G2 phase, and 20 μg / ml colcemide was further added 10 minutes before. The cells were collected by centrifugation, suspended in 7 ml of 75 mM KCl, and 15 minutes later, an equal volume of a fixative (methanol: acetic acid = 3: 1) was added thereto, followed by pipetting to centrifuge the cells. Fix cells 14m with fixative
The operation of washing with 1 was repeated three times and dropped on a slide glass. Dry for 1 day and dehydrate through 70, 80, 100% alcohol series. The sample is baked at 62 ° C. for 3 hours, placed in a denaturing solution (70% formamide, 2 × SSC) heated to 72 ° C., and left for 2 minutes. Cold 70
The denaturation was stopped with% ethanol, dehydrated and dried.

【0061】次にプローブ溶液を調整した。まず、25
0ngのDig−DNAに2μgのCot−1 DNA
(ギブコ社製)および2μgのサケ精子DNAを加えた
全量50μl溶液を10分間煮沸し、その後氷中に5分
静置した。ハイブリッド形成液(50%ホルムアミド、
10%デキストラン硫酸、2×SSC)を全量の70%
となるように混和し、37℃で30分間プレアニーリン
グして反復配列を抑制した。この溶液を標本上に乗せ、
カバーガラスを被せて液体のりにてシールしてから37
℃で一晩培養した。2×SSCに標本を移し、10分間
振とう後カバーガラスを剥し、50%ホルムアミド、1
×SSCにて42℃15分間を2回、1×SSCで室温
15分間、2×SSCで室温10分間振とうし、4×S
SCで5分間静置した。染色液A(200μg/ml抗
ジゴキシゲニン−ローダミン、4×SSC、1%牛血清
アルブミン)40μlを乗せ、37℃、30分間反応さ
せ、4×SSC 10分間、4×SSC+0.01%
トリトンX−100(上掲) 10分間、4×SSC
10分間の洗浄を行なった。続いて標本中の染色体を染
色液B(0.5μg/mlプロピデウムアイオダイド、
1μg/ml 4′,6′−ディアミディノ−2−フェ
ニルインドール)20μlにて10分間染色した。その
後、596nmの励起波長にて蛍光顕微鏡で観察した。
Next, a probe solution was prepared. First, 25
0 ng of Dig-DNA and 2 μg of Cot-1 DNA
(Gibco) and 2 μg of salmon sperm DNA were added, and a total of 50 μl of the solution was boiled for 10 minutes, and then allowed to stand on ice for 5 minutes. Hybridization solution (50% formamide,
10% dextran sulfate (2 × SSC)
And pre-annealed at 37 ° C. for 30 minutes to suppress repetitive sequences. Place this solution on the specimen,
Cover with a cover glass and seal with liquid glue, then 37
Cultured overnight at ℃. The sample was transferred to 2 × SSC, shaken for 10 minutes, the cover glass was peeled off, and 50% formamide, 1%
Shake twice at 42 ° C. for 15 minutes in × SSC, shake at room temperature for 15 minutes with 1 × SSC, and shake at room temperature for 10 minutes with 2 × SSC.
It was left still for 5 minutes in SC. Place 40 μl of staining solution A (200 μg / ml anti-digoxigenin-rhodamine, 4 × SSC, 1% bovine serum albumin), react at 37 ° C. for 30 minutes, 4 × SSC for 10 minutes, 4 × SSC + 0.01%
Triton X-100 (supra) 10 minutes, 4 × SSC
Washing was performed for 10 minutes. Subsequently, the chromosomes in the specimen were stained with staining solution B (0.5 μg / ml propidium iodide,
(1 μg / ml 4 ′, 6′-diamidino-2-phenylindole) for 20 minutes. Thereafter, observation was performed with a fluorescence microscope at an excitation wavelength of 596 nm.

【0062】その結果、HIV−1が感染した細胞から
の染色体標本中にのみ濃赤色を呈する部分が見られた。
これにより、HIV−1 RNAに対するプローブが、
実際に、染色体に組み込まれたHIV由来のDNAを検
出できることが確認された。実施例4 (NTPA−RNAの合成(RNAプローブライブラリ
ーの製造))緩衝液R[10mM KCl,10mM
(NHSO,20mM トリス/HCl(pH
8.8),15mM MnCl,0.1% トリトン
X−100(全て最終濃度)]及びリボヌクレオチド三
燐酸[ATP、CTP、GTP、UTP(全て最終濃
度)500mM)]と、下記(A)〜(D)のリボヌク
レオチド三燐酸類似体(A:シグマ社製、B〜D:ベー
リンガー・マンハイム社製)から各々1つずつを選択し
たもの(各々最終濃度200μM)、20単位/ml
Tli DNAポリメラーゼから構成される反応液10
0μlを、74℃で3時間反応させた。
As a result, a portion exhibiting a deep red color was observed only in a chromosome specimen from cells infected with HIV-1.
Thereby, the probe for HIV-1 RNA is:
In fact, it was confirmed that HIV-derived DNA integrated into the chromosome could be detected. Example 4 (Synthesis of NTPA-RNA (Production of RNA Probe Library)) Buffer R [10 mM KCl, 10 mM
(NH 4 ) 2 SO 4 , 20 mM Tris / HCl (pH
8.8), 15 mM MnCl 2 , 0.1% Triton X-100 (all final concentrations)] and ribonucleotide triphosphate [ATP, CTP, GTP, UTP (all final concentrations 500 mM)] and the following (A) To (D) ribonucleotide triphosphate analogues (A: manufactured by Sigma, BD: manufactured by Boehringer Mannheim), each one selected (final concentration: 200 μM), 20 units / ml
Reaction solution 10 composed of Tli DNA polymerase
0 μl was reacted at 74 ° C. for 3 hours.

【0063】(A)1,N−エセノアデノシン−5′
−三燐酸(ε−ATP) (B)フルオレセイン修飾ウリジン−5′−三燐酸(F
lu−UTP) (C)ビオチン修飾ウリジン−5′−三燐酸(Bio−
UTP) (D)ジゴキシゲニン修飾ウリジン−5′−三燐酸(D
ig−UTP)。
(A) 1, N 6 -ethenoadenosine-5 '
-Triphosphoric acid (ε-ATP) (B) Fluorescein-modified uridine-5'-triphosphate (F
lu-UTP) (C) Biotin-modified uridine-5'-triphosphate (Bio-
UTP) (D) digoxigenin-modified uridine-5'-triphosphate (D
ig-UTP).

【0064】その後、実施例1と同様にして、合成され
たRNAの検出を行なった。その結果、全ての合成され
たRNAにおいて、上記したリボヌクレオチド類似体が
含まれていることが分かった。
Thereafter, the synthesized RNA was detected in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that all the synthesized RNAs contained the ribonucleotide analog described above.

【0065】実施例5 (HIV−1 RNAアフィニティークロマトグラフィ
ーを用いてのNTPA−RNA中のHIV−RNA特異
的プローブの精製、及び精製されたプローブによるHI
V感染細胞の検出)HIV−1 RNAアフィニティー
クロマトカラムの調整を行った。まず、CNBr−活性
化 セファロース 4B(ファルマシア社製)を1mM
HClにて洗浄し、ゲルを膨潤させた。
Example 5 (Purification of HIV-RNA specific probe in NTPA-RNA using HIV-1 RNA affinity chromatography, and HI by purified probe
Detection of V-infected cells) An HIV-1 RNA affinity chromatography column was prepared. First, CNBr-activated Sepharose 4B (Pharmacia) was added to 1 mM
Washed with HCl to swell the gel.

【0066】次に、ゲルをカップリング緩衝液[0.1
M NaHCO(pH8.3)、0.5M NaC
l]で洗浄した。HIV−1 RNA10μgをこのカ
ップリングバッファーに溶解し、ゲル懸濁液と混ぜ、室
温で2時間混合した。残りの活性基をブロックするため
に、ゲルをブロッキング試薬(0.2M グリシン、p
H8.0)に移し、室温で2時間混合した。カップリン
グ緩衝液で1回洗浄後、洗浄液[0.1M 酢酸緩衝液
(pH4.0)、0.5M NaCl]にて洗浄後、再
びカップリング緩衝液にて洗浄した。
Next, the gel was mixed with a coupling buffer [0.1
M NaHCO 3 (pH 8.3), 0.5 M NaC
l]. 10 μg of HIV-1 RNA was dissolved in this coupling buffer, mixed with the gel suspension, and mixed at room temperature for 2 hours. To block the remaining active groups, the gel was run with a blocking reagent (0.2 M glycine, p
H8.0) and mixed at room temperature for 2 hours. After washing once with a coupling buffer, the plate was washed with a washing solution [0.1 M acetate buffer (pH 4.0), 0.5 M NaCl], and then washed again with a coupling buffer.

【0067】次に、このHIV−1 RNAアフィニテ
ィークロマトグラフィー担体を用いて、NTPA−RN
A中のHIV−1 RNA特異的プローブの精製を行っ
た。まず、開始緩衝液[0.7M NaCl 50mM
トリス/HCl(pH7.5)、25% ホルムアミ
ド、20mM EDTA]にてカラムを平衡化し、この
カラムにジゴキシゲニン修飾NTPA−RNA(以下、
「Dig−RNA」と略称)10μgを供した。開始緩
衝液でカラムを洗浄後、RNA溶出緩衝液[10mM
リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)、10mM ED
TA、0.2% ラウロイル−サルコシン、90% ホ
ルムアミド]にてHIV−1 RNA特異的なDig−
RNAの溶出を行い、260nmの吸収をモニタリング
することによりDig−RNAの検出、及び回収を行っ
た。
Next, using this HIV-1 RNA affinity chromatography carrier, NTPA-RN
Purification of the HIV-1 RNA-specific probe in A was performed. First, a starting buffer [0.7 M NaCl 50 mM
The column was equilibrated with Tris / HCl (pH 7.5), 25% formamide, 20 mM EDTA], and digoxigenin-modified NTPA-RNA (hereinafter, referred to as “column”).
10 g of “Dig-RNA”). After washing the column with the starting buffer, the RNA elution buffer [10 mM
Potassium phosphate buffer (pH 7.5), 10 mM ED
TA, 0.2% lauroyl-sarcosine, 90% formamide] with HIV-1 RNA-specific Dig-
RNA was eluted, and Dig-RNA was detected and recovered by monitoring the absorption at 260 nm.

【0068】回収されたDig−RNAプローブを用い
て、実施例3と同様にしてHIV−1感染細胞の検出を
試みたところ、実際に、染色体に組み込まれたHIV由
来のDNAを検出できることが確認された。
Using the recovered Dig-RNA probe, detection of HIV-1-infected cells was attempted in the same manner as in Example 3, and it was confirmed that HIV-derived DNA integrated into the chromosome could actually be detected. Was done.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明により、容易にプローブライブラ
リーを得ることができた。このプローブライブラリー
は、鋳型及びプライマーが存在しない反応系において合
成されたものであり、その中には、さまざまな塩基配列
を持つDNAあるいはRNAが含まれている。これによ
り、本発明のポリヌクレオチドプローブライブラリー
は、そのハイブリッド形成能力に多様性があり、被検出
体であるウイルスが仮に変異を起こした場合でも、前記
多様性の範疇であれば、充分プローブとしての役割を担
う。
According to the present invention, a probe library can be easily obtained. This probe library was synthesized in a reaction system in which no template and no primer were present, and contained DNA or RNA having various base sequences. Thus, the polynucleotide probe library of the present invention has diversity in its hybridization ability, and even if the virus to be detected is mutated, if it falls within the aforementioned diversity, the probe is sufficient as a probe. Take the role of.

フロントページの続き (54)【発明の名称】 プローブライブラリーの製造方法、該製造方法により得られたプローブライブラリー、該プロー ブライブラリーから他のDNAまたはRNAとハイブリッドするプローブを精製する方法、及び 該方法により精製したプローブContinuing from the front page (54) [Title of the Invention] A method for producing a probe library, a probe library obtained by the production method, a method for purifying a probe that hybridizes with another DNA or RNA from the probe library, and Probe purified by the method

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】鋳型および/またはプライマーの不存在
下、蛋白質の存在下で、デオキシリボヌクレオチド類似
体を含むデオキシリボヌクレオチドを重合させることを
特徴とするプローブライブラリーの製造方法。
1. A method for producing a probe library, comprising polymerizing a deoxyribonucleotide containing a deoxyribonucleotide analog in the absence of a template and / or a primer in the presence of a protein.
【請求項2】鋳型および/またはプライマーの不存在
下、蛋白質の存在下で、リボヌクレオチド類似体を含む
リボヌクレオチドを重合させることを特徴とするプロー
ブライブラリーの製造方法。
2. A method for producing a probe library, comprising polymerizing a ribonucleotide containing a ribonucleotide analog in the absence of a template and / or a primer and in the presence of a protein.
【請求項3】前記蛋白質が、耐熱性DNAポリメラーゼ
である請求項1または2記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the protein is a thermostable DNA polymerase.
【請求項4】前記耐熱性DNAポリメラーゼがセルモコ
ッカス属、セルマス属に属する細菌のDNAポリメラー
ゼよりなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項
3記載の製造方法。
4. The production method according to claim 3, wherein the thermostable DNA polymerase is at least one selected from the group consisting of bacterial DNA polymerases belonging to the genus Sermococcus and the genus Serumus.
【請求項5】前記した重合を、約20〜90℃の温度下
で行なう請求項1〜4のいずれか1項記載の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the polymerization is carried out at a temperature of about 20 to 90 ° C.
【請求項6】前記した重合を、中性〜弱アルカリ性の条
件下で行なう請求項1〜5のいずれか1項記載の製造方
法。
6. The process according to claim 1, wherein the polymerization is carried out under neutral to weakly alkaline conditions.
【請求項7】前記デオキシリボヌクレオチド類似体が、
少なくともその塩基が異なる類似体である請求項1記載
の製造方法。
7. The method of claim 7, wherein the deoxyribonucleotide analog is
The production method according to claim 1, wherein at least the base is a different analog.
【請求項8】前記デオキシリボヌクレオチド類似体が、
1,N−エセノデオキシアデノシン−5′−三燐酸、
フルオレセイン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸、
ビオチン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸、ビオチ
ン修飾デオキシアデノシン−5′−三燐酸、ジゴキシゲ
ニン修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸、及びジニト
ロフェニル修飾デオキシウリジン−5′−三燐酸からな
る群より選ばれた少なくとも1種である請求項7記載の
製造方法。
8. The method of claim 8, wherein the deoxyribonucleotide analog is
1, N 6 - Essey Roh deoxy-adenosine-5'-triphosphate,
Fluorescein-modified deoxyuridine-5'-triphosphate,
Selected from the group consisting of biotin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, biotin-modified deoxyadenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified deoxyuridine-5'-triphosphate, and dinitrophenyl-modified deoxyuridine-5'-triphosphate. 8. The production method according to claim 7, wherein the production method is at least one selected from the group consisting of:
【請求項9】前記リボヌクレオチド類似体が、少なくと
もその塩基が異なる類似体である請求項2記載の製造方
法。
9. The method according to claim 2, wherein the ribonucleotide analog is an analog having at least a different base.
【請求項10】前記リボヌクレオチド類似体が1,N
−エセノアデノシン−5′−三燐酸、フルオレセイン修
飾ウリジン−5′−三燐酸、ビオチン修飾ウリジン−
5′−三燐酸、ビオチン修飾アデノシン−5′−三燐
酸、ジゴキシゲニン修飾ウリジン−5′−三燐酸、及び
ジニトロフェニル修飾ウリジン−5′−三燐酸からなる
群より選ばれた少なくとも1種である請求項9記載の製
造方法。
10. The method of claim 10, wherein the ribonucleotide analog is 1, N 6
-Esenoadenosine-5'-triphosphate, fluorescein-modified uridine-5'-triphosphate, biotin-modified uridine
At least one selected from the group consisting of 5'-triphosphate, biotin-modified adenosine-5'-triphosphate, digoxigenin-modified uridine-5'-triphosphate, and dinitrophenyl-modified uridine-5'-triphosphate. Item 10. The production method according to Item 9.
【請求項11】請求項1〜10のいずれか1項記載の製
造方法により得られたプローブライブラリー。
11. A probe library obtained by the production method according to any one of claims 1 to 10.
【請求項12】請求項11記載のプローブライブラリー
から他のDNAまたはRNAとハイブリッドを形成する
能力を有するプローブを精製する方法であって、前記し
た他のDNAまたはRNAをリガンドとして共有結合し
たアフィニティークロマトグラフィーを用いることによ
り行なわれるプローブの精製方法。
12. A method for purifying a probe capable of forming a hybrid with another DNA or RNA from the probe library according to claim 11, wherein the affinity is obtained by covalently binding the other DNA or RNA as a ligand. A method for purifying a probe, which is performed by using chromatography.
【請求項13】他のDNAまたはRNAが、ウイルス由
来である請求項12記載の精製方法。
13. The purification method according to claim 12, wherein the other DNA or RNA is derived from a virus.
【請求項14】前記ウィルスが、ヒト免疫不全ウィルス
である請求項13記載の精製方法。
14. The method according to claim 13, wherein the virus is a human immunodeficiency virus.
【請求項15】請求項12〜14のいずれか1項記載の
方法により精製されてなる、他のDNAまたはRNAと
ハイブリッドを形成する能力を有するプローブ。
15. A probe purified by the method according to any one of claims 12 to 14 and capable of forming a hybrid with another DNA or RNA.
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