JPH10500313A - Detection of nucleic acids in cells by thermophilic strand displacement amplification - Google Patents

Detection of nucleic acids in cells by thermophilic strand displacement amplification

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JPH10500313A JP9512781A JP51278197A JPH10500313A JP H10500313 A JPH10500313 A JP H10500313A JP 9512781 A JP9512781 A JP 9512781A JP 51278197 A JP51278197 A JP 51278197A JP H10500313 A JPH10500313 A JP H10500313A
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Abstract

(57)【要約】 懸濁液中、スライド上または組織中の細胞における核酸標的配列の in situ増幅のための好熱性鎖置換増幅(tSDA)を記載する。優れた検体形態を保存し、そしてDNA標的か、RNA標的かまたは両方を選択的に増幅させることができる。tSDAによる in situ 増幅は、免疫化学的技術と適合しているので、標的配列の増幅および免疫学的染色の両方を同一検体で行うことができる。 (57) SUMMARY Thermophilic strand displacement amplification (tSDA) for in situ amplification of nucleic acid target sequences in cells in suspension, on slides or in tissue is described. Superior specimen formats can be preserved and either DNA targets, RNA targets, or both can be selectively amplified. Since in situ amplification by tSDA is compatible with immunochemical techniques, both amplification of the target sequence and immunological staining can be performed on the same specimen.

Description

【発明の詳細な説明】 好熱性鎖置換増幅による細胞中の核酸の検出 発明の分野 本発明は、核酸の増幅、特に、形態学的に完全な細胞中の核酸の増幅に関する 。 発明の背景 核酸増幅技術は、少量の核酸の検出および分析のための強力な手段を提供して きた。このような方法の極端な感度は、伝染病および遺伝病の初期診断、分析用 の遺伝子の単離、並びに法医学における特定の核酸の検出のためにそれらを開発 する試みをもたらしてきた。核酸増幅技術は、その手順の温度要求条件にしたが って分類されうる。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、リガーゼ連鎖反応(LC R)および転写に基く増幅は、増幅用に一本鎖標的分子を再生するのに、高温( 85℃〜100℃)〜低温(30℃〜40℃)の反応の反復循環を必要とする。 対照的に、鎖置換増幅(SDA)、自己持続配列複製(3SR)およびQβレプ リカーゼシステムなどの方法は、一定温度で行うことができる等温反応である。 PCRにおいて、反応温度は、プライマー伸長後に上昇して、新たに合成され た鎖を鋳型から分離する。次に、温度を低下させてプライマーを再アニーリング し且つ伸長過程を繰返す。したがって、PCR反応工程は、反応の温度束縛の結 果として、不連続の相またはサイクルで起こる。対照的に、鎖置換増幅(SDA )では、プライマーの伸長、一本鎖伸長生成物の置換、伸長生成物(または元の 標的配列)に対するプライマーのアニーリング、および引き続きのプライマーの 伸長は、反応配合物中で同時に起こる。従来のSDA(より低温で、通常は約3 5〜45℃で行われる)は、G.T.ウォーカー(Walker)ら(1992a.Proc.Natl.Ac ad.Sci.USA 89,392-396 および 1992b.Nuc.Acids.Res.20,1691-1696)によって 記載されている。SDA反応の好熱性変法(tSDA、以下に記載)が最近にな って開発されており、それは、熱安定ポリメラーゼおよび制限エンドヌクレアー ゼを用いて、より高いがなお一定の温度で行われる。 SDAによる増幅の標的は、SDA反応で用いられるエンドヌクレアーゼを用 いて、より大きい核酸をフラグメント化することによって製造することができる 。しかしながら、標的が、フラグメント化に必要な制限エンドヌクレアーゼ認識 部位に隣接していない場合、SDAにおいてニッキングするのに適当な制限エン ドヌクレアーゼ認識部位を有する標的核酸は、ウォーカーら(1992b,上記)お よび米国特許第5,270,184号明細書で記載されたように生じることができる。S DAの場合と同様、標的生成反応の個々の工程は、同時に且つ連続的に起こり、 SDAにおいて制限酵素によってニッキングするのに必要な末端認識配列を含む 標的配列を生じる。SDA反応の成分全部が標的生成反応中に存在するので、生 成された標的配列は自動的に且つ連続的にSDAサイクルに入り且つ増幅される 。 in situ 核酸分析法は、形態学的に完全な細胞中の特定の核酸配列の検出およ び局在化を可能にする。これらの方法は、例えば、米国特許第4,888,278号明細 書で記載のように、標識されたプローブの直接ハイブリダイゼーションに基いて 慣用的に用いられてきた。しかしながら、このような直接ハイブリダイゼーショ ン法は、目的の核酸に特異的であるが、いずれの場合にも、極めて低いコピー数 の核酸を検出するほど十分に感受性でなくてよい。極めて低いコピー数を検出す る手段としては、in situ 検出前の標的配列の in situ 増幅が極めて興味深か った。in situ 核酸増幅法は、細胞が増幅生成物を濃縮するので従来の溶液増幅 よりも感受性である可能性があり、したがって、増幅生成物が自由に拡散する場 合またはそれらが、目的の配列を含まない細胞内容物によって希釈される場合に 可能であるよりも少ない分子の検出を可能にする。核酸は、標的配列の検出前に 細胞から抽出される必要がないので、in situ 法は、集団中のどの細胞が特定の 核酸を含んでいるかに関する情報を提供し且つ細胞の生化学的および形態学的特 性に関しての核酸の分析を更に可能にする。in situ 増幅法は、主としてPCR について開発されてきた(O.バスガラ(Basgara)およびR.ポメランツ(Pom erantz),1993年,AIDS Research and Human Retroviruses 9(1),69-76;G. ヌオボ(Nuovo)ら、1992年,Diag.Molec.Pathol.1(2),98-102;M.J.エンブレト ン(Embleton)ら、1992年,Nuc.Acids Res.20(15),3831-3837;J.エメトソン (emmetson)ら、1993年,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90,357-361;P.コミノス (Komminoth)ら、1992年,Diag.Molec.Phatol.1(2),85-97;K.P.チル(Chile) ら、1992年,J.Histochem.Cytochem.40(3),333-341;ハーゼ(Haase)ら、1990 年,Proc.Natl.Acad.Sci.USA87,4971-4975;O.バスガラら、1992年,New Engl .J.Med.326(21),1385-1391;パターソン(Patterson)ら、1993年,Science 260 ,976-979)。しかしながら、加熱および冷却の多サイクル、並びにPCRによっ てその感受性を達成するのに必要な緊縮ハイブリダイゼーション条件は、組織お よび細胞によって十分に耐えられない。増幅した配列の細胞外への拡散は、繰返 しの加熱によって増加して、試料中の拡散シグナルを増加させることができる。 細胞からのPCR生成物の減損を減少させようと試みて、しばしば、架橋固定液 による長時間の固定(15時日間〜何時間か)を、PCRによる in situ 増幅 に用いる。この処理は、しばしば、増幅の前に固定細胞のプロテアーゼ処理を必 要とする(G.ヌオボら、1992年,Diag.Molec.Pathol.1(2),98-102)。 in situ で行われる従来の低温SDAは、(1)細胞識別のための免疫表現型 決定を可能にする細胞構造の向上した維持および(2)細胞中のアンプリコンの 有意に向上した保持を含めたin situ PCRにまさる多数の利点を有することが 判った。しかしながら、in situ tSDAの増加した温度がこれらの特徴に対し てどんな作用を有するかは不明であった。温度の増加(概して、従来のSDAと 比較して約15〜20℃)は、増加した反応特異性および速度の利点を与えるこ とがあったが、おそらくは、正確な免疫表現型決定および細胞識別を妨害するま たは妨げるであろう水準まで、細胞破壊を有意に増加させることもあった。反応 温度の顕著な増加はまた、細胞外へのアンプリコンの拡散を増加させることがあ り、そこでそれらは負の細胞によって取込まれ且つ偽陽性シグナルを生じること があった。しかしながら、意外にも、in situ tSDA後の細胞構造は、フロー サイトメトリーでの正常な前方および側方光散乱性によって実証されるようにほ ぼ完全な状態のままであることが判った。したがって、免疫表現型決定は、in s itu tSDAの温度およびプロトコルと適合する。出願人は、より高い温度での 細胞の維持が、PCRの場合のように加熱および冷却の反復サイクルを細胞に施 すよりも損傷が少ないことがありうると仮定している。意外にも、アンプリコン の拡散はほとんど増加しなかったことも発見されたが、それは、細胞が、熱サイ クルを施された場合よりも高い一定温度で維持された場合にほとんど損傷されな いことがありうるためであると考えられる。 以下の用語を本明細書中において下記の通り定義する。 増幅プライマーは、プライマーのハイブリダイゼーションおよび伸長による標 的配列の増幅のためのプライマーである。SDAに対して、増幅プライマーの3 ′末端は、標的配列の3′末端でハイブリッド形成する標的結合配列である。増 幅プライマーは、更に、その標的結合配列に対して5′に、概して、その5′末 端付近に制限エンドヌクレアーゼの認識部位を含む。制限エンドヌクレアーゼ認 識部位は、その認識部位がウォーカーら(1992a)、上記によって記載のように 半修飾されている場合にその制限エンドヌクレアーゼの二本鎖認識部位にニック を入れるであろう制限エンドヌクレアーゼによって認識されるヌクレオチド配列 である。半修飾された認識部位は、制限エンドヌクレアーゼの二本鎖認識部位で あり、ここにおいて、一方の鎖は、二重らせんの鎖の一方が制限エンドヌクレア ーゼによって切断されるのを妨げる少なくとも一つの誘導体化されたヌクレオチ ド含む。「ニッキング」とは、典型的な二本鎖切断とは対照的に、二重らせんの 一方の鎖だけが制限エンドヌクレアーゼによって切断されるこの修飾された活性 を意味する。制限エンドヌクレアーゼによってニッキング可能である半修飾制限 エンドヌクレアーゼ認識部位はいずれも、SDAにおいて用いるのに適している 。SDAのための増幅プライマーは、ウォーカーら(1992b)、上記によってS1 およびS2と称される。α−チオ修飾デオキシリボヌクレオシド三リン酸を、「 dNTPαS」、「dATPαS」、「dCTPαS」等と略記する。 [バンパー」すなわち外プライマーは、増幅プライマーの上流の標的配列に対 してアニーリングするプライマーであるので、外プライマーの伸長は下流のプラ イマーおよびその伸長生成物を置換する、すなわち、増幅プライマーによって与 えられた制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含む標的配列のコピーは置換される 。バンパープライマーは、したがって、標的結合配列だけから成り、そしてそれ らが増幅プライマーの上流にアニーリングし且つ伸長された場合にそれらを置換 するように設計される。外プライマーは、ウォーカーら(1992b)、上記によっ てB1およびB2と称される。外プライマーの伸長は、増幅プライマーの伸長生成 物を置換する一つの方法であるが、若干の場合、加熱もまた適当でありうる。 標的または標的配列という用語は、増幅される核酸配列(DNAおよび/また はRNA)を意味する。これらには、増幅される元の核酸配列およびその相補的 第二鎖並びに標的配列の増幅によって生成された元の標的配列のコピーのどちら かの鎖が含まれる。 増幅生成物、伸長生成物またはアンプリコンはは、標的配列の増幅の際に生成 された標的配列のコピーを含むオリゴまたはポリヌクレオチドである。 発明の概要 好熱性鎖置換増幅(tSDA)は、懸濁液中、スライド上または組織中の細胞 における核酸標的配列の in situ 増幅に対して、従来の in situ SDAより優 れた速度、感度および特異性によって適応してきた。優れた検体形態は、フロー サイトメトリーでの正常な光散乱パラメーターによって実証されるように、従来 の in situ SDAより有意に高い温度に対する暴露にもかかわらず保存される 。tSDAによる in situ 増幅はまた、増加した反応温度にもかかわらず免疫 化学的技術となお適合しているので、標的配列の増幅および免疫学的染色の両方 を同一検体で行うことができる。これは、反復温度循環が目的の細胞性抗原を免 疫化学的技術によって検出不能にすることがある in situ PCRとは対照的で ある。 in situ tSDAのための本発明の方法は、概して、細胞または組織の簡単な 固定に続いて、透過性付与およびtSDAに必要な試薬の添加を含む。標的配列 がDNAである場合、細胞または組織を、増幅前に簡単に加熱して標的配列を変 性させる。関与した酵素の熱安定性ゆえに、加熱は、場合により、酵素を含む試 薬の混合物中で起こりうる。或いは、変性後、試料を所望の反応温度まで冷却す るときに酵素を加えることができる。tSDA反応は、典型的に、55〜65℃ で1分間〜2時間インキュベートされるが、選択された酵素に適合しうるならば 、更に高い温度も可能である。標的配列を変性させるのに前加熱が必要とされな い場合、SDA反応成分全部を、固定され、透過性付与された細胞に対して直接 的に、増幅を開始する所望の反応温度で単純に加える。用いられなかったプライ マーおよび酵素を洗浄除去した後、増幅生成物を in situ でまたは細胞から放 出後に検出する。 図面の簡単な説明 図1は、in situ tSDAによるHIV標的配列およびHLA−DQαエクソ ン3標的配列の増幅に関するフローサイトメトリーの結果を示す。 発明の詳細な説明 tSDAによる in situ 核酸増幅のための本発明の方法は、in situ tSD Aが、細胞構造および形態をほとんど損なうことなく、in vitro(溶液)tSD Aプロトコルの有意に向上した感度、速度および特異性を提供するという発見に 基く。概して、核酸標的配列を含有すると疑われる細胞の試料(例えば、懸濁液 中の細胞または組織切片)は、細胞の形態学的完全性を維持するが細胞タンパク 質を架橋しないまたは沈殿させない固定液によって固定され、その結果十分に、 プライマーおよび他の試薬の浸透が妨げられる。したがって、固定された細胞中 へのプライマーおよび試薬の浸透を達成するための固定後のプロテアーゼによる 処理は、概して、必要とされない。 架橋性かまたは沈殿性固定液を、本発明の実施において用いることができる。 例としては、パラホルムアルデヒド、4%グルタルアルデヒド、エタノール/酢 酸固定液、カルノワ固定液(酢酸、エタノール、クロロホルム)、1%四酸化オ スミウム、ブワン固定液(1.21%ピクリン酸、11%ホルムアルデヒド、5 .6%酢酸)、ツェンカー固定液(5.0%塩化水銀、2.5%二塩素酸カリウ ム、5.0%酢酸、1.0%硫酸ナトリウム)、および酢酸/メタノール固定液 がある。FACSTM溶解液(Lysing Solution)の使用は、溶解、固定および透過性 付与を一つの試薬を用いて可能にする。本発明において用いるのに好ましい固定 液は1〜4%パラホルムアルデヒドであり、好ましくは、それを用いて細胞また は組織を約1分間〜1時間処理する。概して、固定された細胞を、増幅の前に、 例えば、NP40、TRITON またはサポニンなどの洗剤を用いて透過性にすることは 有用である。若干の状況下において、固定は任意であってよい。すなわち、tS DAは、特に、RNA標的が選択的に増幅される場合に非固定細胞中において i n situ で行われうるし且つ予備的熱変性工程を必要としない(以下を参照され たい)。 本発明の重要な特徴は、RNAかまたはDNA標的配列、または両方を、本発 明の方法を用いて直接的に増幅させることができるということである。RNAだ けを増幅させるために、逆転写酵素をtSDA反応に対して、それが逆転写PC R(rtPCR−G.J.ヌオボら、1992年,Diag.Molec.Pathol.1,98-102;G.J.ヌ オボら、1991年,Am.J.Pathol.58,518-523;G.J.ヌオボら、1991年,Am.J.Patho 1.139,1239-1244)であるように加えることができる。しかしながら、tSDA で用いられるDNAポリメラーゼのいくつかは、現在、逆転写酵素活性を示すこ とが判っている。それらは、RNAかまたはDNAを鋳型として用いて、dNT PαSの包含およびニックからの置換を伴って、標的配列のDNAコピーを重合 させることができる。RNA標的配列は、したがって、別の逆転写酵素を加える ことを必要とすることなく、tSDA反応のDNA増幅部分を行う同一ポリメラ ーゼによって逆転写されうる。RNAは、熱変性工程を省くことによってかまた はtSDA反応を開始する前にDNアーゼによって処理することによって細胞中 で(すなわち、DNA標的の増幅をほとんど伴うことなく)増幅されうる。次に 、細胞中の二本鎖DNAは依然として二本鎖で且つ鋳型として利用できないまま であるが、プライマーは、利用可能な一本鎖RNAに対してハイブリッド形成す ることができるし且つcDNAを生じることによってRNA標的配列の特異的増 幅を開始することができる。cDNAは、順次に、更に増幅するための鋳型とし て役立つ。RNA標的配列の特異的増幅はまた、SDAを開始する前にRNアー ゼ不含DNアーゼによって細胞を処理することによって達成されうる。固定は加 熱中の細胞の完全性の維持を助けるので、予備的熱変性工程が存在しない場合、 固定を必要としなくてよい。しかしながら、非固定細胞または組織を透過性にす ることはなお有用でありうる。 二本鎖DNAの熱変性の前のRNアーゼによる細胞または組織の処理は、潜在 的RNA標的配列を分解し且つ対応するDNA標的配列の特異的増幅を可能にす る。NaOH(約0.1M)もまた、DNA特異的増幅のために選択的にRNA を分解し且つDNAを変性させるのに用いることができる。 熱変性工程が、SDAプライマーのアニーリングの前に(RNアーゼ処理を伴 うことなく)含まれる場合、DNAおよびRNA両方の標的配列が増幅されるで あろう。tSDAで用いられるDNAポリメラーゼによるRNAの in situ 逆 転写は、概して、DNA合成よりも有効ではないが、意外にも、若干の場合にお いて従来の逆転写酵素よりも有効であることが判った。しかしながら、RNA標 的は、通常、対応するDNA標的よりも多数で細胞中に存在し、そして速やかに 生じるcDNAの増幅の高性能は、反応の逆転写工程におけるどんな低下した効 率も克服し且つ補う。RNAおよびDNA標的両方の増幅は、これが細胞当りの 増幅可能な標的配列の最大数を与え、そしてその結果として、試料当りの潜在的 に正の細胞の最大の感度および最大数を与えるので、本発明の大部分の診断的用 途に好ましい。 標的を増幅の前に熱変性させる場合、固定細胞または組織を、SDA反応混合 物(例えば、dNTP、KiPO4、MgCl2、BSA、DMSO、外プライマ ー、増幅プライマー、および十分に熱安定性である場合の酵素)中で加熱するこ とができる。ポリメラーゼおよび制限エンドヌクレアーゼが変性温度で十分に熱 安定性でない場合、試料を所望の反応温度まで冷却した後にそれらを加えること ができる。標的が熱変性されない場合、制限エンドヌクレアーゼおよび1種類ま たは複数のポリメラーゼを含めたSDA反応混合物を細胞試料に対して増幅を開 始するように選択された反応温度で単純に加えることができる。 従来のSDAに対するのと同様に、tSDAによる増幅のための標的は、標的 配列を切断しないエンドヌクレアーゼによる制限によってより大きな核酸をフラ グメント化することにより製造することができる。しかしながら、in situ tS DAおよび従来の in situ SDA両方に対して、概して、増幅反応でニッキン グするための選択された制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位を有する標的核 酸をウォーカーら(1992年,Nuc.Acids Res.,上記)および米国特許第5,270,18 4号明細書で記載のように生じさせることは好ましい。 一つのSDA反応が別の反応の増幅生成物によって交差汚染されるのを防止す るために、増幅反応を有意に阻害することなく、dUTPをdTTPの代わりに SDAアンプリコン中に包含させることができる。次に、ウラシル含有核酸を、 UDG(ウラシルDNAグリコシラーゼ)による処理によって特異的に認識し且 つ失活させることができる。したがって、dUTPが反応の前にSDAアンプリ コン中に包含される場合、引き続きのSDA反応はいずれも、二本鎖標的の増幅 の前にUDGによって処理することができるし、そして前に増幅された反応から のdU含有DNAはいずれも増幅不能になるであろう。引き続きの反応で増幅さ れる標的DNAは、dUを含まないし、そしてUDG処理によって影響されない であろう。次に、UDGを、標的の増幅の前にUgi(ウラシルDNAグリコシ ラーゼ阻害剤)による処理によって阻害することができる。或いは、UDGは熱 失活されうる。tSDAでは、反応自体の更に高い温度(50℃)を用いて、 同時にUDGを失活させ且つ標的を増幅させることができる。 SDAは、5′→3′エキソヌクレアーゼ活性を欠き、二本鎖核酸中の一本鎖 ニックで重合を開始し、そしてそのニックの下流の鎖を置換すると同時に、非ニ ック鎖を鋳型として用いて新しい相補鎖を生じるポリメラーゼを必要とする。ポ リメラーゼ置換活性は、標的を更に別のコピーの合成に利用可能にするし且つ第 二増幅プライマーが指数的増幅反応でハイブリッド形成しうる一本鎖伸長生成物 を生じるので、それは増幅反応にとって不可欠である。より進行的ポリメラーゼ は、増幅されうる標的配列の長さを最大限にすることができるので、それらは好 ましい。 従来、tSDAに適当であると考えられる温度での好熱性ポリメラーゼの活性 についてはほどんど知られていない。更に、好熱性制限エンドヌクレアーゼの活 性と適合しうる温度での好熱性ポリメラーゼの活性は知られていなかった。した がって、スクリーニング検定は、存在する場合の候補制限エンドヌクレアーゼお よびポリメラーゼを識別するために開発された。ポリメラーゼスクリーニングシ ステムは、二本鎖鋳型中の一本鎖ニックで開始する下流の鎖を置換するポリメラ ーゼの能力を試験する伸長検定である。それは、5′→3′エキソヌクレアーゼ 活性の存在または不存在についても調べる。5′→3′エキソヌクレアーゼ活性 は、他に適当な好熱性ポリメラーゼ中に存在する場合、当該技術分野において知 られている常套法によって失活させることができる(WO92/06200号)。ポリメ ラーゼ中のエキソヌクレアーゼ活性を選択的に失活させる最も一般的な方法の一 つは、ポリメラーゼの遺伝子をクローン化し、エキソヌクレアーゼ活性に関与す るタンパク質ドメインをコードする遺伝子配列の部分を識別し、そしてそれを i n vitro 突然変異誘発によって失活させることである。或いは、エキソヌクレア ーゼ活性は、ポリメラーゼをプロテアーゼによって処理して、所望の重合および 置換活性だけを示すフラグメントを単離することによって失活させることができ る。したがって、伸長検定で識別された好熱性ポリメラーゼは、適当な温度で活 性であり、ニックで伸長を開始し、そして修飾されたdNTPを包含するが5′ →3′エキソヌクレアーゼ活性を有していて、エキソヌクレアーゼ活性の削除に よってtSDAに適するようにすることができる。 ポリメラーゼに関する伸長検定において、二本鎖核酸からの一本鎖の置換およ びニックでの開始は、互いに直ぐ隣の二つのプライマーを両方のプライマーに対 して相補的な完全な配列上でアニーリングすることによって行われる。プライマ ーは、それらの5′末端に、通常は32Pによって標識される。ポリメラーゼが鎖 置換活性を有し、隣接するハイブリッド形成したプライマーによって形成された 「ニック」で重合を開始することができ、そして5′→3′エキソヌクレアーゼ 活性を欠いている場合、両方のプライマーは伸長し、そして二つの伸長生成物が 検出されるであろう。ポリメラーゼが5′→3′エキソヌクレアーゼ活性を欠い ているがニックで伸長を開始できない(例えば、それがギャップを必要とする) 場合および/またはそれが置換活性を欠いている場合、下流プイラマーの伸長生 成物だけが検出されるであろう。ニックで開始するが5′→3′エキソヌクレア ーゼ活性を有するポリメラーゼは、上流プライマーの伸長生成物だけを生じるで あろう。伸長検定はまた、反応中に含まれるα−チオdNTP(dNTPαS) をポリメラーゼが包含することができることを必要とする。上流および下流プラ イマー並びにそれらのそれぞれの伸長生成物は、概して、オートラジオグラフィ ーによってゲル上において寸法で識別される。 伸長検定で最初にスクリーニングされた11種類の好熱性DNAポリメラーゼ の内6種類、すなわち、exo~Vent(ニュー・イングランド・バイオラブズ( New England Biolabs))、exo~DeepVent(ニュー・イングランド・バ イオラブズ)、Bst(バイオラド(BioRad))、exo~Pfu(ストラタジーン (Stratagene))、Bca(パンベラ(Panvera))および配列決定等級Taq (プロメガ(Promega))は、本発明で用いるのに必要な特性を全部有すると確 認された。他は、本発明の技術を用いることなく前述の伸長検定を用いて常套 手段によって識別することができ、そしてこのようなポリメラーゼはいずれも、 tSDAで用いるのに適当であろう。ポリメラーゼTth(ベーリンガー(Boeh ringer))、Tfl(エピセントル(Epicentre))、REPLINASE(デュポン(Du Pont))および REPLITHERM(エピセントル)は、ニックから鎖置換するが、5 ′→3′エキソヌクレアーゼ活性も有する。これらのポリメラーゼは、例えば、 遺伝子工学によってエキソヌクレアーゼ活性を除去後に、本発明の方法において 有用である。これまでに識別された好熱性ポリメラーゼの大部分は、約50℃〜 75℃で活性であり、約65℃〜75℃で最適活性であり、そして約50℃〜6 5℃で低活性である。しかしながら、好熱性制限エンドヌクレアーゼの熱安定性 は、概して、65℃未満に限定されるので、より低温で最適活性を有する好熱性 ポリメラーゼ(例えば、BstおよびBca)は、反応において好熱性制限エン ドヌクレアーゼと一層適合し、したがって、好ましい。しかしながら、ポリメラ ーゼ活性の通常の最適温度と適合しうる更に高い温度で活性である制限エンドヌ クレアーゼを識別することができ、そしてそれもまた本発明で有用である。 SDAに適した制限エンドヌクレアーゼは、その制限エンドヌクレアーゼの二 本鎖の半修飾された認識/切断部位の鎖の一方だけを切断する必要がある(「ニ ッキング」)。このニッキング活性は、ニッキングが反応を永久化し且つ標的増 幅の次のサイクルを開始させるので極めて重要である。制限酵素は、概して、二 本鎖切れ目を生じるので、二重らせん切断部位における二つの鎖の一方の切断は 選択的に阻害される必要がある。これは、通常、修飾鎖かまたは非修飾鎖が切断 に対してもはや感受性でないように、合成の際のDNAの一方の鎖中にヌクレオ チド類似体(例えば、デオキシヌクレオシドホスホロチオエート)を導入するこ とによって達成される。非修飾鎖が切断から保護される場合、ヌクレオチド類似 体は、その合成の際にプライマー中に包含されることができ、したがって、増幅 反応に対してヌクレオチド類似体を加える必要も、ポリメラーゼがこのようなヌ クレオチド類似体を包含することができるという必要条件も排除される。 ヌクレオチド類似体置換は、いずれの制限エンドヌクレアーゼによってもニッ キングを引き起こさないので、制限エンドヌクレアーゼのニッキング特性を検定 する手段は、多数の利用可能な好熱性制限エンドヌクレアーゼの中に存在するか もしれない適当な酵素を識別するために必要とされた。したがって、所望の性質 を有する好熱性制限エンドヌクレアーゼを識別するためのスクリーニングシステ ムは、二本鎖制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位の一方の鎖中に包含された 修飾デオキシヌクレオチドが該エンドヌクレアーゼによる切断から二つの鎖の一 方を保護するその能力に基いて考案された。これを、類似体誘導ニッキング検定 または鎖保護検定と称する。 鎖保護検定において、制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位を含む一本鎖鋳 型およびその認識/切断部位以外の鋳型の一部分に対して相補的なプライマーを 合成する。次に、その鋳型およびプライマーを、典型的には放射性標識によって 標識する。プライマーおよび鋳型をハイブリッド形成させ、そして修飾されたd NTPをプライマーの伸長によって包含して、半修飾された制限エンドヌクレア ーゼ認識/切断部位を含有する完全に二本鎖の分子を生じる。この生成物を、二 本鎖の切断に適当な条件下において制限エンドヌクレアーゼによって処理する。 変性条件下での反応生成物の電気泳動分析を用いて、生じたフラグメントの寸法 により、認識/切断部位がニックを入れられたか、切断されたかまたは切断され なかったか否かを確認する。電気泳動でのフラグメントの寸法は、認識/切断部 位の二つの鎖(すなわち、修飾または非修飾)のどちらが切断から保護されたか を決定するのにも用いられる。鎖保護検定は、常套手段によって、本発明の技術 を用いることなく、本発明での用途のための更に別の制限エンドヌクレアーゼを スクリーニングするのに適応しうる。 鎖保護検定を用いて、28種類の好熱性制限エンドヌクレアーゼを試験した( AccI、AspI、BsaI、BsaBI、BsiYI、BslI、BsmI の二つの縮重部位、BsmAI、BsmFI、BsmHI、BspWI、Bso BIの四つの縮重部位、BsoFI、BsrIの二つの縮重部位、BsrBRI 、BsrDIの二つの縮重部位、Bst71I、BstNIの二つの縮重部位、 BstOI、BstXI、DpnI、HaeII、MamI、MboII、Mv aI、MwoI、SfiIおよびTthlllI)。28種類の内11種類、す なわち、AccI、BslI、BsmI、BsmAI、BsoBI、BsrI、 BsrDI、BstNI、BstOI、BstXIおよびMwoIは、少なくと も一つのα−チオdNTPの導入の際にニックを入れられた少なくとも一つの制 限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位を有した。BsmIの認識部位の一つは、 dCTPαSが包含された場合に非修飾鎖の保護を示した。50〜65℃での熱 安定性について試験された場合、11種類の内一つ(AccI)を除く全部が十 分に安定であったかまたは二本鎖DNA若しくはBSAなどの一般的な安定剤の 添加によって十分に安定化されることができた。したがって、これらのエンドヌ クレアーゼは、tSDA反応において好熱性ポリメラーゼと適合した。 更に、鎖保護検定の初期スクリーニング条件下で部分または低ニッキング活性 を有したいくつかの好熱性エンドヌクレアーゼを識別した(例えば、Tthll lI、BsiYIおよびBsoFI)。低下したニッキング活性がSDAを妨げ ることはなかったが、制限エンドヌクレアーゼによるニッキングは、反応条件を 調整することによって(例えば、緩衝液を最適化するかまたは反応温度を調整す ることによって)最適化されて、それらの条件をtSDAにおいて一層有効にす ることができる。更に、制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位に隣接する配列 は、エンドヌクレアーゼ活性の程度に影響を与えることがあるということは知ら れているので、鋳型の隣接配列の変更は、部分的にしかニックを入れられなかっ たエンドヌクレアーゼのニッキング活性を更に向上させることができる。 好熱性SDAは、所望の熱安定ポリメラーゼおよび熱安定制限エンドヌクレア ーゼの置換を伴って、本質的には従来のSDAと同様に行われる。当然ながら、 反応温度は、選択された好熱性酵素に適したより高温に調整されるであろうし、 そして慣用的な制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位は、選択された熱安定エ ンドヌクレアーゼに適当な制限エンドヌクレアーゼ認識/切断部位によって置き 換えられるであろう。更に、従来のSDAとは対照的に、実施者は、初期熱変性 工程の前に、その温度で酵素が十分に安定である場合、酵素を反応混合物中に含 めることができる。tSDAで用いるのに好ましい制限エンドヌクレアーゼは、 BsrI、BstNI、BsmAI、BslIおよびBsoBI(ニュー・イン グランド・バイラブズ)並びにBstOI(プロメガ)である。好ましい好熱性 ポリメラーゼは、BcaおよびBstである。 高増幅因子(例えば、108〜109)が可能な最適なSDAシステムを開発す るために、緩衝液システムの評価および最適化が勧められる。これは、好熱性S DAで用いるための新規な制限酵素/ポリメラーゼ対合を評価する場合でもある 。このような最適化法は、tSDAのための任意の制限エンドヌクレアーゼ/ポ リメラーゼ組合わせに適当な緩衝液を決定するのに応用することができ、本発明 の技術を用いることなく慣例的な試験のみを必要とする。大部分の場合、従来の SDAで典型的に用いられるKPO4/MgCl2緩衝液がtSDAに適しており 、記載の通りかまたは成分濃度の若干の慣例的変更を伴う。 in situ tSDAでは、増幅のための試薬を、非固定細胞または上記のように 固定され且つ透過性にされた細胞に対して適用する。反応の開始後、標的配列の 増幅を、概して、約50〜65℃で1分間〜2時間、好ましくは、10分間〜1 時間進行させる。tSDAまたは従来のSDAによる in situ 増幅に必要な時 間は、PCRによって同様の水準の標的 in situ 増幅を得るのに必要な時間よ りも有意に少ないことが判っている。若干の場合、in situ tSDAのための試 薬(特に、プライマー)の濃度を in vitro tSDAと比較して増加させて、有 効な増幅のために十分な量が細胞に入るのを確実にすることは好都合でありうる 。細胞からのアンプリコンの漏出は、若干の in situ 核酸増幅法において問題 であった。このような漏出は、種々のパラメーター、例えば、アンプリコンの寸 法、温度、温度循環、および細胞が透過性にされた程度の複雑な相互作用の結果 であると考えられる。細胞中のアンプリコンの保持を促すために、ジゴキシゲニ ン(「dig」)、ビオチンまたはイソチオシアン酸フルオレセイン(FITC )などの残基に対して結合したデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP) を含むdNTP類似体を、場合により、dNTPαSと一緒に増幅生成物中に包 含させることができる。更に別のdNTP類似体は、場合により、増幅生成物を 検出するのに用いられるタグすなわち標識として役立つこともできる。digな どのdNTP類似体の包含は、それぞれの包含された標識残基が、アルカリ性ホ スファターゼ(AP−α−dig)に結合した抗dig抗体に対して結合するこ とによってシグナルを生じるので、増強されたシグナルを提供する利点を有する 。増幅された標的配列は、概して、PCRアンプリコンよりも小さいので、この ようなdNTP類似体の包含は、in situ SDAに特に好都合である。しかしな が ら、SDAアンプリコンがPCRアンプリコンよりも概して小さいとしても、従 来のin situ SDAに関係した漏出は in situ PCRによるよりも少ないこと が観察された。in situ tSDAのより高い温度のために、アンプリコン漏出は 、おそらくは in situ PCRで観察された水準まで増加するかもしれないと予 想された。しかしながら、実際は、高温でのアンプリコン漏出の僅かな増加はあ りうるが、in situ tSDAでのアンプリコン漏出は in situ PCRで見られ るよりもなお有意に少ない。 標的増幅後、生成されたアンプリコンは、特異的核酸配列の検出のための当該 技術分野において知られている方法のいずれによっても検出することができる。 例えば、増幅生成物は、in situ でまたは細胞からのアンプリコンの放出後に、 オリゴヌクレオチド検出用プローブに対する特異的ハイブリダイゼーションによ って検出することができる。検出用プローブは、検出可能な標識、すなわち、検 出可能なシグナルを生じるかまたは生じるように製造されうる残基を含む短いオ リゴヌクレオチドである。標識は、オリゴヌクレオチドプローブ中に、ニックト ランスレーションによって、末端標識によってまたはプローブの化学合成の際に 包含されうる。オリゴヌクレオチドプローブと一緒に用いるための多数の直接的 および間接的に検出可能な標識が当該技術分野において知られている。直接的に 検出可能な標識としては、検出可能にするのに更に反応を必要としない標識、例 えば、放射性同位体、蛍光残基および色素がある。イソチオシアン酸フルオレセ イン(FITC)などの蛍光標識および32Pなどの放射性同位体は、in situ 増 幅された標的配列の直接検出用にプローブを標識する場合に用いるのに好ましい 。間接的に検出可能な標識としては、検出可能にするのに更に別の試薬と反応さ せる必要がある標識、例えば、着色反応生成物を生成することができる酵素、ビ オチン、アビジン、ジゴキシゲニン、抗原、ハプテンまたは蛍光色素がある。酵 素標識からのシグナルは、概して、酵素と、その基質および着色酵素反応生成物 を生じるのに必要な何等かの追加の試薬とを反応させることによって発生する。 ビオチン(またはアビジン)標識は、標識されたアビジン(または標識されたビ オチン)または標識された抗ビオチン(または標識された抗アビジン)抗体に対 して結合することによって検出することができる。ジゴキシゲニンおよびハプテ ン 標識は、通常、標識された抗ジゴキシゲニン(抗dig)または抗ハプテン抗体 に対して特異的に結合することによって検出される。酵素は、本発明において間 接的に検出可能な標識として用いるのに好ましい。最も好ましいのは、アルカリ 性ホスファターゼ(AP)であるが、それは安定であり且つ組織および細胞中で 標識するのに広範囲に用いられてきたからである。APの存在は、基質との反応 によって検出することができる。APの検出に好ましい基質は、Vector Red/Ve ctor Blue(ベクター・ラブズ(Vector Labs),CA)、5−ブロモ−4−クロ ロ−3−インドリルリン酸(BCIP)/ニトロブルーテトラゾリウム(NBT )(シグマ・ケミカル・カンパニー(Sigma Chemical Company),セント・ルイ ス,MO)または Nuclear Fast Red(シグマ・ケミカル・カンパニー)である 。Vector Red は、蛍光の利点を更に有し、従来の光学顕微鏡法によってかまた は蛍光顕微鏡法によって正のシグナルの可視化を可能にする。APとこれらの基 質との着色反応生成物を生じさせる方法は当該技術分野において知られている。 増幅された標的配列を検出用プローブに対するハイブリダイゼーションによっ て検出するために、細胞または組織を、一本鎖の増幅生成物に対するプローブの 特異的ハイブリダイゼーションに適当な反応条件下で、標識されたプローブに対 して暴露する。概して、検出用プローブは、それが、二つの増幅プライマーの結 合部位間にあるアンプリコン中のヌクレオチド配列に対してハイブリッド形成す るように選択されるであろう。しかしながら、検出用プローブは、増幅プライマ ーのどちらかと同様のヌクレオチド配列を有していてもよい。検出用プローブに 対する in situ ハイブリダイゼーションによる検出に適当な方法は、J.B.ロー レンス(Lawrence)ら(1989年,Cell 57,493-502)、J.B.ローレンスら(1990 年,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87,5420-5424)によっておよび米国特許第4,888,2 78号明細書で記載されている。 或いは、増幅生成物は、ウォーカーら(1992b)、上記によって記載のように 、in situ でまたはプライマー伸長による細胞からの放出後に検出することがで きる。プライマー伸長法では、検出可能な標識を含むオリゴヌクレオチドプライ マーを増幅生成物に対してハイブリッド形成させ、そしてポリメラーゼを加える ことによって伸長させる。検出のために、プライマーは、好ましくは、32Pまた は 蛍光標識を用いて5′末端に標識することができる。或いは、ハイブリッド形成 したプライマーの伸長は、直接的にまたは間接的に検出可能な標識を含むdNT P類似体を包含することができる。例えば、プライマーの伸長は、dig誘導体 dNTPを包含することができ、次に、それを、AP−α−digおよび適当な AP基質との反応によって伸長後に検出する。伸長されるプライマーは、増幅プ ライマーと同じであってよいかまたはそれは、増幅プライマーの結合部位間にあ るアンプリコン中のヌクレオチド配列に対してハイブリッド形成する異なったプ ライマーであってよい。 検出可能な標識は、標的配列増幅の際に、アンプリコン中に直接的に包含させ ることもできる。例えば、従来のSDA反応におけるdNTPの一つは、直接的 にまたは間接的に検出可能な標識に対して結合したdNTPを含むdNTP類似 体によって完全にまたは部分的に置き換えることができる。例えば、所望の標識 に対して結合したdUTPは、SDA反応においてdTTPの代わりに置き換え ることができる。次に、ポリメラーゼは、増幅プライマーの伸長によって生じた 増幅生成物中に直接的に標識を包含する。その標識は、直接的にまたは間接的に 検出することができる。好ましくは、dNTPに対して結合した標識は、蛍光顕 微鏡法またはフローサイトメトリーによってアンプリコン中で直接的に検出する ことができる蛍光標識である。 別の好ましい実施態様において、dNTPに対して結合した標識はビオチンま たはジゴキシゲニンであり、それは、ストレプトアビジン/FITCとの反応お よび蛍光顕微鏡法またはフローサイトメトリーによって検出することができる。 第二増幅生成物は、標的配列上のシグナルプライマーのハイブリダイゼーショ ンおよび伸長によって生じた標的配列のコピーである。第二増幅生成物は、増幅 された標的配列の内部セグメント、およびシグナルプライマーと結合している検 出可能な標識を含む。少なくとも、シグナルプライマーの3′末端は、標的配列 に対してハイブリッド形成する配列を含む。それは、更に、第二増幅生成物の捕 捉または固定化を促進する特徴を含むことができるので、それらは、検出、定量 または更に別の操作のために単離することができる。in situ tSDA反応での 第二増幅生成物の同時生成は、均一であり且つ増幅と同時に行うことができるも う一つの検出法を提供する、極めて長い in situ プローブハイブリダイゼーシ ョン工程は排除され、そしてシグナルプライマーの濃度は、ハイブリダイゼーシ ョンプローブに対するよりも低い。より低い濃度自体がバックグラウンドを減少 させ、そしてバックグラウンドを更に減少させるより高い緊縮洗浄をも可能にす る。第二増幅生成物を生じるために、少なくとも一つのシグナルプライマーをi n situ tSDA反応混合物中に包含させる。そのシグナルプライマーは、増幅 プライマーのハイブリダイゼーション部位の下流の標的配列に対してハイブリッ ド形成し、そして増幅プライマーの伸長に似た様式でポリメラーゼによって伸長 される。増幅プライマーの伸長は、標的配列からシグナルプライマーの下流伸長 生成物を置換する。次に、反対側の増幅プライマーは、伸長され置換されたシグ ナルプライマーに対してハイブリッド形成することができ、そしてそれ自体がポ リメラーゼによって伸長され、結果として、標的増幅を示す一層長い二重らせん 中へのシグナルプライマーの包含をもたらす。残りの伸長されないシグナルプラ イマーはいずれも小さいので、それらは細胞外へ洗浄除去することができるが、 伸長されたシグナルプライマーは細胞中に保持される。したがって、標的増幅特 異的シグナルは、標的が存在している細胞と結合するようになり、そして標的が 存在しない細胞にはほとんど存在しない。 次に、ハイブリッド形成した検出用プローブ、伸長されたプライマー、アンプ リコンまたは第二増幅生成物の標識を、好ましくは、in situ で、増幅された標 的配列の存在の指標として検出する。これは、AP、ビオチンまたはdigなど の間接的に検出可能な標識のシグナルを生じるように、細胞に対する試薬の添加 を必要とすることがありうる。細胞の顕微鏡分析は、検出可能な標識が酵素であ る場合に好ましい。顕微鏡分析は、細胞若しくは組織の目視観察(蛍光または光 学顕微鏡法)によるかまたはDISC0VERY(ベクトン・ディキンソン・イメージ・ サイトメトリー(Becton Dickinson Image Cytometry),ライデン,オランダ) などの装置を用いる自動映像分析によって、正の細胞の数およびシグナル強度を 評価することができる。標識が放射性標識である場合、細胞をシンチレーション 液中に懸濁させ、そしてシグナルをシンチレーション計数によって検出すること ができる。直接的に検出可能な蛍光標識の使用は、フローサイトメトリー(例え ば、FACSCAN、ベクトン・ディキンソン・イムノサイトメトリー・システムズ(B ecton Dickinson Immunocytometry Systems),サン・ホセ,CA)による懸濁 液中の細胞の蛍光分析を可能にする。細胞数対蛍光強度のプロット上でのピーク 蛍光の右側への移動は、標的配列を含有する細胞数の増加を示すものである。逆 に、プロット上でのピーク蛍光の左側への移動は、標的配列を含有する細胞数の 減少を示すものである。或いは、増幅生成物は、上記のように検出前に細胞から 放出されうるしまたは、例えば、EtBr染色、検出用プローブのハイブリダイ ゼーション若しくはプライマー伸長によってゲル電気泳動後に増幅生成物のバン ドとして可視化されうる。放射性標識をプライマーまたは検出用プローブに対し て用いる場合、増幅生成物は、ゲルのオートラジオグラフィーによって可視化さ れうる。 in situ 増幅およびフローサイトメトリーによる分析のための細胞を製造する 慣用法は、抗体染色および/または増幅の前に、全血からの末梢血単核細胞(P BMC−例えば、FICOLL 勾配遠心分離)の単離を必要とする。PBMCからT 細胞を単離する追加の工程もまた必要でありうる。このような慣用的なプロトコ ルは、全血試料に関するフローサイトメトリー結果を得るのに約2日間を要する 。現在、全血試料を固定し且つ in situ 増幅させて、試料を調製するのに FACSTM 溶解液(ベクトン・ディキンソン・イムノサイトメトリー・システムズ,サン ・ホセ,カリフォルニア)を用いてたった一日でフローサイトメトリー分析する ことができることが判っている。この溶解試薬は、ジエチレングリコール、ヘパ リン、クエン酸緩衝液およびホルムアルデヒドを含み、pH7.2である。ホル ムアルデヒドの存在のために、FACSTM溶解液は、生物学的試料からの生物障害物 を減少させる利点を提供する。新規な試料調製プロトコルでは、試料を FACSTM 溶解液によって簡単に溶解させた後、上記のように固定し、透過性にし、そして in situ 増幅させる。懸濁液中または組織中の細胞を in situ tSDAおよび 免疫染色両方によって分析する場合、溶解および固定の前に抗体を目的のエピト ープまたは抗原に対して結合させること、および抗体を間接的に検出可能な標識 、例えば、ビオチンに対して結合させることが好ましい。次に、抗体結合体を、 固定によって細胞上で安定化させる。in situ tSDA後、結合した抗体を、適 当 なシグナル発生試薬、例えば、蛍光色素に結合したストレプトアビジンまたは蛍 光色素に結合した抗ビオチンとの反応によって検出する。標的増幅の検出のため の蛍光色素および抗体の蛍光色素は、フローサイトメトリーで別々に検出可能で あり、実施者は、細胞中の標的の存在を確認し且つ標的が見出される細胞の種類 を識別することを同時にすることができる。新規な試料調製プロトコルは、増幅 反応において蛍光標識されたシグナルプライマーの包含によって更に短縮するこ とができる。上記のように、シグナルプライマーは、増幅反応の際に標的増幅特 異的様式で伸長され且つ二本鎖にされて、増幅生成物を検出する追加の増幅後工 程の必要性をなくする。 SDAのための増幅プライマーの設計は、概して、目的の標的部分に対して向 けられた多数のプライマーの合成に続いて、SDA反応においてプライマーの対 の組合わせを試験してそれぞれの対の増幅効率を測定することを必要とする。こ れは、SDAプライマー性能に影響を与えるパラメーターが十分に理解されてい ないことによる。本発明者は、SDAのための増幅プライマーの標的結合部分の 重要でないと思われる変化が、増幅効率に対して有意の且つ予想外の効果を有す ることがあるということ、およびその標的結合部分の融点は、プライミング効率 に必ずしも関係していないということを発見した。in situ tSDAの開発にお いて、HIVのgag遺伝子に特異的な増幅プライマーの第一対を設計した。S DA制限エンドヌクレアーゼの認識部位を含まないgag遺伝子の標的部分を選 択した。標的部分はまた、それぞれが約100bp離れ且つ比較的不変である約 50bpの二つの部分を有することを基準として選択された。次に、プライマー 設計ソフトウェアを用いて、それぞれのプライマー候補の標的結合の融点を決定 し且つプライマーダイマーの形成の可能性を判断した。プライマーは、これらの 予備的結果にしたがって修飾されるかまたは放棄された。8種類の候補「左側」 増幅プライマー(第一鎖上の標的の3′末端に対して向けられた)および9種類 の候補「右側」増幅プライマー(第二鎖上の標的の3′末端に対して向けられた )の最終リストを実験用にコンパイルした。バンパープライマーおよび検出用プ ローブは、融点および増幅プライマーに関して適当な配置だけを考慮して設計さ れた。 「左側」および「右側」プライマーの対の組合わせの増幅効率は、in vitro tSDAにおいてgag標的、BcaポリメラーゼおよびBsoBIのプラスミ ドクローンを用いて実験的に決定された。アンプリコンは、32P標識検出用プロ ーブのハイブリダイゼーションおよび伸長に続くゲル電気泳動によって検出され 且つ定量された。in vitro で最もよい増幅効率の増幅プライマー対は、in situ tSDAで更に開発するために選択された。上記のように最適化された緩衝液 システムにおいて、このプライマーセットは、in vitro tSDAにおいてga g標的配列を10コピー未満検出した(BsoBI部位をイタリック体で示し、 標的結合配列に下線を施している)。 HLA−DQα遺伝子のエクソン3に特異的な1対の増幅プライマーを、in v itro での候補増幅プライマー対の評価のために、ヒト胎盤DNAを用いて同様 に設計した。HLA遺伝子は全ての細胞中に存在するので、この標的は、in sit u tSDAの正対照として用いられるはずであった。アンプリコンの漏出は重要 な問題ではないことが判ったので、僅かながらより小さい標的部分を候補プライ マーの初期識別用に選択した(約75〜100bp)。3種類の「左側」増幅プ ライマーおよび3種類の候補「右側」増幅プライマーを最初に設計し、そして対 の組み合わせで実験的に試験した。上記のように最適化された緩衝液システムに おいて、以下のプライマーセットが最もよい増幅結果を与え、in vitro tSD AにおいてHLA−DQαエクソン3標的配列が5コピー未満検出された。 標的結合配列は、増幅プライマーに対して標的特異性を与える。本発明の増幅 プライマーの標的結合配列は、したがって、SDA以外の核酸増幅プロトコル、 例えば、PCRおよび3SRにおいても有用である。具体的に、標的配列に対す るプライマーの周期的特異的ハイブリダイゼーション、標的配列を鋳型として用 いるプライマーの伸長および標的配列からの伸長生成物の置換を用いるいずれの 増幅プロトコルも、本発明の増幅プライマーの標的結合配列を用いることができ る。添付の配列表で示された増幅プライマーの制限エンドヌクレアーゼ認識部位 などの特殊な非標的結合配列を全く必要としない増幅法(例えば、PCR)に対 して、増幅プライマーは、標的結合配列だけから成ることができる。配列表で示 されたものとは異なった特殊な非標的結合配列を必要とする増幅法(例えば、3 SR)は、挙げられた増幅プライマーの標的結合配列および当該技術分野におい て知られているような選択された増幅法によって必要とされる配列または構造を 含む増幅プライマーを用いることができる。更に、tSDAに適当な別の制限エ ンドヌクレアーゼ認識部位もまた、当該技術分野において知られている方法を用 いて、配列表で示された制限エンドヌクレアーゼ認識部位の代わりに置き換える ことができる。 以下の実験実施例を、本発明のいくつかの実施態様を例証するために与えるが 、請求の範囲によって定義される発明を制限すると解釈されるべきではない。 実施例1 HLA−DQαエクソン3標的を、ヒト急性骨髄性白血病(AML)細胞(K G−1a)において上記の選択されたプライマーセットを用いて in situ で増 幅させ且つ検出した。最初に、細胞を4%パラホルムアルデヒド中で30分間固 定し、そして1Xリン酸緩衝溶液(PBS)中で3回洗浄した。次に、それらを 0.01%サポニンによって20分間透過性にし、そして1X PBSによって 3回洗浄した。固定され透過性にされた細胞(35mM Kpi pH7.6中 に細胞108個/ml)5マイクロリットルを、35mM Kpi,pH7.6、 3mM MgCl2,それぞれ50μMのdGTP、TTPおよびdATP、1 .4mM dCTPαS、500nM増幅プライマー、50nMバンパープライ マー並びに15%グリセロールの40μLに対して加えた。静かに混合した後、 試料を95℃で2分間インキュベートし、そして反応温度(52℃)で維持され た THERMAL-LOKTM温度ブロックに移した。次に、酵素混合物5マイクロリットル を加え(10NEB2 0.5μL、22単位/ml Bca 0.36μL、 160単位/ml BsoBI 1.0μLおよび水3.14μL)且つ混合し て増幅反応を開始した。最終反応容量は50μLであった。30分後、反応を氷 上に置くことによって停止させ、そして増幅生成物を検出した。 放射性標識された検出用プローブ(2X106cpm)を増幅反応に対して加 え、そして増幅生成物に対して95℃で30分に続いて37℃で60分間 in si tu でハイブリッド形成させた。1X SSC 200μL中で25分間2回洗 浄した後、細胞をシンチレーション液中で計数した。1回のこのような実験の結 果は以下の通りであった。 試験管1において、増幅されたKG1a細胞は、HLA−DQαエクソン3特 異的検出用プローブによって探査された。試験管2は、制限エンドヌクレアーゼ が増幅反応から省かれた負の対照であり、tSDAを妨げた。試験管3および4 は試験管1および2に対応したが、標的配列とは無関係のgag特異的検出用プ ローブによって探査された。必要な酵素全部の存在下で増幅され且つHLA−D Qαエクソン3特異的プローブによって検出された試料は全て、in situ で目的 の標的の特異的増幅を示した。 増幅されていない細胞と in situ で生じたアンプリコンとのインキュベーシ ョンを含むように実験を繰返した。これは、アンプリコンの負の細胞への転移を 、細胞表面に対するアンプリコンの付着によってかまたは負の細胞によるアンプ リコンの取込みによって評価することであった。in situ 増幅後、反応を遠心分 離して細胞を沈降させた。上澄みを70℃で15分間インキュベートしてBso BI活性を除去し、そして予め95℃まで2分間加熱された固定され透過性にさ れたKG1a細胞に対して加えた。混合物を52℃で30分間インキュベートし た後、細胞を上記のように、特異的および非特異的(無関係の)検出用プローブ 両方を用いてハイブリッド形成させ、洗浄し、そして計数した。結果を以下に示 す。 制限エンドヌクレアーゼは、試験管1の負の対照反応から省かれた。試験管2 および3は、特異的検出によって完全な増幅反応を示した。試験管3は、試験管 2の場合と同様であるが3倍のポリメラーゼ濃度増加を伴う条件下での in situ tSDAから得られたシグナルを示す。試験管4では、in situ で生じたtS DAアンプリコンを、増幅されていない細胞と一緒にインキュベートした後、そ れを、増幅された試料の場合と同様にハイブリッド形成させ、洗浄し、そして検 出した。試験管4には、試験管2の正シグナルがどれほど、増幅されていない細 胞に対するアンプリコンの非特異的付着によるかを確認することが含まれた。試 験管5〜8は、無関係のgag検出用プローブを負の対照としてハイブリッド形 成させたこと以外は試験管1〜4の反応条件に対応する。前の実験の場合と同様 に、標的の特異的 in situ 増幅は、明らかに、必要な酵素を全て含むそれらの 試料中で起こり且つ特異的HLA−DQαエクソン3プローブによって検出され た。上澄み中で見られることがあるアンプリコンが増幅されていない細胞によっ て取込まれる機序によって生じた偽陽性シグナル発生はある程度生じることがあ るが、試験管2および3での実質的により高いシグナルは、明らかに、in situ SDAが起こっていることを示す。大部分のシグナルは標的特異的であるが、ア ンプリコン転移のためではない。 別の検出システムにおいて、フルオレセインによって標識されたシグナルプラ イマーを用いて実験を繰返した。シグナルプライマーを増幅反応に対して100 nMの濃度で加えた。それによって、蛍光プローブはポリメラーゼによって伸長 し、そして上流の増幅プライマーの伸長によって標的から置換された。氷上で増 幅反応を停止した後、試料をリン酸緩衝溶液150〜200μLによってそれぞ れ5分間の洗浄によって洗浄した。より小さい伸長されていないシグナルプライ マーが細胞から洗浄除去されたが、より長い標的増幅特異的蛍光シグナルプライ マーは、増幅が起こった細胞によって保持された。これらの実験において、洗浄 された細胞は蛍光顕微鏡法によって可視化され、その場合、強い蛍光シグナルは 正の細胞で見られ、そして負の細胞は非蛍光であった。しかしながら、シグナル プライマー伸長は、フローサイトメトリーによる蛍光細胞の検出および/または 計数にも適合する。 同様の実験系列の第三において、増幅生成物を比色検定で検出した。細胞を4 %パラホルムアルデヒド中で20分間固定し、1X PBS中で3回洗浄し、そ して0.01%サポニン中で10分間透過性にした。SDA緩衝液(35mM KPO4 pH7.5、15%グリセロール、4mM MgOAc)中で洗浄し た後、細胞懸濁液(細胞5X105個)5μLを、上記のようなプライマーおよ びdNTPを含むSDA緩衝液40μLに対して加えた。前記のようなHLA− DQαエクソン3プライマーセットを用い、標的変性後に酵素混合物5μLを加 えて標的を増幅させ、最終反応容量を50μLにした。ヒトHLAとマウスMH Cとの間の相同性にもかかわらず、マウスMHC標的はこの増幅システムで増幅 されないので、マウス細胞は負の細胞系として役立った。遺伝子配列データベー スの分析は、ここで用いられたプライマーの結合部分におけるマウスとヒトとの 間の相同性が不十分であることを示し、そして精製マウスDNAをPCRでこれ らのプライマーを用いて増幅できないことによって負であることが確証された。 94℃で2分間の変性後、ジゴキシゲニンで標識された検出用プローブ(1〜1 0nM)を33℃で2時間ハイブリッド形成させた。ハイブリダイゼーションに 続いて、1X SSC中において室温で3回のハイブリダイゼーション後洗浄お よび100mMトリス pH7.5/150mM NaClへの緩衝液交換を行 った。次に、アルカリ性ホスファターゼ(AP)に結合した抗ジゴキシゲニン抗 体(Fcフラグメント)を、細胞と一緒に室温で2〜4時間インキュベートした 。負の細胞から非結合抗体を除去するトリス/NaCl洗浄およびアルカリ性ホ スファターゼ緩衝液(100mMトリス pH9.5/100mM NaCl/ 50mM MgCl2)への交換の後、NBT/BCIPを用いて、増幅が起こ ったそれらの細胞中で発色させた。細胞をスライド上に塗布し(cytospun)、そ して顕微鏡法によって可視化した。ヒト細胞は、HLA−DQαエクソン3検出 用プローブを増幅した細胞中でハイブリッド形成させた場合に強い比色シグナル を生じた。増幅されていない細胞中でのHLA−DQαエクソン3検出用プロー ブに対するハイブリダイゼーションは、負の、または極めて弱いがまだ明らかに 負の比色応答を生じた。他の負の対照には、増幅の不存在(すなわち、SDA酵 素無添加)、検出用プローブの不存在、および非特異的検出用プローブ(すなわ ち、増幅された細胞中のgagまたはニワトリβ−アクチン検出用プローブ)が 含まれ、それらはいずれも検定において負であった。マウス細胞単独では、HL A−DQαエクソン3もgagプローブもほとんど色を生じなかったが、ヒトお よび マウス細胞を増幅反応の際に混合した場合、マウス細胞中の比色シグナルが増加 した。しかしながら、結果は、これが比色検出システム自体の人工物であること 、および負の細胞は非特異的に色素を吸収していることを示唆する。 実施例2 静脈血を、EDTA VACUTAINERTM採血管(ベクトン・ディキンソン・バクテイナ ー・システムズ(Becton Dickinson Vacutainer Systems))に集めた。DNP 結合抗CD4(L120)およびビオチニル化抗CD3(Leu4)抗体を、全 血50μLに対して加え、そして室温で20分間染色した。赤血球を溶解させる ために、1X FACSTM溶解液(ベクトン・ディキンソン・イムノサイトメトリー ・システムズ)1.0mLを各管に対して10分間加えた。細胞を4%パラホル ムアルデヒド中において室温で20分間固定し、そして1X FACSTM溶解液およ び0.025%トゥイーン20の0.5mLを加えることによって透過性にした 。細胞を35mM KPO4によって2回洗浄し、35mM KPO4緩衝液5μ L中に際懸濁させ、そして0.5mLミクロ遠心分離管に移した。 in situ tSDAに対して、35mM KPO4、1.4mM dCTPαS 、それぞれ200μMのdATP、dGTPおよびdTTP、4mM 酢酸Mg 、15%グリセロール、0.05μMの各バンパープライマー並びに0.05μ Mの各増幅プライマーの40μLを、調製された血液試料に対して加えた。試料 を、95℃で3分間に続いて52℃〜55℃で3分間加熱してプライマーをアニ ーリングした。プライマーアニーリング後、酵素配合物(10X NEB2緩衝 液0.5μL、BsoBI 160単位、Bcaポリメラーゼ8単位)5μLを 加えて増幅反応を開始した。試験管を55℃で30分間インキュベートした。増 幅生成物は、フルオレセインで標識された検出用プローブに対するハイブリダイ ゼーションによって in situ で検出された。ハイブリダイゼーションは、特異 的または無関係の検出用プローブ100〜150ngを含有するSDA反応緩衝 液25μL中において95℃で5分間に続いて33℃〜37℃で60分間行われ た。 或いは、増幅生成物は、増幅の際のフルオレセイン標識シグナルプライマーの 包含によって検出された。この場合、増幅反応緩衝液には、特異的または無関係 の5′フルオレセイン標識シグナルプライマー100nMが更に含まれた。初期 加熱工程、酵素混合物の添加および増幅は、上記のように行われた。 検出用プローブの in situ ハイブリダイゼーション後、またはシグナルプラ イマーの存在下のtSDAの完了後に、細胞を1X SSCによって室温で30 分間洗浄した。細胞表面マーカーの抗体染色は、抗DNP−フィコエリトリン( PE)およびCy5/PE標識ストレプトアビジンによって展開された。細胞を 1X PBSによって1回洗浄し、そしてフローサイトメトリー分析のために1 X PBS中に再懸濁させた。側方散乱対前方散乱(SSC対FSC)のドット プロット上で、白血球は実験処理によって影響されないことが示された。すなわ ち、CD4/CD3免疫表現型の、(上記のプライマーセットを用いて)HLA −DQαエクソン3標的の in situ tSDAを施された細胞は、リンパ球、顆 粒球および単球の典型的な集団を示した。リンパ球集団はまた、CD4対CD3 の蛍光ドットプロット上で正常に見えた。これらの実験は、FACSTM溶解液および 免疫表現型決定が両方とも in situ tSDAに適合することを実証した。 in situ tSDAによるHIVの検出のために、HIVゲノムを含有する細胞 系(H9+)を正常な全血と混合し且つ上記のように処理し、そして上記の選択 されたプライマーを用いてgag標的配列を増幅させた。更に、検出用プローブ またはシグナルプライマーとして用いることができる更に別のオリゴヌクレオチ ドを、配列番号:5に代わるものとして用いるために設計した。 SSC対FSCのドットプロット上で、H9+細胞は、白血球集団のいずれよ りも高い前方散乱を有するリンパ球、単球および顆粒球とは別の集団として明ら かに区別できた。HLA−DQαエクソン3およびHIVgag標的を、上記の プライマーセットを用いて in situ tSDAによって増幅させ、そしてシグナ ルプライマーの検出用プローブハイブリダイゼーションまたは包含によって検出 した。FL1対細胞計数のヒストグラムプロットを図1で示す。HLA−DQα エクソン3正対照は、酵素が加えられなかったまたは無関係のプローブ若しくは シグナルプライマーが検出に用いられなかった負の対照反応と比較したところ、 ピーク蛍光の右側への実質的な移動(約100チャンネル)を示した。HIV増 幅反応は、FL1対細胞計数のヒストグラムプロット上で類似した蛍光ピーク移 動を示した。これらの実験は、増幅が in situ で起こったことを確証し、しか も増幅されたHIV標的は溶解した全血中においてフローサイトメトリーによっ て検出することができたことを実証した。検出用プローブおよびシグナルプライ マー検出法に関するピーク移動の大きさは類似していた。 或いは、静脈血を EDTA VACUTAINERTM採血管に集め、そして FICOLL-PAQUETM による遠心分離によってPBMCを単離した。集めた細胞を1X PBSによっ て洗浄し、そしてヒトT細胞強化カラム(R&Dシステムズ)を用いて単球およ びB細胞を除去した。T細胞の多い画分を、DNP結合抗CD4およびビオチニ ル化抗CD3抗体によって室温で20分間染色した。PBS中4%パラホルムア ルデヒド中の20分間の固定後、細胞をPBSによって洗浄し且つ計数した。細 胞を、サポニン10μg/mLによって透過性にし、そして35mM KPO4 によって2回洗浄した。細胞5X105個をKPO4緩衝液5μL中に再懸濁させ 、そして0.5mLミクロ遠心分離管に移した。in situ tSDA、増幅生成物 の検出および免疫表現型決定を、FACSTM溶解液試料調製法に関して上記に記載の ように行った。実験結果は、二つの試料調製法に関してほぼ一致した。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                 Detection of nucleic acids in cells by thermophilic strand displacement amplification                                 Field of the invention   The present invention relates to the amplification of nucleic acids, and in particular to the amplification of nucleic acids in morphologically complete cells. .                                 Background of the Invention   Nucleic acid amplification technology provides a powerful tool for the detection and analysis of small amounts of nucleic acids Came. The extreme sensitivity of such methods is important for the early diagnosis and analysis of infectious and genetic diseases. Genes for isolation and development of specific nucleic acids in forensic medicine Have brought you an attempt. Nucleic acid amplification technology is subject to the temperature requirements of the procedure. Can be classified. Polymerase chain reaction (PCR), ligase chain reaction (LC R) and transcription-based amplification require high temperatures (R) to regenerate single-stranded target molecules for amplification. It requires repeated circulation of the reaction from 85 ° C to 100 ° C) to low temperatures (30 ° C to 40 ° C). In contrast, strand displacement amplification (SDA), self-sustaining sequence replication (3SR) and Qβ rep Methods such as the lipase system are isothermal reactions that can be performed at a constant temperature.   In PCR, the reaction temperature rises after primer extension and newly synthesized The separated strands are separated from the template. Next, lower the temperature and reanneal the primer And the elongation process is repeated. Therefore, the PCR reaction step is constrained by the temperature constraints of the reaction. As a result, it occurs in discrete phases or cycles. In contrast, strand displacement amplification (SDA ), Primer extension, displacement of the single-stranded extension product, extension product (or the original Annealing of the primer to the target sequence) and subsequent primer Elongation occurs simultaneously in the reaction formulation. Conventional SDA (at lower temperatures, usually about 3 Performed at 5-45 ° C.) is described in G. T. Walker et al. (1992a. Proc. Natl. Ac. ad.Sci.USA89, 392-396 and 1992b.Nuc.Acids.Res.20, 1691-1696) Are listed. A thermophilic variant of the SDA reaction (tSDA, described below) has recently been developed. It consists of a thermostable polymerase and a restriction endonuclease. It is carried out at a higher, but still constant, temperature.   The target for amplification by SDA is the endonuclease used in the SDA reaction. And can be produced by fragmenting larger nucleic acids. . However, if the target is a restriction endonuclease recognition required for fragmentation If not adjacent to the site, a restriction engine suitable for nicking in SDA Target nucleic acids having a nuclease recognition site are described in Walker et al. (1992b, supra). And as described in US Pat. No. 5,270,184. S As in the case of DA, the individual steps of the target generation reaction occur simultaneously and sequentially, Contains the terminal recognition sequences required for nicking by restriction enzymes in SDA Generates the target sequence. Since all components of the SDA reaction are present during the target generation reaction, The generated target sequence automatically and continuously enters the SDA cycle and is amplified .   In situ nucleic acid analysis detects and detects specific nucleic acid sequences in morphologically complete cells. And localization. These methods are described, for example, in U.S. Pat.No. 4,888,278. Based on direct hybridization of labeled probes as described in It has been used conventionally. However, such direct hybridizations The method is specific for the nucleic acid of interest, but in each case has a very low copy number May not be sensitive enough to detect the nucleic acid. Detect extremely low copy numbers As an alternative, in situ amplification of the target sequence before in situ detection is extremely interesting Was. In situ nucleic acid amplification uses traditional solution amplification because cells concentrate the amplification products. Where the amplification product can diffuse freely. Or when they are diluted by cell contents that do not contain the sequence of interest. Allows for the detection of fewer molecules than is possible. Nucleic acids are required prior to target sequence detection Because there is no need to extract from cells, in situ methods are used to identify which cells in a population Provides information about the presence of nucleic acids and provides biochemical and morphological characteristics of cells. It further allows the analysis of nucleic acids for gender. In situ amplification is mainly performed by PCR Have been developed (O. Basgara and R. Pomeranz) erantz), 1993, AIDS Research and Human Retroviruses 9 (1), 69-76; Nuovo et al., 1992, Diag. Molec. Pathol. 1 (2), 98-102; M.J. Embleton et al., 1992, Nuc. Acids Res. 20 (15), 3831-3837; Emmetson (Emmetson) et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 357-361; Cominos (Komminoth) et al., 1992, Diag. Molec. Phatol. 1 (2), 85-97; K.P. Chile. Et al., 1992, J. Histochem. Cytochem. 40 (3), 333-341; Haase et al., 1990. Year, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 4971-4975; Basgara et al., 1992, New Engl .J. Med. 326 (21), 1385-1391; Patterson et al., 1993, Science 260. , 976-979). However, due to the multiple cycles of heating and cooling, and PCR, The stringent hybridization conditions necessary to achieve that sensitivity are And not well tolerated by cells. The extracellular diffusion of the amplified sequence is repeated. Increased heating can increase the diffusion signal in the sample. Attempts to reduce the loss of PCR products from cells often involve cross-linking fixatives. Long-term fixation (15 days to several hours) by PCR, in situ amplification by PCR Used for This treatment often requires protease treatment of fixed cells before amplification. (G. Nuovo et al., 1992, Diag. Molec. Pathol. 1 (2), 98-102).   Conventional low-temperature SDA performed in situ (1) immunophenotype for cell identification Improved maintenance of cell structure allowing determination and (2) amplicon in cells Having many advantages over in situ PCR, including significantly improved retention understood. However, the increased temperature of in situ tSDA is due to these features It was unknown what effect it had. Increased temperature (typically with conventional SDA (Approximately 15-20 ° C. in comparison) may provide the advantage of increased reaction specificity and speed. But did not prevent accurate immunophenotyping and cell discrimination. It could also significantly increase cell destruction to levels that would otherwise prevent it. reaction A significant increase in temperature may also increase the diffusion of amplicons outside the cell. Where they are taken up by negative cells and give rise to false positive signals was there. However, surprisingly, cell structures after in situ tSDA As demonstrated by normal forward and side light scattering in cytometry, It turned out to be in perfect condition. Therefore, immunophenotyping is Compatible with itu tSDA temperature and protocol. Applicant has to Cell maintenance involves subjecting cells to repeated cycles of heating and cooling, as in PCR. It is assumed that the damage may be less than the damage. Surprisingly, amplicon It was also found that the spread of the cells hardly increased, Little damage when maintained at a higher constant temperature than It is thought that this is possible.   The following terms are defined herein as follows:   Amplification primers are labeled by primer hybridization and extension. Primer for amplification of the target sequence. For SDA, 3 of amplification primer The 'end is the target binding sequence that hybridizes at the 3' end of the target sequence. Increase The width primer is also 5 'to its target binding sequence, generally at its 5' end. It contains a recognition site for restriction endonuclease near the end. Restriction endonuclease recognition The recognition site is defined as described above by Walker et al. (1992a), supra. Nicks at the double-stranded recognition site of the restriction endonuclease when semi-modified Sequence recognized by a restriction endonuclease that will contain It is. The semi-modified recognition site is a double-stranded recognition site for a restriction endonuclease. Yes, where one strand has a restriction endonuclease on one of the strands of the double helix At least one derivatized nucleotide that prevents cleavage by Including “Nicking” refers to the formation of double helixes, as opposed to typical double-strand breaks. This modified activity in which only one strand is cleaved by a restriction endonuclease Means Semi-modified restriction nickable by restriction endonuclease Any endonuclease recognition site is suitable for use in SDA . Amplification primers for SDA are described by Walker et al. (1992b),1 And STwoIt is called. The α-thio modified deoxyribonucleoside triphosphate is Abbreviations such as "dNTPαS", "dATPαS", and "dCTPαS".   [Bumper] or outer primer binds to the target sequence upstream of the amplification primer. Since the primer is annealed, the extension of the outer primer is Displaces the imer and its extension products, i.e., A copy of the target sequence containing the resulting restriction endonuclease recognition site is replaced . The bumper primer therefore consists only of the target binding sequence and Anneal upstream of the amplification primers and displace them when extended Designed to be. Outer primers are described by Walker et al. (1992b), above. B1And BTwoIt is called. The extension of the outer primer is equivalent to the extension of the amplification primer. Although one method of replacing the material, in some cases, heating may also be appropriate.   The term target or target sequence refers to the nucleic acid sequence (DNA and / or Means RNA). These include the original nucleic acid sequence to be amplified and its complementary Both the second strand as well as a copy of the original target sequence generated by amplification of the target sequence The chain is included.   Amplification products, extension products or amplicons are generated during amplification of the target sequence Oligo or polynucleotide containing a copy of the target sequence.                                 Summary of the Invention   Thermophilic strand displacement amplification (tSDA) is performed on cells in suspension, on slides or in tissue. For in situ amplification of nucleic acid target sequences over conventional in situ SDA Have been adapted by their speed, sensitivity and specificity. Excellent sample morphology As demonstrated by normal light scattering parameters in cytometry, Is preserved despite exposure to temperatures significantly higher than in situ SDA . In situ amplification with tSDA also results in increased immunity despite increased reaction temperature. Both compatible with chemical technology, so both target sequence amplification and immunological staining Can be performed on the same sample. This means that repeated temperature cycling frees cellular antigens of interest. In contrast to in situ PCR, which may be undetectable by epidemiological techniques is there.   The method of the present invention for in situ tSDA generally involves the simple preparation of cells or tissues. Following immobilization, permeabilization and addition of reagents required for tSDA are included. Target sequence If the DNA is DNA, the cells or tissues can be heated briefly before amplification to alter the target sequence. Sexuality. Due to the thermostability of the enzymes involved, heating may optionally involve enzymes. It can occur in a mixture of drugs. Alternatively, after denaturation, cool the sample to the desired reaction temperature. The enzyme can be added at the time. tSDA reactions are typically 55-65 ° C. For 1 minute to 2 hours, but if compatible with the selected enzyme Higher temperatures are also possible. Preheating is not required to denature the target sequence If not, all of the SDA reaction components can be transferred directly to the fixed, permeabilized cells. Typically, simply add at the desired reaction temperature to start the amplification. Unused ply After washing away the primers and enzymes, release the amplification products in situ or from the cells. Detect after leaving.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows the HIV target sequence and HLA-DQα exo by in situ tSDA. 3 shows the results of flow cytometry for amplification of the target sequence.                             Detailed description of the invention   The method of the present invention for in situ nucleic acid amplification by tSDA uses in situ tSD A shows in vitro (solution) tSD with little loss of cell structure and morphology To the discovery that it offers significantly improved sensitivity, speed and specificity of the A protocol Based. Generally, a sample of cells suspected of containing the nucleic acid target sequence (eg, a suspension) Cells or tissue sections) maintain the morphological integrity of the cells but not the cellular proteins. Is fixed by a fixative that does not crosslink or precipitate the material, so that Penetration of primers and other reagents is prevented. Therefore, in fixed cells By immobilized protease to achieve penetration of primers and reagents into the Processing is generally not required.   Crosslinkable or precipitating fixatives can be used in the practice of the present invention. Examples are paraformaldehyde, 4% glutaraldehyde, ethanol / vinegar Acid fixative, Carnowa fixative (acetic acid, ethanol, chloroform), 1% tetraoxide Smium, Bouin's fixative (1.21% picric acid, 11% formaldehyde, 5 . 6% acetic acid), Zenker fixative (5.0% mercury chloride, 2.5% potassium dichlorate) Acetic acid, 5.0% acetic acid, 1.0% sodium sulfate), and acetic acid / methanol fixative There is. FACSTMThe use of lysing solution (Lysing Solution) is for lysis, fixation and permeability Application is enabled using one reagent. Fixation preferred for use in the present invention The solution is 1 to 4% paraformaldehyde, preferably using it for cells or Treats the tissue for about 1 minute to 1 hour. In general, fixed cells should be For example, making it permeable with detergents such as NP40, TRITON or saponin Useful. Under some circumstances, fixation may be optional. That is, tS DA is particularly important in unfixed cells when RNA targets are selectively amplified. can be performed in situ and does not require a preliminary heat denaturation step (see below) Want).   An important feature of the present invention is that the RNA or DNA target sequence, or both, That is, it can be directly amplified using the above-described method. RNA Reverse transcriptase to the tSDA reaction to amplify R (rtPCR-G.J. Nuovo et al., 1992, Diag. Molec. Pathol. 1, 98-102; G.J. Obo et al., 1991, Am. J. Pathol. 58, 518-523; G.J. Nuovo et al., 1991, Am. J. Patho. 1.139,1239-1244). However, tSDA Some of the DNA polymerases used in I know that. They use dNT or RNA or DNA as templates. Polymerize DNA copy of target sequence with inclusion of PαS and displacement from nick Can be done. RNA target sequence therefore adds another reverse transcriptase The same polymer that performs the DNA amplification portion of the tSDA reaction without the need for Can be reverse transcribed. RNA can be obtained by omitting the heat denaturation step or Is treated with DNase before initiating the tSDA reaction, (Ie, with little amplification of the DNA target). next Double-stranded DNA in cells remains double-stranded and unavailable as a template However, the primer hybridizes to the available single-stranded RNA. And increase the specificity of the RNA target sequence by generating cDNA. You can start the width. The cDNA is used in turn as a template for further amplification. Useful. Specific amplification of the RNA target sequence also requires that RN This can be achieved by treating the cells with a gauze-free DNase. Fixing is In the absence of a preliminary heat denaturation step, it helps maintain the integrity of the cells in heat. No fixation is required. However, it makes non-fixed cells or tissue permeable. It can still be useful.   Treatment of cells or tissues with RNase before heat denaturation of double-stranded DNA Degrades the target RNA target sequence and enables specific amplification of the corresponding DNA target sequence You. NaOH (approximately 0.1 M) is also selectively RNA for DNA-specific amplification. Can be used to degrade DNA and denature DNA.   A heat denaturation step (with RNase treatment) prior to annealing of the SDA primer If included, both DNA and RNA target sequences will be amplified There will be. In situ reverse of RNA by DNA polymerase used in tSDA Transcription is generally less effective than DNA synthesis, but surprisingly, in some cases. Therefore, it was found to be more effective than the conventional reverse transcriptase. However, RNA markers The target is usually present in cells in greater numbers than the corresponding DNA target, and quickly The high performance of the resulting amplification of the cDNA will result in any reduced efficiency in the reverse transcription step of the reaction. Overcome and supplement rates. Amplification of both RNA and DNA targets is Gives the maximum number of target sequences that can be amplified, and consequently the potential For most diagnostic applications of the present invention because it provides the greatest sensitivity and maximum number of positive cells to It is particularly preferred.   If the target is heat denatured prior to amplification, the fixed cells or Object (eg, dNTP, KiPOFour, MgClTwo, BSA, DMSO, outer primer Heating, amplification primers, and enzymes that are sufficiently thermostable). Can be. Polymerase and restriction endonucleases are sufficiently hot at denaturing temperature If not, cool the samples to the desired reaction temperature before adding them Can be. If the target is not heat denatured, restriction endonucleases and one or more Or amplification of an SDA reaction mixture containing multiple polymerases on a cell sample. It can simply be added at the reaction temperature chosen to start.   As with conventional SDA, the target for amplification by tSDA is the target The restriction of endonucleases that do not cut the sequence And can be manufactured by making the same into a pigment. However, in situ tS For both DA and traditional in situ SDA, the amplification reaction generally Nuclei with selected restriction endonuclease recognition / cleavage sites for tagging Acids were obtained from Walker et al. (1992, Nuc. Acids Res., Supra) and US Pat. No. 5,270,18. It is preferably produced as described in US Pat.   Prevent one SDA reaction from being cross-contaminated by the amplification products of another reaction To replace dUTP with dTTP without significantly inhibiting the amplification reaction. It can be included in an SDA amplicon. Next, the uracil-containing nucleic acid is: Specific recognition by treatment with UDG (uracil DNA glycosylase) and Can be deactivated. Therefore, dUTP is required to When included in a con, any subsequent SDA reaction will amplify the double-stranded target. Can be processed by UDG before and from previously amplified reactions Any of the dU-containing DNAs will not be amplifiable. Amplified in subsequent reactions Target DNA does not contain dU and is unaffected by UDG treatment Will. Next, UDG is ligated with Ugi (uracil DNA glycosylation) prior to target amplification. (Lase inhibitor). Or UDG is hot Can be deactivated. At tSDA, the higher temperature of the reaction itself (>50 ° C.) At the same time, UDG can be inactivated and the target can be amplified.   SDA lacks 5 'to 3' exonuclease activity and is single-stranded in double-stranded nucleic acids. Initiate polymerization at the nick and displace the strand downstream of the nick while simultaneously It requires a polymerase that uses the strand as a template to generate a new complementary strand. Po Rimerase displacement activity makes the target available for the synthesis of yet another copy and Single-stranded extension products capable of hybridizing two amplification primers in an exponential amplification reaction Which is essential for the amplification reaction. More progressive polymerase Can maximize the length of the target sequence that can be amplified, so they are Good.   Activity of thermophilic polymerases at temperatures conventionally considered appropriate for tSDA Little is known about. Furthermore, the activity of thermophilic restriction endonuclease The activity of the thermophilic polymerase at a temperature compatible with sex was not known. did Thus, screening assays may be performed using candidate restriction endonucleases, if any, And polymerases. Polymerase screening system The stem is a polymer that displaces the downstream strand starting at the single-stranded nick in the double-stranded template. This is an extension assay that tests the ability of the enzyme. It is 5 '→ 3' exonuclease Also check for the presence or absence of activity. 5 '→ 3' exonuclease activity Are known in the art when present in other suitable thermophilic polymerases. It can be inactivated by conventional methods (WO 92/06200). Polymer One of the most common methods to selectively inactivate exonuclease activity in One clones the polymerase gene and is involved in exonuclease activity Identify the portion of the gene sequence that encodes the protein domain, and Inactivation by in vitro mutagenesis. Or, Exonuclea The activity of the polymerase is determined by treating the polymerase with a protease to achieve the desired polymerization and Can be inactivated by isolating a fragment that exhibits only the substitution activity. You. Therefore, the thermophilic polymerase identified in the extension assay is activated at the appropriate temperature. Sex, initiates extension at the nick, and includes a modified dNTP but 5 ' → Having 3 'exonuclease activity, to remove exonuclease activity Therefore, it can be made suitable for tSDA.   Displacement of single-stranded from double-stranded nucleic acids and Starting with a nick, pair the two primers immediately next to each other with both primers. And annealing on the complementary complete sequence. Primer Are usually at their 5 'end,32Labeled by P. Polymerase chain Having displacement activity, formed by adjacent hybridized primers The polymerization can be initiated with “nick” and 5 ′ → 3 ′ exonuclease If it lacks activity, both primers will be extended and the two extension products will be Will be detected. Polymerase lacks 5 '→ 3' exonuclease activity But cannot start extension at nick (eg it needs a gap) And / or if it lacks displacement activity, the extension of downstream primers Only adult products will be detected. Start with Nick but 5 '→ 3' Exonuclea Polymerases with protease activity produce only extension products of the upstream primer. There will be. The extension assay also determines the α-thio dNTP (dNTPαS) contained in the reaction. Needs to be able to be included by the polymerase. Upstream and downstream plastic Imers and their respective extension products are generally Are identified by dimension on the gel.   11 thermophilic DNA polymerases initially screened in the extension assay Exo ~ Vent (New England Biolabs ( New England Biolabs)), exo ~ DeepVent (New England Bath) Io Labs), Bst (BioRad), exo ~ Pfu (Stratagene) (Stratagene)), Bca (Panvera) and sequencing grade Taq (Promega) has all the properties necessary for use in the present invention. It has been certified. Others are routinely performed using the extension assay described above without using the technique of the present invention. Can be identified by means, and any such polymerase Will be suitable for use in tSDA. Polymerase Tth (Boehringer (Boeh ringer)), Tfl (Epicentre), REPLINASE (DuPont Pont)) and REPLITHERM (Epicentre) displace the strand from the nick, but It also has' '3' exonuclease activity. These polymerases, for example, After removing exonuclease activity by genetic engineering, the method of the present invention Useful. Most of the thermophilic polymerases identified so far are at about 50 ° C. Active at 75 ° C., optimally active at about 65 ° C. to 75 ° C., and about 50 ° C. to 6 ° C. Low activity at 5 ° C. However, thermostability of thermophilic restriction endonuclease Is generally limited to less than 65 ° C., so it is thermophilic with optimal activity at lower temperatures Polymerases (eg, Bst and Bca) are thermophilic restriction enzymes in the reaction. It is more compatible with nucleases and is therefore preferred. However, Polymer Restriction endonuclease that is active at higher temperatures compatible with the usual optimum temperature for Creases can be identified and are also useful in the present invention.   Restriction endonucleases suitable for SDA are two of the restriction endonucleases. Only one strand of the semi-modified recognition / cleavage site of the main strand needs to be cleaved ("d "). This nicking activity indicates that nicking makes the reaction permanent and increases the target. Very important because it starts the next cycle of width. Restriction enzymes are generally One strand break at the double helix break site is It must be selectively inhibited. This usually means that the modified or unmodified strand Nucleoside in one strand of the DNA during synthesis so that it is no longer sensitive to Introduction of a tide analog (eg, deoxynucleoside phosphorothioate) And is achieved by: Nucleotide similarity if unmodified strand is protected from cleavage The body can be included in the primer during its synthesis, thus The addition of nucleotide analogs to the reaction does not require the polymerase The requirement that a nucleotide analog can be included is also eliminated.   Nucleotide analog substitutions are nicked by any restriction endonuclease. Tests the nicking properties of restriction endonucleases as it does not cause kinging Is there a large number of thermophilic restriction endonucleases available? Needed to identify any suitable enzymes that may be present. Therefore, the desired properties Screening system for identifying thermophilic restriction endonucleases with System was included in one strand of the double-stranded restriction endonuclease recognition / cleavage site. Modified deoxynucleotides cause two strands from cleavage by the endonuclease. It was devised based on its ability to protect one. This is called the analog-induced nicking assay Or called a chain protection assay.   Single strand casting containing restriction endonuclease recognition / cleavage sites in strand protection assays A primer complementary to a part of the template other than the template and its recognition / cleavage site Combine. Next, the template and primer are combined, typically by radiolabeling. Label. The primer and the template are hybridized and the modified d A semi-modified restriction endonuclease including NTP by extension of the primer This results in a completely double-stranded molecule that contains a site for recognition / cleavage. This product is It is treated with a restriction endonuclease under conditions suitable for cleavage of the main strand. Using electrophoretic analysis of the reaction products under denaturing conditions, the size of the resulting fragments Depending on whether the recognition / cleavage site is nicked, cleaved or cleaved Check if it was not found. The size of the fragment in electrophoresis is Which of the two strands of the position (ie, modified or unmodified) was protected from cleavage It is also used to determine Strand protection assays are performed using conventional techniques. Without using any additional restriction endonucleases for use in the present invention. Can be adapted for screening.   Twenty-eight thermophilic restriction endonucleases were tested using a strand protection assay ( AccI, AspI, BsaI, BsaBI, BsiYI, BslI, BsmI BsmAI, BsmFI, BsmHI, BspWI, Bso Four degenerate sites of BI, two degenerate sites of BsoFI, BsrI, BsrBRI , Two degenerate sites of BsrDI, two degenerate sites of Bst71I, BstNI, BstOI, BstXI, DpnI, HaeII, Maml, MboII, Mv aI, MwoI, SfiI and TthllI). 11 out of 28 types That is, AccI, BslI, BsmI, BsmAI, BsoBI, BsrI, BsrDI, BstNI, BstOI, BstXI and MwoI are at least At least one control nicked during the introduction of one α-thio dNTP. It had a restriction endonuclease recognition / cleavage site. One of the recognition sites for BsmI is Unprotected strand protection was shown when dCTPαS was included. Heat at 50-65 ° C When tested for stability, all but one of the eleven (AccI) were adequate. Of common stabilizers such as double-stranded DNA or BSA The addition could be sufficiently stabilized. Therefore, these endonu The creatase was compatible with the thermophilic polymerase in the tSDA reaction.   In addition, partial or low nicking activity under initial screening conditions for strand protection assays Were identified (eg, Tthll II, BsiYI and BsoFI). Reduced nicking activity hinders SDA Nicking with restriction endonucleases By adjusting (eg, optimizing buffer or adjusting reaction temperature) Optimized) to make those conditions more effective in tSDA. Can be Additionally, sequences flanking the restriction endonuclease recognition / cleavage site May affect the extent of endonuclease activity. Changes in the template flanking sequence are only partially nicked In addition, the nicking activity of the endonuclease can be further improved.   Thermophilic SDA can be used to produce the desired thermostable polymerase and thermostable restriction endonuclease. The procedure is essentially the same as with conventional SDA, with the replacement of the protease. Of course, The reaction temperature will be adjusted to a higher temperature suitable for the selected thermophilic enzyme, And conventional restriction endonuclease recognition / cleavage sites are used to select selected thermostable elements. Place the appropriate restriction endonuclease recognition / cleavage site on the nuclease. Will be replaced. In addition, in contrast to conventional SDA, the practitioner is not Prior to the step, if the enzyme is sufficiently stable at that temperature, the enzyme is included in the reaction mixture. Can be Preferred restriction endonucleases for use in tSDA are BsrI, BstNI, BsmAI, BslI and BsoBI (New In Grand By Labs) and BstOI (Promega). Preferred thermophilic The polymerases are Bca and Bst.   High amplification factors (eg, 108-109) To develop the best SDA system To this end, evaluation and optimization of the buffer system is recommended. This is the thermophilic S Evaluate new restriction enzyme / polymerase pairs for use in DA . Such an optimization method can be performed with any restriction endonuclease / portion for tSDA. The present invention can be applied to determine an appropriate buffer for a remelase combination. Only routine testing is required without the use of the techniques described above. In most cases, traditional KPO typically used in SDAFour/ MgClTwoBuffer is suitable for tSDA As described or with some customary changes in component concentrations.   In in situ tSDA, reagents for amplification are transferred to non-fixed cells or as described above. Apply to fixed and permeabilized cells. After the start of the reaction, Amplification is generally performed at about 50-65 ° C. for 1 minute to 2 hours, preferably 10 minutes to 1 hour. Let time progress. When needed for in situ amplification with tSDA or conventional SDA Is the time required to obtain a similar level of target in situ amplification by PCR. Has been found to be significantly less. In some cases, trials for in situ SDA Increased drug (especially primer) concentration compared to in vitro tSDA It may be advantageous to ensure that sufficient amounts enter the cells for efficient amplification . Leakage of amplicons from cells is problematic in some in situ nucleic acid amplification methods Met. Such leakage can be caused by various parameters, such as the size of the amplicon. The consequences of the complex interactions of the method, temperature, temperature cycling, and the degree to which the cells have been It is considered to be. To promote the retention of amplicons in cells, digoxigeni ("Dig"), biotin or fluorescein isothiocyanate (FITC) ), Etc. attached to a residue such as deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP) The dNTP analogs, including, optionally, are packaged in the amplification product together with dNTPαS. Can be included. Still other dNTP analogs may optionally amplify the amplification product. It can also serve as a tag or label used to detect. dig The inclusion of any dNTP analog is such that each included label residue is an alkaline Binds to anti-dig antibody conjugated to phosphatase (AP-α-dig) And has the advantage of providing an enhanced signal since . Since the amplified target sequence is generally smaller than the PCR amplicon, The inclusion of such dNTP analogs is particularly advantageous for in situ SDA. But But However, even though the SDA amplicon is generally smaller than the PCR amplicon, Leakage associated with upcoming in situ SDA is less than with in situ PCR Was observed. Due to the higher temperature of in situ tSDA, amplicon leakage is Expected to increase to the level observed in in situ PCR. I was imagined. However, in practice, there is a slight increase in amplicon leakage at high temperatures. Although possible, amplicon leakage in in situ tSDA was seen in in situ PCR. Still significantly less than   After target amplification, the resulting amplicons are used for detection of specific nucleic acid sequences. Detection can be by any of the methods known in the art. For example, amplification products may be produced in situ or after release of amplicons from cells. Specific hybridization to oligonucleotide detection probe Can be detected. The detection probe is a detectable label, A short oligonucleotide containing residues that produce or can be made to produce an emissible signal It is a lignonucleotide. The label is nicked in the oligonucleotide probe. By translation, by end-labeling or during chemical synthesis of the probe May be included. Numerous direct for use with oligonucleotide probes And labels that are indirectly detectable are known in the art. directly Detectable labels include those that require no further reaction to be detectable, e.g., For example, radioisotopes, fluorescent residues and dyes. Fluorescein isothiocyanate Fluorescent label such as in (FITC) and32Radioactive isotopes such as P Preferred for use when labeling probes for direct detection of broadened target sequences . Indirectly detectable labels include those that have been reacted with additional reagents to make them detectable. Labels that need to be labeled, such as enzymes, There are otines, avidins, digoxigenins, antigens, haptens or fluorescent dyes. Yeast The signal from the elementary label is generally the enzyme, its substrate and the colored enzyme reaction product. Generated by reacting with any additional reagents necessary to produce Biotin (or avidin) label can be labeled avidin (or labeled Otin) or labeled anti-biotin (or labeled anti-avidin) antibodies And can be detected by binding. Digoxigenin and Hapte N The label is usually labeled anti-digoxigenin (anti-dig) or anti-hapten antibody Is detected by binding specifically to The enzyme is used in the present invention. Preferred for use as an indirectly detectable label. Most preferred is alkali Phosphatase (AP), which is stable and in tissues and cells It has been widely used for labeling. The presence of AP depends on the reaction with the substrate Can be detected by A preferred substrate for the detection of AP is Vector Red / Ve ctor Blue (Vector Labs, CA), 5-bromo-4-chloro B-3-Indolyl phosphate (BCIP) / nitro blue tetrazolium (NBT ) (Sigma Chemical Company, St. Louis) , MO) or Nuclear Fast Red (Sigma Chemical Company) . Vector Red has the additional advantage of fluorescence, which can be achieved by traditional light microscopy or by Allows visualization of positive signals by fluorescence microscopy. AP and these groups Methods for producing colored reaction products with quality are known in the art.   The amplified target sequence is hybridized to a detection probe. Cells or tissues are probed for single-stranded amplification products for detection. Under the appropriate reaction conditions for specific hybridization, the probe And expose. In general, a detection probe is a combination of two amplification primers. Hybridize to nucleotide sequences in the amplicon between the joining sites Would be chosen to be. However, the detection probe is May have the same nucleotide sequence as either one of the two. For detection probe For a suitable method for detection by in situ hybridization, see J.B. Lawrence et al. (1989, Cell 57,493-502); J.B. Lawrence et al. (1990) Natl. Acad. Sci. USA 87, 5420-5424) and U.S. Pat. No. 78.   Alternatively, the amplification product can be obtained as described by Walker et al. (1992b), supra. , In situ or after release from cells by primer extension Wear. In the primer extension method, an oligonucleotide primer containing a detectable label is used. Hybridize to amplification product and add polymerase And thereby elongate. For detection, the primer is preferably32P also Is The 5 'end can be labeled using a fluorescent label. Alternatively, hybridization Extension of the resulting primer is directly or indirectly performed with a dNT containing a detectable label. P analogs can be included. For example, primer extension can be performed with a dig derivative dNTPs, which can then be combined with AP-α-dig and the appropriate Detected after extension by reaction with AP substrate. The extended primer is It may be the same as the primer or it may be between the binding sites of the amplification primers. Different probes that hybridize to nucleotide sequences in different amplicons May be a limer.   The detectable label is incorporated directly into the amplicon during target sequence amplification. You can also. For example, one of the dNTPs in a conventional SDA reaction is a direct Analogous to dNTPs, including dNTPs attached to a detectable label, either directly or indirectly Can be completely or partially replaced by the body. For example, the desired sign DUTP bound to is substituted for dTTP in the SDA reaction Can be Next, the polymerase was generated by extension of the amplification primer. Include the label directly in the amplification product. The label may be directly or indirectly Can be detected. Preferably, the label bound to dNTP is a fluorescent microscope. Direct detection in amplicons by microscopy or flow cytometry Is a fluorescent label.   In another preferred embodiment, the label attached to dNTP is biotin or Or digoxigenin, which reacts with streptavidin / FITC and And fluorescence microscopy or flow cytometry.   The second amplification product is used for hybridization of the signal primer on the target sequence. And copies of the target sequence generated by the extension. The second amplification product is amplified Internal segments of the target sequence Includes signs that can be issued. At least the 3 'end of the signal primer is the target sequence And sequences that hybridize to It is also the capture of the second amplification product. Features that facilitate capture or immobilization can be included so that they can be detected, quantified Or it can be isolated for further manipulations. In situ tSDA reaction The co-production of the second amplification product is uniform and can be performed simultaneously with the amplification. Extremely long in situ probe hybridizations provide another detection method The hybridization step is eliminated, and the concentration of signal primer is Lower than for the probe. Lower concentrations themselves reduce background And also allows for higher stringency washes that further reduce background You. In order to generate a second amplification product, at least one signal primer is used for i Include in the n situ tSDA reaction mixture. The signal primer is amplified The primer hybridizes to the target sequence downstream of the hybridization site. And extended by polymerase in a manner similar to extension of amplification primers Is done. Extension of the amplification primer is performed by extending the signal primer downstream from the target sequence. Replace the product. Next, the opposite amplification primer was Can hybridize to the null primer, and itself Longer double helix extended by limerase, resulting in target amplification This results in the inclusion of the signal primer therein. Remaining unextended signal plug Since all immers are small, they can be washed out of the cell, The extended signal primer is retained in the cell. Therefore, target amplification characteristics Differential signals become associated with the cell in which the target resides, and the target Almost absent in non-existent cells.   Next, the hybridized detection probe, extended primer, Label the recon or second amplification product, preferably in situ, with the amplified label. As an indicator of the presence of a genetic sequence. This can be AP, biotin or dig, etc. Addition of reagents to the cells to produce an indirectly detectable label signal May be required. Microscopic analysis of cells indicates that the detectable label is an enzyme. Is preferred. Microscopic analysis involves visual observation of cells or tissue (fluorescence or light Microscopy or DISC0VERY (Becton Dickinson Image Cytometry (Becton Dickinson Image Cytometry), Leiden, The Netherlands Automated video analysis using such devices as Can be evaluated. If the label is radioactive, scintillate the cells Suspended in liquid and detecting the signal by scintillation counting Can be. The use of directly detectable fluorescent labels has been demonstrated by flow cytometry (eg, For example, FACSCAN, Becton Dickinson Immunocytometry Systems (B ecton Dickinson Immunocytometry Systems), San Jose, CA) Enables fluorescence analysis of cells in liquid. Peaks on plot of cell number vs. fluorescence intensity The shift of the fluorescence to the right indicates an increase in the number of cells containing the target sequence. Reverse In the plot, the shift of the peak fluorescence to the left indicates the number of cells containing the target sequence. It shows a decrease. Alternatively, the amplification products are obtained from the cells prior to detection, as described above. Can be released or hybridized, eg, with EtBr staining, detection probes After gel electrophoresis by lysis or primer extension, the amplification product Can be visualized as Radiolabel to primer or detection probe When used, amplification products are visualized by gel autoradiography. Can be.   Produce cells for analysis by in situ amplification and flow cytometry Conventional methods include peripheral blood mononuclear cells (P) from whole blood prior to antibody staining and / or expansion. BMC-eg, FICOLL gradient centrifugation). PBMC to T An additional step of isolating the cells may also be necessary. Such an idiomatic protocol Requires about 2 days to obtain flow cytometry results on whole blood samples . Currently, FACS is used to prepare and fix whole blood samples by fixing and in situ amplification.TM Lysis solution (Becton Dickinson Immunocytometry Systems, Sun ・ Jose, California) for flow cytometric analysis in just one day I know I can do that. The lysis reagent is diethylene glycol, It contains phosphorus, citrate buffer and formaldehyde and has a pH of 7.2. Hol FACS due to the presence of aldehydeTMLysates are biological obstacles from biological samples. Provide the advantage of reducing. The new sample preparation protocol uses FACSTM After being easily dissolved by the lysis solution, fix as described above, make it permeable, and  Amplify in situ. Cells in suspension or in tissue can be in situ tSDA and When analyzing by both immunostaining, the antibody is Binding to antibodies or antigens, and indirectly detectable labeling of antibodies For example, it is preferable to bind to biotin. Next, the antibody conjugate is Stabilize on cells by fixation. After in situ SDA, the bound antibody was This Signal-generating reagents, such as streptavidin or fluorescent Detection is by reaction with anti-biotin conjugated to the photopigment. For detection of target amplification Fluorescent dyes and antibody fluorescent dyes can be detected separately by flow cytometry. Yes, the practitioner confirms the presence of the target in the cell and the type of cell in which the target is found Can be identified at the same time. A new sample preparation protocol, amplification Further shortening by the inclusion of fluorescently labeled signal primers in the reaction Can be. As described above, the signal primer is a target amplification characteristic during the amplification reaction. Additional post-amplification steps that are extended and double-stranded in an heterogeneous fashion to detect amplification products Eliminate the need.   The design of amplification primers for SDA is generally directed towards the target moiety of interest. Following the synthesis of a number of primers, the pair of primers in the SDA reaction Need to be tested to determine the amplification efficiency of each pair. This This is because parameters affecting SDA primer performance are well understood. It depends. The present inventors have developed a target binding portion of an amplification primer for SDA. Changes that appear to be insignificant have significant and unexpected effects on amplification efficiency And the melting point of its target binding moiety Has not always been involved. For in situ tSDA development Then, a first pair of amplification primers specific to the gag gene of HIV was designed. S A target portion of the gag gene which does not contain a recognition site for DA restriction endonuclease was selected. I chose. The targeting moieties are also approximately 100 bp apart and are relatively invariant. Selected based on having two parts of 50 bp. Next, the primer Using design software, determine the melting point of target binding for each primer candidate And the possibility of primer dimer formation was determined. Primers are Modified or abandoned according to preliminary results. 8 types of candidates "left" Amplification primers (directed to the 3 'end of the target on the first strand) and 9 Candidate "right" amplification primer (directed to the 3 'end of the target on the second strand The final list was compiled for experimentation. Bumper primer and detection primer The lobes are designed with only the proper placement with respect to melting point and amplification primers. Was.   The amplification efficiency of the "left" and "right" primer pair combinations was Plasmid of gag target, Bca polymerase and BsoBI in tSDA It was determined experimentally using a clone. Amplicon,32Pro for P label detection Hybridization and extension followed by gel electrophoresis And quantified. The amplification primer pair with the best amplification efficiency in vitro is in situ  Selected for further development at tSDA. Buffer optimized as above In the system, this primer set is ga in vitro in tSDA. g Less than 10 copies of target sequence detected (BsoBI site in italics, The target binding sequence is underlined).   A pair of amplification primers specific for exon 3 of the HLA-DQα gene was Similar for human candidate placental DNA for evaluation of candidate amplification primer pairs in itro Designed to. Since the HLA gene is present in all cells, this target is u was to be used as a positive control for tSDA. Amplicon leakage is important It was found that this was not a problem. Selected for initial identification of the mer (about 75-100 bp). Three types of "left" amplification Primers and three candidate "right" amplification primers were first designed and then paired. Were tested experimentally. Buffer solution optimized as above The following primer set gives the best amplification results and the in vitro tSD In A, less than 5 copies of the HLA-DQα exon 3 target sequence were detected.   The target binding sequence confers target specificity on the amplification primer. Amplification of the invention The target binding sequence of the primer may therefore be a nucleic acid amplification protocol other than SDA, For example, it is also useful in PCR and 3SR. Specifically, for the target sequence Specific hybridization of primers using target sequence as template Using primer extension and displacement of the extension product from the target sequence Amplification protocols can also use the target binding sequence of the amplification primers of the invention. You. Restriction endonuclease recognition site of amplification primer shown in attached sequence listing And amplification methods that do not require any special non-target binding sequences (eg, PCR). Thus, the amplification primer can consist only of the target binding sequence. Shown in Sequence Listing Amplification methods that require special non-target binding sequences different from those performed (eg, SR) is the target binding sequence of the listed amplification primers and known in the art. Sequence or structure required by the selected amplification method as is known Included amplification primers can be used. In addition, another restriction factor appropriate for tSDA The nuclease recognition site may also be determined using methods known in the art. And replaces the restriction endonuclease recognition site shown in the sequence listing be able to.   The following experimental examples are provided to illustrate some embodiments of the present invention. , Should not be construed as limiting the invention as defined by the claims.                                 Example 1   HLA-DQα exon 3 targets were expressed in human acute myeloid leukemia (AML) cells (K G-1a) In-situ amplification using the primer set selected above. Width and detected. First, cells are fixed in 4% paraformaldehyde for 30 minutes. And washed three times in 1 × phosphate buffer solution (PBS). Then put them Permeabilized with 0.01% saponin for 20 minutes and with 1 × PBS Washed three times. Fixed and permeabilized cells (35 mM Kpi  pH 7.6 Cells 1085 ml of 35 mM Kpi, PH 7.6, 3 mM MgClTwo, 50 μM each of dGTP, TTP and dATP, 1 . 4 mM dCTPαS, 500 nM amplification primer, 50 nM bumper ply And 40 μL of 15% glycerol. After gently mixing, The sample was incubated at 95 ° C for 2 minutes and maintained at the reaction temperature (52 ° C). THERMAL-LOKTMTransferred to temperature block. Next, 5 microliters of the enzyme mixture (10 NEB2 0.5 μL, 22 units / ml Bca 0.36 μL, 160 units / ml BsoBI 1.0 μL and water 3.14 μL) and mix To start the amplification reaction. Final reaction volume was 50 μL. After 30 minutes, the reaction was cooled to ice Stopped by placing on top and detecting amplification products.   Radiolabeled detection probe (2 × 106cpm) to the amplification reaction. And 30 minutes at 95 ° C. followed by 60 minutes at 37 ° C. hybridized with tu. Wash twice in 200 μL of 1X SSC for 25 minutes After cleaning, cells were counted in scintillation fluid. The conclusion of one such experiment The results were as follows.   In test tube 1, the amplified KG1a cells are labeled with HLA-DQα exon 3 Probed by a heterogeneous detection probe. Test tube 2 contains restriction endonuclease Is a negative control omitted from the amplification reaction and prevented tSDA. Test tubes 3 and 4 Corresponded to tubes 1 and 2, but were independent of the target sequence, a gag-specific detection program. Explored by Loeb. Amplified in the presence of all necessary enzymes and HLA-D All samples detected by the Qα exon 3 specific probe were in situ Showed specific amplification of the target.   Incubation of unamplified cells with amplicons generated in situ The experiment was repeated to include the option. This can lead to amplicon metastasis to negative cells. Amp, by attaching amplicon to cell surface or by negative cells It was to evaluate by taking in the recon. After in situ amplification, centrifuge the reaction. The cells were sedimented apart. The supernatant is incubated at 70 ° C. for 15 minutes and Bso BI activity was removed and fixed and pre-heated to 95 ° C for 2 minutes. Was added to the obtained KG1a cells. Incubate the mixture at 52 ° C for 30 minutes After that, cells are probed for specific and non-specific (irrelevant) detection as described above. Both were hybridized, washed and counted. The results are shown below You.   Restriction endonuclease was omitted from tube 1 negative control reaction. Test tube 2 And 3 showed a complete amplification reaction by specific detection. Test tube 3 is a test tube In situ under the same conditions as in Example 2, but with a three-fold increase in polymerase concentration   The signal obtained from tSDA is shown. In test tube 4, tS generated in situ After incubating the DA amplicon with non-amplified cells, This is hybridized, washed and tested as for the amplified sample. Issued. The test tube 4 shows how much the positive signal of the test tube 2 is not amplified. Checking for non-specific attachment of amplicons to cells was included. Trial Test tubes 5-8 were hybridized using an irrelevant gag detection probe as a negative control. Except that the reaction was performed, the reaction conditions corresponded to the test tubes 1 to 4. As in the previous experiment In addition, specific in situ amplification of the target is clearly Occurs in the sample and is detected by a specific HLA-DQα exon 3 probe Was. Amplicons that may be found in the supernatant False positive signal generation due to the mechanism of However, the substantially higher signals in tubes 2 and 3 are clearly in situ Indicates that SDA is occurring. While most signals are target-specific, Not for the amplicon transition.   In another detection system, a signal probe labeled with fluorescein The experiment was repeated with the immer. Signal primer was added to the amplification reaction at 100 Added at a concentration of nM. As a result, the fluorescent probe is extended by the polymerase. And was displaced from the target by extension of the upstream amplification primer. Increase on ice After stopping the width reaction, the samples were each diluted with 150-200 μL of phosphate buffer solution. And washed by washing for 5 minutes. Smaller unstretched signal ply Was washed out of the cells but longer target amplification-specific fluorescent signal primers The mer was retained by the cells in which the amplification occurred. In these experiments, washing Cells were visualized by fluorescence microscopy, where a strong fluorescent signal Found in positive cells and negative cells were non-fluorescent. However, the signal Primer extension involves detecting fluorescent cells by flow cytometry and / or Suitable for counting.   In a third of a similar experimental series, the amplification products were detected by a colorimetric assay. 4 cells Fix in 20% paraformaldehyde for 20 minutes, wash 3 times in 1X PBS, For 10 minutes in 0.01% saponin. SDA buffer (35 mM KPOFour  Wash in pH 7.5, 15% glycerol, 4 mM MgOAc) After the cell suspension (cells 5 × 10Five5 μL of the primers and And 40 μL of SDA buffer containing dNTP. HLA- Using the DQα exon 3 primer set, add 5 μL of enzyme mixture after target denaturation. The target was then amplified to a final reaction volume of 50 μL. Human HLA and mouse MH Despite homology to C, the mouse MHC target was amplified with this amplification system Mouse cells served as a negative cell line. Gene sequence database Analysis of the mouse and human at the binding site of the primers used here. Indicates that the homology between them is insufficient, and the purified mouse DNA is The inability to amplify using these primers confirmed the negative. After denaturation at 94 ° C. for 2 minutes, a detection probe labeled with digoxigenin (1-1 to 1) 0 nM) was hybridized at 33 ° C. for 2 hours. For hybridization Subsequently, after hybridization three times at room temperature in 1X SSC, washing and washing were performed. And buffer exchange to 100 mM Tris pH 7.5 / 150 mM NaCl. Was. Next, an anti-digoxigenin antibody conjugated to alkaline phosphatase (AP) The body (Fc fragment) was incubated with the cells for 2-4 hours at room temperature . Tris / NaCl wash and alkaline eluate to remove unbound antibody from negative cells Sphatase buffer (100 mM Tris pH 9.5 / 100 mM NaCl / 50 mM MgClTwo), Amplification occurs using NBT / BCIP. Color was developed in those cells. Cells are spread on slides (cytospun) and And visualized by microscopy. Human cells were detected for HLA-DQα exon 3 Strong colorimetric signal when hybridization probe is amplified in amplified cells Occurred. Probe for detecting HLA-DQα exon 3 in non-amplified cells Hybridization to negative or very weak but still obvious A negative colorimetric response resulted. Other negative controls include absence of amplification (ie, SDA enzyme Element), the absence of the detection probe, and the non-specific detection probe (ie, The gag or chicken β-actin detection probe in the amplified cells is Included, all of which were negative in the test. In mouse cells alone, HL Both A-DQα exon 3 and the gag probe produced little color, but did not And Colorimetric signal in mouse cells increases when mouse cells are mixed during amplification reaction did. However, the result is that this is an artifact of the colorimetric detection system itself , And negative cells suggest non-specific absorption of the dye.                                 Example 2   Venous blood, EDTA VACUTAINERTMBlood collection tube (Becton Dickinson Bactina) (Becton Dickinson Vacutainer Systems). DNP Bound anti-CD4 (L120) and biotinylated anti-CD3 (Leu4) antibodies were Added to 50 μL of blood and stained for 20 minutes at room temperature. Lyse red blood cells 1X FACSTMLysis solution (Becton Dickinson immunocytometry • Systems) 1.0 mL was added to each tube for 10 minutes. 4% paraphor for cells Fix in room temperature for 20 minutes at room temperature and 1X FACSTMLysate and And made permeable by adding 0.5 mL of 0.025% Tween 20 . Transfer cells to 35 mM KPOFourWashed twice with 35 mM KPOFourBuffer 5μ L and transferred to a 0.5 mL microcentrifuge tube.   35 mM KPO for in situ tSDAFour, 1.4 mM dCTPαS , 200 μM each of dATP, dGTP and dTTP, 4 mM Mg acetate , 15% glycerol, 0.05 μM of each bumper primer and 0.05 μM 40 μL of each of the M amplification primers was added to the prepared blood sample. sample Was heated at 95 ° C. for 3 minutes followed by 52 ° C. to 55 ° C. for 3 minutes to allow the primer to be annealed. Was ringing. After primer annealing, the enzyme formulation (10X NEB2 buffer) 0.5 μL of the solution, 160 units of BsoBI, 8 units of Bca polymerase) In addition, the amplification reaction was started. The tubes were incubated at 55 ° C. for 30 minutes. Increase The width product was hybridized to a fluorescein-labeled detection probe. Detected in situ by quantification. Hybridization is specific SDA reaction buffer containing 100-150 ng of target or irrelevant detection probe 5 minutes at 25 ° C. followed by 60 minutes at 33 ° C. to 37 ° C. in 25 μL of solution Was.   Alternatively, the amplification product is used as a primer for the fluorescein-labeled signal primer during amplification. Detected by inclusion. In this case, the amplification reaction buffer is specific or irrelevant 5 'fluorescein-labeled signal primer at 100 nM was also included. initial The heating step, addition of the enzyme mixture and amplification were performed as described above.   After in situ hybridization of the detection probe or signal After completion of tSDA in the presence of the immersed cells were washed with 1 × SSC at room temperature for 30 minutes. Washed for minutes. Antibody staining for cell surface markers was performed using anti-DNP-phycoerythrin ( PE) and Cy5 / PE labeled streptavidin. Cells Wash once with 1 × PBS and add 1 × for flow cytometry analysis. Resuspended in X PBS. Side scatter vs forward scatter (SSC vs FSC) dots On the plot, it was shown that leukocytes were not affected by the experimental treatment. Sand HLA of the CD4 / CD3 immunophenotype (using the above primer set) -Cells subjected to in situ tSDA for DQα exon 3 target include lymphocytes, condyles A typical population of granulocytes and monocytes was shown. The lymphocyte population also contains CD4 versus CD3 Looked normal on the fluorescent dot plot. These experiments were performed by FACSTMLysate and Immunophenotyping demonstrated that both were compatible with in situ tSDA.   Cells containing HIV genome for HIV detection by in situ tSDA The system (H9 +) is mixed with normal whole blood and processed as described above, and selected as described above. The gag target sequence was amplified using the primers thus obtained. In addition, a probe for detection Or yet another oligonucleotide that can be used as a signal primer Was designed to be used as an alternative to SEQ ID NO: 5.   On a dot plot of SSC vs. FSC, H9 + cells were in any of the leukocyte populations. Apparently separate from lymphocytes, monocytes and granulocytes with higher forward scatter Crab was distinguished. HLA-DQα exon 3 and HIV gag target were Amplified by in situ tSDA using primer set and Detection by hybridization or inclusion of probe for detection of primers did. A histogram plot of FL1 versus cell count is shown in FIG. HLA-DQα Exon 3 positive controls were either no enzyme added or irrelevant probe or When compared to a negative control reaction where the signal primer was not used for detection, A substantial shift to the right of the peak fluorescence (approximately 100 channels) was shown. HIV increase The width response is similar to the fluorescence peak shift on a histogram plot of FL1 versus cell count. Movement. These experiments confirmed that amplification occurred in situ, but only HIV target is also amplified by flow cytometry in lysed whole blood. And demonstrated that it could be detected. Detection probe and signal ply The magnitude of the peak shift for the mer detection method was similar.   Alternatively, use venous blood as EDTA VACUTAINERTMCollect in blood collection tube, and FICOLL-PAQUETM PBMCs were isolated by centrifugation according to Collect the cells with 1X PBS. And washed using a human T-cell enhanced column (R & D Systems). And B cells were removed. The T cell enriched fraction was analyzed for DNP-conjugated anti-CD4 and biotini. Stained for 20 minutes at room temperature with a conjugated anti-CD3 antibody. 4% paraforma in PBS After 20 minutes of fixation in aldehyde, cells were washed with PBS and counted. Fine The vesicles are permeabilized with 10 μg / mL saponin and 35 mM KPOFour Was washed twice. Cell 5X10FiveKPOFourResuspend in 5 μL of buffer , And transferred to a 0.5 mL microcentrifuge tube. in situ tSDA, amplification product Detection and immunophenotyping by FACSTMThe lysate sample preparation method described above Went like so. The experimental results were almost identical for the two sample preparation methods.

【手続補正書】 【提出日】1997年6月2日 【補正内容】 (1)請求の範囲を以下の通り補正する。 『1. 標的配列の in situ 増幅の方法であって、 (a)細胞試料中において、第一増幅プライマーを標的配列の第一鎖に対して 3′に in situ でハイブリッド形成させ、該第一増幅プライマーは、第一標的 結合配列に対して5′に制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含み、そして第一外 プライマーを該増幅プライマーの上流の標的配列の第一鎖に対してハイブリッド 形成させ; (b)第一増幅プライマーおよび第一外プライマーを、 (i)好熱性ポリメラーゼであって、約50℃〜75℃で活性であり、鎖置 換活性を有し、そして5′→3′エキソヌクレアーゼ活性を欠いた上記好熱性ポ リメラーゼ、 (ii)α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸、および (iii)好熱性制限エンドヌクレアーゼであって、その制限エンドヌクレア ーゼ認識部位が該α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の包含によって半修飾 されている場合にその制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入れる、約5 0℃〜75℃で活性である上記好熱性制限エンドヌクレアーゼ の存在下において伸長させ、それによって、制限エンドヌクレアーゼ認識部位を 含む第一増幅プライマー伸長生成物を生成し、そして第一外プライマーの伸長に よって標的配列の第一鎖から第一増幅プライマー伸長生成物を置換し; (c)第一相補鎖を合成することによって第一増幅プライマー伸長生成物およ び制限エンドヌクレアーゼ認識部位を二本鎖にし、それによって、二本鎖制限エ ンドヌクレアーゼ認識部位に制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れ; (d)ポリメラーゼを用いてニックから伸長させ、それによって標的配列のコ ピーを二本鎖第一増幅プライマー伸長生成物から置換し; (e)標的配列が in situ 増幅されるように、ニッキング、伸長および置換 の工程を繰返す工程を含む上記方法。 2. 二本鎖制限エンドヌクレアーゼ認識部位に、AccI、BslI、Bs mI、BsmAI、BsoBI、BsrI、BsrDI、BstNI、BstO I、BstXIまたはMwoIを用いてニックを入れる請求項1に記載の方法。 3. 好熱性ポリメラーゼが、exo~Vent、exo~DeepVent、Bst 、exo~Pfu、Bcaおよび配列決定等級Taqから成る群より選択される請求 項1に記載の方法。 4. 増幅した標的配列を、増幅中の標的配列上のシグナルプライマーのハイ ブリダイゼーションおよび伸長によって生じた第二増幅生成物によって検出する 請求項1に記載の方法。 5.二本鎖HIVgag標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:1の標的結合配列を含む第一増幅プライマーを該標的配列の 第一鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成させ、そして配列番号:2 の標的結合配列を含む第二増幅プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に 対して3′にハイブリッド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマーをポリメラーゼによって伸長させて、第 一および第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)第一および第二増幅プライマー伸長生成物を標的配列から置換し;そし て (d)標的配列が増幅されるように、ハイブリッド形成、伸長および置換の工 程を繰返す工程を含む上記方法。 6.第一および第二増幅プライマーがそれぞれ、α−チオデオキシヌクレオシ ド三リン酸の包含によって制限エンドヌクレアーゼ認識部位が半修飾されている 場合にその制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れられる制限エンドヌク レアーゼの認識部位であって、標的結合配列に対して5′である制限エンドヌク レアーゼ認識部位を含み、そして (a)外プライマーが、第一および第二増幅プライマーの上流の標的配列に対 してハイブリッド形成し;そして (b)第一増幅プライマー、第二増幅プライマーおよび外プライマーが、制限 エンドヌクレアーゼおよびα−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の存在下にお いて伸長して、外プライマーの伸長によって標的配列から置換される第一および 第二増幅プライマー伸長生成物を生成する請求項5に記載の方法。 7.二本鎖HLA−DQαエクソン3標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:6の標的結合配列を含む第一増幅プライマーを該標的配列の 第一鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成させ、そして配列番号:7 の標的結合配列を含む第二増幅プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に 対して3′にハイブリッド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマーをポリメラーゼによって伸長させて、第 一および第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)第一および第二増幅プライマー伸長生成物を標的配列から置換し;そし て (d)標的配列が増幅されるように、ハイブリッド形成、伸長および置換の工 程を繰返す工程を含む上記方法。 8.第一および第二増幅プライマーがそれぞれ、α−チオデオキシヌクレオシ ド三リン酸の包含によって制限エンドヌクレアーゼ認識部位が半修飾されている 場合にその制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れられる制限エンドヌク レアーゼの認識部位であって、標的結合配列に対して5′である制限エンドヌク レアーゼ認識部位を含み、そして (a)外プライマーが、第一および第二増幅プライマーの上流の標的配列に対 してハイブリッド形成し;そして (b)第一増幅プライマー、第二増幅プライマーおよび外プライマーが、制限 エンドヌクレアーゼおよびα−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の存在下にお いて伸長して、外プライマーの伸長によって標的配列から置換される第一および 第二増幅プライマー伸長生成物を生成する請求項7に記載の方法。 9.標的配列をポリメラーゼ連鎖反応で増幅させる請求項7に記載の方法。 10.配列番号:1の標的結合配列、配列番号:2の標的結合配列、配列番号 :6の標的結合配列または配列番号:7の標的結合配列を含むオリゴヌクレオチ ド。』[Procedure amendment] [Submission date] June 2, 1997 [Correction contents] (1) The claims are corrected as follows. [1. A method of in situ amplification of a target sequence,   (A) In a cell sample, the first amplification primer is The 3 'is hybridized in situ and the first amplification primer is Contains a restriction endonuclease recognition site 5 'to the binding sequence and Hybridize the primer to the first strand of the target sequence upstream of the amplification primer Forming;   (B) a first amplification primer and a first outer primer,     (I) a thermophilic polymerase, which is active at about 50 ° C. to 75 ° C .; The thermophilic polypeptide having an exchange activity and lacking 5 'to 3' exonuclease activity. Remelase,     (Ii) α-thiodeoxynucleoside triphosphate, and     (Iii) a thermophilic restriction endonuclease, wherein the restriction endonuclease is Is partially modified by the inclusion of the α-thiodeoxynucleoside triphosphate Nick the restriction endonuclease recognition site if The thermophilic restriction endonuclease is active at 0 ° C to 75 ° C. In the presence of a restriction endonuclease recognition site. To generate the first amplification primer extension product containing Thus displacing the first amplification primer extension product from the first strand of the target sequence;   (C) synthesizing a first complementary strand to obtain a first amplification primer extension product and And the restriction endonuclease recognition site is double-stranded, thereby Nicking the nuclease recognition site with a restriction endonuclease;   (D) extending from the nick using a polymerase, thereby allowing the Displacing the pea from the double-stranded first amplification primer extension product;   (E) nicking, extending and displacing such that the target sequence is amplified in situ The above method comprising the step of repeating the step of:   2. At the double-stranded restriction endonuclease recognition site, AccI, BslI, Bs ml, BsmAI, BsoBI, BsrI, BsrDI, BstNI, BstO 2. The method of claim 1 wherein the nick is nicked using I, BstXI or MwoI.   3. Thermophilic polymerase is exo-Vent, exo-DeepVent, Bst Exo-Pfu, Bca and sequencing grade Taq. Item 1. The method according to Item 1.   4. The amplified target sequence is compared with the signal primer on the target sequence being amplified. Detection by second amplification product generated by hybridization and extension The method of claim 1.   5. A method for amplifying a double-stranded HIV gag target sequence, comprising:   (A) a first amplification primer comprising the target binding sequence of SEQ ID NO: 1 Hybridized 3 'to the target sequence on the first strand, and SEQ ID NO: 2 A second amplification primer comprising a target binding sequence of Hybridized 3 'to the   (B) extending the first and second amplification primers with a polymerase to Producing first and second amplification primer extension products;   (C) displacing the first and second amplification primer extension products from the target sequence; hand   (D) the steps of hybridization, extension and displacement so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of repeating the steps.   6. The first and second amplification primers are each α-thiodeoxynucleotide Restriction endonuclease recognition site is semi-modified by inclusion of dotriphosphate Restriction endonucleus nicked by its restriction endonuclease in case A restriction endonuclease that is a recognition site for a protease and is 5 'to the target binding sequence. Contains a lease recognition site, and   (A) the outer primer pairs with the target sequence upstream of the first and second amplification primers; And hybridize; and   (B) the first amplification primer, the second amplification primer and the outer primer are restricted In the presence of endonuclease and α-thiodeoxynucleoside triphosphate And the first and second primers are displaced from the target sequence by extension of the outer primer. 6. The method of claim 5, wherein a second amplification primer extension product is produced.   7. A method for amplifying a double-stranded HLA-DQα exon 3 target sequence, comprising:   (A) a first amplification primer comprising the target binding sequence of SEQ ID NO: 6 Hybridized 3 'to the target sequence on the first strand, and SEQ ID NO: 7 A second amplification primer comprising a target binding sequence of Hybridized 3 'to the   (B) extending the first and second amplification primers with a polymerase to Producing first and second amplification primer extension products;   (C) displacing the first and second amplification primer extension products from the target sequence; hand   (D) the steps of hybridization, extension and displacement so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of repeating the steps.   8. The first and second amplification primers are each α-thiodeoxynucleotide Restriction endonuclease recognition site is semi-modified by inclusion of dotriphosphate Restriction endonucleus nicked by its restriction endonuclease in case A restriction endonuclease that is a recognition site for a protease and is 5 'to the target binding sequence. Contains a lease recognition site, and   (A) the outer primer pairs with the target sequence upstream of the first and second amplification primers; And hybridize; and   (B) the first amplification primer, the second amplification primer and the outer primer are restricted In the presence of endonuclease and α-thiodeoxynucleoside triphosphate And the first and second primers are displaced from the target sequence by extension of the outer primer. The method of claim 7, wherein a second amplification primer extension product is produced.   9. The method according to claim 7, wherein the target sequence is amplified by a polymerase chain reaction.   10. Target binding sequence of SEQ ID NO: 1, target binding sequence of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: : Oligonucleotide comprising the target binding sequence of 6 or the target binding sequence of SEQ ID NO: 7 De. 』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AU,BR,CA,J P,KR,MX,SG (72)発明者 バン・クリーブ,マーク アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27707,ダーラム,カリバー・パーク・ド ライブ 7301,ナンバー202 (72)発明者 リード,ロバート・アラン アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27713,ダーラム,リメリック・レイン 923────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), AU, BR, CA, J P, KR, MX, SG (72) Inventor Van Cleave, Mark             North Carolina, United States             27707, Durham, Caliber Park de             Live 7301, number 202 (72) Inventor Reed, Robert Allan             North Carolina, United States             27713, Durham, Limerick Lane             923

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 標的配列の in situ 増幅の方法であって、 (a)細胞試料中において、第一増幅プライマーを標的配列の第一鎖に対して 3′に in situ でハイブリッド形成させ、該第一増幅プライマーは、第一標的 結合配列に対して5′に制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含み、そして第一外 プライマーを該増幅プライマーの上流の標的配列の第一鎖に対してハイブリッド 形成させ; (b)第一増幅プライマーおよび第一外プライマーを、 (i)好熱性ポリメラーゼであって、約50℃〜75℃で活性であり、鎖置 換活性を有し、そして5′→3′エキソヌクレアーゼ活性を欠いた上記好熱性ポ リメラーゼ、 (ii)α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸、および (iii)好熱性制限エンドヌクレアーゼであって、その制限エンドヌクレア ーゼ認識部位が該α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の包含によって半修飾 されている場合にその制限エンドヌクレアーゼ認識部位にニックを入れる、約5 0℃〜75℃で活性である上記好熱性制限エンドヌクレアーゼ の存在下において伸長させ、それによって、制限エンドヌクレアーゼ認識部位を 含む第一増幅プライマー伸長生成物を生成し、そして第一外プライマーの伸長に よって標的配列の第一鎖から第一増幅プライマー伸長生成物を置換し; (c)第一相補鎖を合成することによって第一増幅プライマー伸長生成物およ び制限エンドヌクレアーゼ認識部位を二本鎖にし、それによって、二本鎖制限エ ンドヌクレアーゼ認識部位に制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れ; (d)ポリメラーゼを用いてニックから伸長させ、それによって標的配列のコ ピーを二本鎖第一増幅プライマー伸長生成物から置換し; (e)標的配列が in situ 増幅されるように、ニッキング、伸長および置換 の工程を繰返す工程を含む上記方法。 2. 二本鎖制限エンドヌクレアーゼ認識部位に、AccI、BslI、Bs mI、BsmAI、BsoBI、BsrI、BsrDI、BstNI、BstO I、BstXIまたはMwoIを用いてニックを入れる請求項1に記載の方法。 3. 好熱性ポリメラーゼが、exo~Vent、exo~DeepVent、Bst 、exo~Pfu、Bcaおよび配列決定等級Taqから成る群より選択される請求 項1に記載の方法。 4. 増幅した標的配列を検出することを更に含む請求項1に記載の方法。 5. 増幅した標的配列を in situ で検出する請求項4に記載の方法。 6. 増幅した標的配列をフローサイトメトリーによって検出する請求項5に 記載の方法。 7. 増幅した標的配列を顕微鏡検査法によって検出する請求項5に記載の方 法。 8. 増幅した標的配列を、増幅中の標的配列上のシグナルプライマーのハイ ブリダイゼーションおよび伸長によって生じた第二増幅生成物によって検出する 請求項5に記載の方法。 9. 標的配列が二本鎖であり、 (a)第二増幅プライマーを標的配列の第二鎖に対して3′に in situ でハ イブリッド形成させ、該第二増幅プライマーは、第二標的結合配列に対して5′ に制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含み、そして第二外プライマーを該増幅プ ライマーの上流の標的配列に対してハイブリッド形成させ; (c)第二増幅プライマーおよび第二外プライマーを伸長させ、それによって 、制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含む第二増幅プライマー伸長生成物を生成 し、そして第二外プライマーの伸長によって標的配列の第二鎖から第二増幅プラ イマー伸長生成物を置換し; (d)第二相補鎖を合成することによって第二増幅プライマー伸長生成物およ び制限エンドヌクレアーゼ認識部位を二本鎖にし、それによって、二本鎖制限エ ンドヌクレアーゼ認識部位に制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れ; (e)ポリメラーゼを用いてニックから伸長させ、それによって標的配列のコ ピーを二本鎖第二増幅プライマー伸長生成物から置換し;そして (f)標的配列が in situ 増幅されるように、ニッキング、伸長および置換 の工程を繰返す工程を更に含む請求項1に記載の方法。 10.二本鎖HIVgag標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:1の標的結合配列を含む第一増幅プライマーを該標的配列の 第一鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成させ、そして配列番号:2 の標的結合配列を含む第二増幅プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に 対して3′にハイブリッド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマーをポリメラーゼによって伸長させて、第 一および第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)第一および第二増幅プライマー伸長生成物を標的配列から置換し;そし て (d)標的配列が増幅されるように、ハイブリッド形成、伸長および置換の工 程を繰返す工程を含む上記方法。 11.第一および第二増幅プライマーがそれぞれ、α−チオデオキシヌクレオ シド三リン酸の包含によって制限エンドヌクレアーゼ認識部位が半修飾されてい る場合にその制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れられる制限エンドヌ クレアーゼの認識部位であって、標的結合配列に対して5′である制限エンドヌ クレアーゼ認識部位を含み、そして (a)外プライマーが、第一および第二増幅プライマーの上流の標的配列に対 してハイブリッド形成し;そして (b)第一増幅プライマー、第二増幅プライマーおよび外プライマーが、制限 エンドヌクレアーゼおよびα−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の存在下にお いて伸長して、外プライマーの伸長によって標的配列から置換される第一および 第二増幅プライマー伸長生成物を生成する請求項10に記載の方法。 12.二本鎖標的配列をポリメラーゼ連鎖反応で増幅させる請求項10に記載 の方法。 13.二本鎖HIVgag標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:1から成る第一増幅プライマーを該標的配列の第一鎖上の標 的配列に対して3′にハイブリッド形成させ且つ配列番号:2から成る第二増幅 プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成 させ、そして第一および第二増幅プライマーの上流に外プライマーをハイブリッ ド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマー並びに外プライマーを、鎖置換活性を有 する5′→3′エキソヌクレアーゼ欠損ポリメラーゼであって、約50℃〜75 ℃で活性であるポリメラーゼ、α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸およびB soBIの存在下において伸長させ、それによって、外プライマーの伸長によっ て標的配列の第一および第二鎖から置換されるBsoBI認識部位を含む第一お よび第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)相補鎖を合成することによって第一および第二増幅プライマー伸長生成 物およびBsoBI認識部位を二本鎖にし、それによって、二本鎖BsoBI認 識部位にBsoBIによってニックを入れ; (d)ポリメラーゼを用いてニックから伸長させ、それによって標的配列のコ ピーを二本鎖第一および第二増幅プライマー伸長生成物から置換し;そして (e)標的配列が増幅されるように、ニッキング、伸長および置換の工程を繰 返す工程を含む上記方法。 14.増幅した標的配列を、配列番号:5、配列番号11、配列番号:12、 配列番号:13または配列番号:14を用いて検出することを更に含む請求項1 3に記載の方法。 15.二本鎖HLA−DQαエクソン3標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:6の標的結合配列を含む第一増幅プライマーを該標的配列の 第一鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成させ、そして配列番号:7 の標的結合配列を含む第二増幅プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に 対して3′にハイブリッド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマーをポリメラーゼによって伸長させて、第 一および第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)第一および第二増幅プライマー伸長生成物を標的配列から置換し;そし て (d)標的配列が増幅されるように、ハイブリッド形成、伸長および置換の工 程を繰返す工程を含む上記方法。 16.第一および第二増幅プライマーがそれぞれ、α−チオデオキシヌクレオ シド三リン酸の包含によって制限エンドヌクレアーゼ認識部位が半修飾されてい る場合にその制限エンドヌクレアーゼによってニックを入れられる制限エンドヌ クレアーゼの認識部位であって、標的結合配列に対して5′である制限エンドヌ クレアーゼ認識部位を含み、そして (a)外プライマーが、第一および第二増幅プライマーの上流の標的配列に対 してハイブリッド形成し;そして (b)第一増幅プライマー、第二増幅プライマーおよび外プライマーが、制限 エンドヌクレアーゼおよびα−チオデオキシヌクレオシド三リン酸の存在下にお いて伸長して、外プライマーの伸長によって標的配列から置換される第一および 第二増幅プライマー伸長生成物を生成する請求項15に記載の方法。 17.標的配列をポリメラーゼ連鎖反応で増幅させる請求項15に記載の方法 。 18.二本鎖HLA−DQαエクソン3標的配列を増幅する方法であって、 (a)配列番号:6から成る第一増幅プライマーを該標的配列の第一鎖上の標 的配列に対して3′にハイブリッド形成させ且つ配列番号:7から成る第二増幅 プライマーを該標的配列の第二鎖上の標的配列に対して3′にハイブリッド形成 させ、そして第一および第二増幅プライマーの上流に外プライマーをハイブリッ ド形成させ; (b)第一および第二増幅プライマー並びに外プライマーを、鎖置換活性を有 する5′→3′エキソヌクレアーゼ欠損ポリメラーゼであって約50℃〜75℃ で活性であるポリメラーゼ、α−チオデオキシヌクレオシド三リン酸およびBs oBIの存在下において伸長させ、それによって、外プライマーの伸長によって 標的配列の第一および第二鎖から置換されるBsoBI認識部位を含む第一およ び第二増幅プライマー伸長生成物を生成し; (c)相補鎖を合成することによって第一および第二増幅プライマー伸長生成 物およびBsoBI認識部位を二本鎖にし、それによって、二本鎖BsoBI認 識部位にBsoBIによってニックを入れ; (d)ポリメラーゼを用いてニックから伸長させ、それによって標的配列のコ ピーを二本鎖第一および第二増幅プライマー伸長生成物から置換し;そして (e)標的配列が増幅されるように、ニッキング、伸長および置換の工程を繰 返す工程を含む上記方法。 19.配列番号:1の標的結合配列、配列番号:2の標的結合配列、配列番号 :6の標的結合配列または配列番号:7の標的結合配列を含むオリゴヌクレオチ ド。 20.配列番号:5、配列番号:10、配列番号:11、配列番号:12、配 列番号:13または配列番号:14から成るオリゴヌクレオチド。[Claims]   1. A method of in situ amplification of a target sequence,   (A) In a cell sample, the first amplification primer is The 3 'is hybridized in situ and the first amplification primer is Contains a restriction endonuclease recognition site 5 'to the binding sequence and Hybridize the primer to the first strand of the target sequence upstream of the amplification primer Forming;   (B) a first amplification primer and a first outer primer,     (I) a thermophilic polymerase, which is active at about 50 ° C. to 75 ° C .; The thermophilic polypeptide having an exchange activity and lacking 5 'to 3' exonuclease activity. Remelase,     (Ii) α-thiodeoxynucleoside triphosphate, and     (Iii) a thermophilic restriction endonuclease, wherein the restriction endonuclease is Is partially modified by the inclusion of the α-thiodeoxynucleoside triphosphate Nick the restriction endonuclease recognition site if The thermophilic restriction endonuclease is active at 0 ° C to 75 ° C. In the presence of a restriction endonuclease recognition site. To generate the first amplification primer extension product containing Thus displacing the first amplification primer extension product from the first strand of the target sequence;   (C) synthesizing a first complementary strand to obtain a first amplification primer extension product and And the restriction endonuclease recognition site is double-stranded, thereby Nicking the nuclease recognition site with a restriction endonuclease;   (D) extending from the nick using a polymerase, thereby allowing the Displacing the pea from the double-stranded first amplification primer extension product;   (E) nicking, extending and displacing such that the target sequence is amplified in situ The above method comprising the step of repeating the step of:   2. At the double-stranded restriction endonuclease recognition site, AccI, BslI, Bs ml, BsmAI, BsoBI, BsrI, BsrDI, BstNI, BstO 2. The method of claim 1 wherein the nick is nicked using I, BstXI or MwoI.   3. Thermophilic polymerase is exo-Vent, exo-DeepVent, Bst Exo-Pfu, Bca and sequencing grade Taq. Item 1. The method according to Item 1.   4. 2. The method of claim 1, further comprising detecting the amplified target sequence.   5. The method according to claim 4, wherein the amplified target sequence is detected in situ.   6. The method according to claim 5, wherein the amplified target sequence is detected by flow cytometry. The described method.   7. 6. The method of claim 5, wherein the amplified target sequence is detected by microscopy. Law.   8. The amplified target sequence is compared with the signal primer on the target sequence being amplified. Detection by second amplification product generated by hybridization and extension The method of claim 5.   9. The target sequence is double-stranded,   (A) The second amplification primer is placed in situ 3 ′ to the second strand of the target sequence. And the second amplification primer is 5 'to the second target binding sequence. A restriction endonuclease recognition site and a second outer primer Hybridizing to a target sequence upstream of the primer;   (C) extending the second amplification primer and the second outer primer, thereby Generates Second Amplification Primer Extension Product Containing Restriction Endonuclease Recognition Site And the second amplification primer is extended from the second strand of the target sequence by extension of the second outer primer. Displacing the immersion extension product;   (D) synthesizing a second complementary strand to obtain a second amplification primer extension product and And the restriction endonuclease recognition site is double-stranded, thereby Nicking the nuclease recognition site with a restriction endonuclease;   (E) extending from the nick using a polymerase, thereby allowing the Displacing the DNA from the double-stranded second amplification primer extension product; and   (F) nicking, extending and substituting such that the target sequence is amplified in situ The method of claim 1, further comprising the step of:   10. A method for amplifying a double-stranded HIV gag target sequence, comprising:   (A) a first amplification primer comprising the target binding sequence of SEQ ID NO: 1 Hybridized 3 'to the target sequence on the first strand, and SEQ ID NO: 2 A second amplification primer comprising a target binding sequence of Hybridized 3 'to the   (B) extending the first and second amplification primers with a polymerase to Producing first and second amplification primer extension products;   (C) displacing the first and second amplification primer extension products from the target sequence; hand   (D) the steps of hybridization, extension and displacement so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of repeating the steps.   11. The first and second amplification primers are each α-thiodeoxynucleotide. The restriction endonuclease recognition site is semi-modified by the inclusion of sidotriphosphate. Restriction endonuclease nicked by the restriction endonuclease when A restriction endonuclease that is a recognition site for a creatase and is 5 'to the target binding sequence. Contains a nuclease recognition site, and   (A) the outer primer pairs with the target sequence upstream of the first and second amplification primers; And hybridize; and   (B) the first amplification primer, the second amplification primer and the outer primer are restricted In the presence of endonuclease and α-thiodeoxynucleoside triphosphate And the first and second primers are displaced from the target sequence by extension of the outer primer. 11. The method of claim 10, wherein the method produces a second amplification primer extension product.   12. The method according to claim 10, wherein the double-stranded target sequence is amplified by a polymerase chain reaction. the method of.   13. A method for amplifying a double-stranded HIV gag target sequence, comprising:   (A) A first amplification primer consisting of SEQ ID NO: 1 is labeled on the first strand of the target sequence. Amplification 3 'to the target sequence and consisting of SEQ ID NO: 2 Primer hybridizes 3 'to the target sequence on the second strand of the target sequence And hybridize the outer primer upstream of the first and second amplification primers. To form;   (B) The first and second amplification primers and the outer primer have strand displacement activity. 5 ′ → 3 ′ exonuclease deficient polymerase, Polymerase active at C, α-thiodeoxynucleoside triphosphate and B extension in the presence of soBI, thereby extending the extension of the outer primer. And a BsoBI recognition site that is displaced from the first and second strands of the target sequence. And generating a second amplification primer extension product;   (C) First and second amplification primer extension generation by synthesizing complementary strands And the BsoBI recognition site are double stranded, thereby allowing double stranded BsoBI recognition. Nick the site with BsoBI;   (D) extending from the nick using a polymerase, thereby allowing the Displacing the primers from the double-stranded first and second amplification primer extension products; and   (E) Repeat nicking, extension and displacement steps so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of returning.   14. SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, 2. The method according to claim 1, further comprising detecting using SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14. 3. The method according to 3.   15. A method for amplifying a double-stranded HLA-DQα exon 3 target sequence, comprising:   (A) a first amplification primer comprising the target binding sequence of SEQ ID NO: 6 Hybridized 3 'to the target sequence on the first strand, and SEQ ID NO: 7 A second amplification primer comprising a target binding sequence of Hybridized 3 'to the   (B) extending the first and second amplification primers with a polymerase to Producing first and second amplification primer extension products;   (C) displacing the first and second amplification primer extension products from the target sequence; hand   (D) the steps of hybridization, extension and displacement so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of repeating the steps.   16. The first and second amplification primers are each α-thiodeoxynucleotide. The restriction endonuclease recognition site is semi-modified by the inclusion of sidotriphosphate. Restriction endonuclease nicked by the restriction endonuclease when A restriction endonuclease that is a recognition site for a creatase and is 5 'to the target binding sequence. Contains a nuclease recognition site, and   (A) the outer primer pairs with the target sequence upstream of the first and second amplification primers; And hybridize; and   (B) the first amplification primer, the second amplification primer and the outer primer are restricted In the presence of endonuclease and α-thiodeoxynucleoside triphosphate And the first and second primers are displaced from the target sequence by extension of the outer primer. 16. The method of claim 15, wherein the method produces a second amplification primer extension product.   17. The method according to claim 15, wherein the target sequence is amplified by a polymerase chain reaction. .   18. A method for amplifying a double-stranded HLA-DQα exon 3 target sequence, comprising:   (A) A first amplification primer consisting of SEQ ID NO: 6 is labeled on the first strand of the target sequence. Amplification 3 'hybridized to the target sequence and consisting of SEQ ID NO: 7 Primer hybridizes 3 'to the target sequence on the second strand of the target sequence And hybridize the outer primer upstream of the first and second amplification primers. To form;   (B) The first and second amplification primers and the outer primer have strand displacement activity. 5 ′ → 3 ′ exonuclease-deficient polymerase, Polymerase, α-thiodeoxynucleoside triphosphate and Bs elongation in the presence of oBI, whereby by extension of the outer primer A first and second sequence containing a BsoBI recognition site that is displaced from the first and second strands of the target sequence. And generating a second amplification primer extension product;   (C) First and second amplification primer extension generation by synthesizing complementary strands And the BsoBI recognition site are double stranded, thereby allowing double stranded BsoBI recognition. Nick the site with BsoBI;   (D) extending from the nick using a polymerase, thereby allowing the Displacing the primers from the double-stranded first and second amplification primer extension products; and   (E) Repeat nicking, extension and displacement steps so that the target sequence is amplified. The above method comprising the step of returning.   19. Target binding sequence of SEQ ID NO: 1, target binding sequence of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: : Oligonucleotide comprising the target binding sequence of 6 or the target binding sequence of SEQ ID NO: 7 De.   20. SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, An oligonucleotide consisting of SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14.
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