JPH10509594A - 遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー - Google Patents

遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー

Info

Publication number
JPH10509594A
JPH10509594A JP8517186A JP51718696A JPH10509594A JP H10509594 A JPH10509594 A JP H10509594A JP 8517186 A JP8517186 A JP 8517186A JP 51718696 A JP51718696 A JP 51718696A JP H10509594 A JPH10509594 A JP H10509594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
primer
ssr
amplification
adapter
primers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP8517186A
Other languages
English (en)
Inventor
モルガンテ,ミケレ
ボゲル,ジユリー・マリー
Original Assignee
イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー filed Critical イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
Publication of JPH10509594A publication Critical patent/JPH10509594A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6858Allele-specific amplification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/16Primer sets for multiplex assays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/172Haplotypes

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 多型を検出するためにゲノムをスクリーニングするための自己固定プライマーとして用いる複合ミクロサテライトを提供する。好ましい複合ミクロサテライトプライマーは、隣接するジヌクレオチド対が複合連結部を越えて同周期である共通のヌクレオチドを含む完全複合ジヌクレオチドプライマーである。有用な態様において、これらの同周期複合プライマーをAFLPアッセイの変形を含む他の既知のスクリーニングアッセイに適用した。

Description

【発明の詳細な説明】 遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー 発明の分野 本発明は、DNA配列多型の同定及び分析のための自己固定プライマーとして の完全複合の単純配列反復(SSR)の使用に関する。より具体的には、植物及 び動物ゲノムの両方における単純配列反復(SSR)のどの一つの型も異なる型 のSSRに直接隣接してしばしば存在し、通常、両SSRにより共有される成分 ヌクレオチドの一つが完全な周期性を有していることが述べられている。この所 見により、反復間増幅及び増幅断片長多型アッセイを含むポリメラーゼ連鎖反応 に基づいた多様(multiplexed)なゲノムアッセイの新しい変形にお いて、自己固定プライマーを考案できるようになった。これらの方法の変形は、 集合的に、ミクロサテライト多型座の選択的増幅(SAMPL)と呼ばれている 。 発明の背景 真核生物ゲノムの地図を作成できることは、遺伝病の診断、並びに植物育種及 び法医学にとって必須の道具になってきている。あらゆる遺伝的連鎖地図の解明 のために絶対必要なことは、DNA配列の変異を同定できることである。表現型 が同一の個体間の遺伝的(DNA)多型が存在し、遺伝子地図作成のためのマー カーとして用いることができるという認識は、真核生物の連鎖地図を明らかにす る技術において主要な前進を生み出した。 遺伝的多型を同定するための技術は比較的少なく、現在までのところ、時間が かり多大な労力を要する。最も一般的な技術の一つは、制限酵素 切断片長多型またはRFLP(Botstein等、Am.J.Hum.Gen et. 342、314、(1980))と呼ばれる。RFLP技術を用いると、 制限酵素分析からのDNAバンディングパターンを区別することにより、ゲノム の単一または複数の点突然変異に基づく遺伝的マーカーを検出することができる 。制限酵素はDNAを特定の標的部位配列で切断するので、この部位内の点突然 変異は認識部位の損失または獲得をもたらし、そのゲノム領域において異なった 長さの制限フラグメントを生じる。DNA断片の挿入、欠失、逆位により引き起 こされる突然変異もまた、DNA制限フラグメントの長さの変異をもたらす。遺 伝子型間の異なる長さのゲノム制限フラグメントは、サザンブロット上で領域特 異的プローブで検出することができる(Southern、E.M.、J.Mo l.Biol. 98、503、(1975))。ゲノムDNAは、典型的には、 一般に好まれるほとんどあらゆる制限酵素で消化される。得られたフラグメント は電気泳動的に大きさを分離され、膜に移され、そして次にゲノムの特定の領域 に対応するフラグメントを検出するために、適当に標識したプローブに対してハ イブリダイズされる。RFLP遺伝的マーカーは、表現型的にサイレントの突然 変異における遺伝的変異を検出することにおいて特に有用であり、非常に正確な 診断用道具として使える。RFLP分析は、共優性の遺伝的マーカーの作成にお ける有用な道具であるが、制限フラグメントを電気泳動的に分離する必要がある という難点があり、そして、有意の多型マーカーを検出できる比率を示す有効な バックグラウンドを達成するために、多大な最適化をしばしば必要とする。加え て、RFLP法は、実際の制限部位内に存在するDNA多型に依存する。ゲノム におけるいかなる他の点突然変 異も通常検出されないままである。このことは、本来低いレベルのDNA多型を 有するゲノムをアッセイする時に、特に難しい問題である。このように、RFL Pの差異は、しばしば同定することが困難である。 多型の遺伝的マーカーを同定する他の方法は、任意の配列の短いプライマーを 用いるDNA増幅を用いる。これらのプライマーは、「無作為に増幅した多型D NA」または「RAPD」プライマー、Williams等、Nucl.Aci ds.Res. 、18、6531(1990)及び米国特許第5,126,23 9号(また欧州特許0 543 484 A2号、国際公開第92/07095 号、国際公開第92/07948号、国際公開第92/14844号、及び国際 公開第92/03567号)と呼ばれている。RAPD法は、標準的な増幅バッ ファー、dATP、dCTP、dGTP、及びTTPヌクレオチド、並びにTa ポリメラーゼのような耐熱性DNAポリメラーゼを用いて、二本または一本鎖 の非標的の任意のDNA配列を増幅する。プライマーのヌクレオチド配列は、典 型的には、約9ないし13塩基の長さで、50及び80%の間のG+C組成で、 パリンドローム配列を含まない。単一ヌクレオチドのようなゲノム間のわずかな 違いもRAPDプライマーの結合/標的部位に影響を及ぼすことができ、PCR 産物を片方のゲノムから生じることができるがもう片方からは生じることができ ない。かかる時間がより少なく、より多くの情報を提供し、そして、容易に自動 化に適応できることにおいて、遺伝的多型のRAPD検出はRFLPより進んで いることを示す。しかしながら、RAPDアッセイの使用は優性の多型のみを検 出できる、すなわち、この方法では、集団における一つの遺伝子座の全ての対立 遺伝子を同時に調べることができない点において制限さ れる。それにもかかわらず、多型の検出のための感度のために、RAPD分析及 びRAPD/PCR法に基づいた変形は、動物及び植物界の両方において種また は近縁の属内の遺伝的変異を分析するために一般に好まれる方法となっている。 遺伝的多型を同定しマッピングするためにより最近に導入された三番目の方法 は、増幅断片長多型またはAFLP(M.Zabeau、欧州特許第534,8 58号)と呼ばれる。AFLPは、分析するゲノムDNAを特異的に消化するた めに制限酵素を用いるという点においてRFLPに概念が類似する。これらの二 つの方法の主要な違いは、アダプタープライマーとのPCR増幅のための標的部 位として使われる特定の既知のアダプター配列を付加することにより、AFLP において生じた増幅制限フラグメントが修飾されることである。簡潔に言えば、 単一または二つの制限酵素の組み合わせで、後者では「頻繁な」制限酵素を「稀 な」制限酵素と組み合わせて用いて完全消化することにより、制限フラグメント をゲノムDNAから生じる。これらの酵素の一つがテトラヌクレオチド認識部位 を有し、他の酵素がヘキサヌクレオチド部位を有する時、最も望ましい結果が得 られる。そのような二重酵素消化は、単一及び二つの酵素で消化されたゲノムD NAフラグメントの混合物を生じる。次に、適度な長さ(10−30塩基)の合 成オリゴヌクレオチドからなる二本鎖アダプターをこれらの制限フラグメトの末 端に特異的に連結する。異なる制限部位に対応する個々のアダプターは全て、異 なるDNA配列を保有する。 これらのアダプターの一つで、通常、ヘキサヌクレオチド部位の制限酵素に対 応しているものは、ビオチン部分を保有する。ビオチン−スト レプトアビジン捕獲方法論の応用は、全ての非ビオチン化制限フラグメント(両 末端でヘキサヌクレオチド制限部位により境界づけられるもの)の選択的除去を もたらし、従って、その集団は片方または両末端でビオチン化アダプターを保有 しているフラグメントに関して効果的に濃縮される。結果として、DNAフラグ メント混合物はまた、各末端に異なる制限部位を有している非対称フラグメント に関して濃縮される。選択されたフラグメントは、アダプター/制限部位配列に 対応するオリゴヌクレオチドプライマーを用いたPCR増幅のための鋳型として 働く。これらのアダプタープライマーはまた、DNAフラグメント上で制限部位 に直接隣接するゲノム配列にアニールしそこから重合を開始する、1から10ま での任意のヌクレオチドを3’末端に含むことができる。 この型のプールしたフラグメント鋳型及びアダプタープライマーを用いたPC R反応は、多数のゲノムフラグメントの共増幅(co−amplificati on)をもたらす。制限部位またはその制限部位に直接隣接した1−10ヌクレ オチドの領域におけるゲノム間のいかなるDNA配列の違いも、生じるPCR産 物において違いまたは多型(優性及び共優性)をもたらす。多数のフラグメント が同時に共増幅され、これらのいくつかの部分はゲノム間で多型である。 多型をアッセイする四番目の方法は、大部分のゲノムにおいて見いだされるあ る反復ヌクレトチド配列から生じる高度な長さの変異を利用することに関してい る。全てではないにしても大部分の真核生物のゲノムは、単純配列反復(SSR )、単純配列長多型(SSLP)、ジヌクレオチド、トリヌクレオチド、テトラ ヌクレオチド、またはペンタヌクレオチド反復、及びミクロサテライトと様々に 呼ばれる反復塩基配列で占 められる。単純配列反復は、遺伝的マーカーとして有用であることが示されてき た(DE38 34 636A、Jackle等;Weber等、Am J H um Genet 44、388、(1989);Litt等、Am J Hu m Genet 4、397、(1989))。Weber等(Genomic 11、695、(1991))は、哺乳類のゲノムの比較分析及びマッピン グのためにSSRをうまく用い、いくつかのグループ(Akkaya等、Gen etics 132、1131(1992)、Morgante & Oliv ieri、Plant 3、175(1993)、Wu & Tranks ley、Mol.Gen.Genet. 241、225、(1993))は、 植物ゲノムで同様な結果を示した。SSR多型は少量のゲノムDNAを用いてP CRにより検出でき、RAPDと異なり、共優性のマーカーを提供し、高度な遺 伝的多型を検出できる(Weber、J.L.(1990)In Tilghm an、S.、Daves、K.、(eds)「Genome Analysis 第一巻:Genetic and physical mapping」Co ld Spring Harbor Laboratory Press、15 9−181頁)。 SSRPCRプライマーは、多型を検出するために非常に効果的であるけれど も、これらの使用は様々な実用的な欠点がある。典型的には、これらの方法によ り生じるマーカーは、まず最初にゲノムライブラリーを構築し、このライブラリ ーを特定の反復配列のコア要素を表すプロブでスクリーニングし、陽性クローン を精製及びシークエンシングし、そして、各クローン化したSSR座に対して隣 接している配列に特異的なプライマーを合成することにより得られる。次に、ゲ ノムDNAを多 型に関して選別するために増幅し、次いでゲノムのマッピングを行う。この全工 程は、時間がかかり、高額で、技術的に過大の労力を要し、結果として、その応 用において幾分制限されていた。 少なくとも一つの方法がこれらの制限を回避するための試みとして開発され、 特定のSSR座配列の演繹的な知識なしに、より直接的に多型のSSRマーカー を使用することを可能にする。Zietkiewcz等(Genomics、2 0、176、(1994))は、例えば、動物及び植物ゲノムにおいて隣接した (CA)n反復間の長さの多型を検出するために、単一プライマーPCR増幅を 用いることができることを示す。このアッセイに用いられたPCRプライマーは 、各々、2ないし4ヌクレオチドの既知または任意の配列が5’または3’に直 接隣接している特定のSSR配列を含み、これらのアンカー配列は、ゲノム中の SSR配列に隣接する非SSRゲノム配列にアニールし、各付合するSSR座で 単一の位置にプライマーを「固定」するために働く。隣接するSSR配列が反対 向きでゲノム中で十分密接して配置している時生じる放射性標識したSSR−S SR増幅産物は、ゲル電気泳動、続いてオートラジオグラフィーにより分析され る。この方法は、ゲノムからSSRをクローニング及びシークエンシングする必 要を除き、単一座のSSRに関して濃縮された多型バンディングパターンを示す 。Zietkiewicz等は、この濃縮されたパターンを、SSRプライマー が同時に多数のSSR標的座にアニールしそこから重合を開始できる任意の配列 アンカーの使用の結果であるとする。 Zetkiewiczに類似する概念において、Wu等(Nuleic Ac ids Res.22、3257、(1994))は、任意配 列のRAPDプライマーの存在下でミクロサテライト反復からなる放射性標識し た5’固定プライマーを用いて非対称熱循環したPCRによりゲノムDNAを増 幅する、多型を検出するための方法を教示する。Wu等の方法は、ミクロサテラ イト反復の多くの特徴を含む遺伝的マーカーを作成するために有用である。Wu 等は、増幅のための複合のミクロサテライト反復プライマーの使用を開示してい ない。 単純配列反復を幾通りかに分類できる。ヒト(CA)nまたは(GT)n反復を 分類し、特性化することにおいて、Weber、J.L.(Genome An alysis 第1巻、159、1990、Cold Spring Harb or Laboratory Press、NY)は、少なくとも3つの型の( CA)nSSR、すなわち、単純完全SSR、単純不完全SSR、及び複合SS Rを定義する。各完全SSRは、反復内に中断のない単純(CA)n横並び配列 であると考えられる。不完全SSRは、反復の連続内に3つまでの非反復塩基の 一つまたはそれより多い中断を有する反復配列として定義される。複合SSRは 、一続きの異なる配列の短い横並び反復に隣接したまたは3ヌクレオチド以内の CAまたはGT反復領域を有する配列として定義される。Weberは、ヒトに おける完全配列反復は、ゲノムからクローン化された全(dC−dA)n(dG −dT)n配列の約65%、不完全反復は約25%、そして、複合反復は約10 %を構成することを示す。Weberは、完全反復が最も長い非中断反復ブロッ クを含むので、最も有用な情報を提供するようであると理論化する。Weber はまた、12またはそれより多い非中断単位からなる反復は、より短い反復領域 より一貫してより多型であることを教示する。不完全反復は、一般的により短い 反復領 域を含むので、多型の指標として有用性がより低いようである。複合反復は、一 般的に、あまり特徴づけられておらず、それらの潜在的な有益性は明確には確立 されていない。 他者は、遺伝的連鎖地図を構築するために、完全、不完全、及び複合SSR座 内で検出できる多型を用いてきた。Buchanan等(Mammalian Genome 、4、258、(1993))は、絶対的な多型レベルに関して、 ヒツジゲノム中の異なるSSR型の使用においてほとんど差がない、すなわち、 完全、非完全、及び複合反復は、異なる頻度で(完全及び不完全単純SSRは複 合より頻度が高い)ゲノム中に存在しているようであるけれども、類似したBo tstein等により定義された平均の多型情報量(PIC)値(Am.J.H um.Genet.、32、314、(1980))を有することが見いだされ たことを教示する。大西洋サケゲノムにおける(GT)nSSRの研究において 、Slettan等(Animal Genetics、24、195、(19 93))は、完全及び不完全単純SSRの両方を見つけたが、複合反復は何も見 つからなかった。ウマゲノムの調査において、Ellegren等(Anima l Genetics 、23、133、(1993))は、完全または不完全単 純反復を増幅するために考案したプライマーを用いて、ウマ遺伝子型間の(TG )n及び(TC)n反復に関する最も高いレベルの多型を検出し、すなわち、8つ のクローン化した(GT)n反復のうち2つは、構造において複合であることが 同定された(一つは完全、一つは不完全)けれども、いずれもさらに特徴づけら れなかった。Condit & Hubbell(Genome 34、66( 1991))は、熱帯樹及びトウモロコシからの(AC)n 及び(AG)n反復を保有している大きいインサートのクローンを特徴づけるこ とにおいて、一つの型の反復を保有しているインサートの10−20%は他の型 も保有すること、及び多くの(AC)n部位は他の二塩基反復も近接してまたは すぐ近くに有することを見いだした。最後に、Browne等(Nucl.Ac ids Res .、20、141、(1991))は、縮重した(CA)nプラ イマーでのDNAシークエンシングによりヒトゲノム中の(CA)nSSR配列 を特徴づける試みにおいて、(CA)n反復の88%がCA反復の片方または両 末端でAT塩基を保有することを開示している。 現在までのところ、文献における記録は、ゲノム中の複合SSRの出現率はゲ ノムの各型で変わるけれども、完全または不完全単純SSR配列のいずれかの出 現率より低いことを示す。それにもかかわらず、複合SSR配列の情報量(PI C値)は、一般的に高いことが示されてきた。加えて、これらの文献は、複合S SR座を特異的に単離することにより遺伝的多型を検出することは通例かろうじ て成功する、すなわち、個々の複合SSR座を認識し従ってこれを特異的に単離 するために考案されたプローブまたはプライマーを使用することは、より多数の 単純SSR配列の単離に比べると、多数の新しいSSRマーカーを生じる効率が 低いことを示す。しかしながら、出願人等は、予期せず、複合SSR、特に(A T)n反復を含んでいるものが、真核生物ゲノムにおいて非常に多型であること 、及び本明細書において完全同周期(in−phase)複合SSRと名付けら れた特定の型のSSRに特異的にアニールするように考案されたオリゴヌクレオ チドが、真核生物ゲノム間の多型の作成及び検出において特に有用であることを 発見した。「完全」複合SSR は、各々がジ、トリ、テトラ、またはペンタヌクレオチド単位から構成されるこ とができる2つの異なる反復配列が、2つの反復ブロック間で3個以下の介在す る塩基を有して違いに非常に近くに位置するものである。完全複合反復の一つの 種類は、2つの構成反復が介在する塩基なしに違いに直接接しているものである 。さらに、間隔が反復連結部を越えてそして二つの反復ブロックの長さにわたっ て保存される共通ヌクレオチドを成分単純反復の両方が共有する場合、完全複合 SSRを「同周期」であると分類することができる。例えば、同周期完全複合S SR、(AT)n(AG)nは、この完全複合構造の両成分にわたってアデノシン 塩基を「同周期」で保持する。 出願人等は、(dC−dA)n(dT−dA)n のような同周期完全複合SSR配列が、動物及び植物ゲノムの両方において豊富 にあることを発見した。完全複合SSR配列の各型の出現頻度は、種内並びに種 間で変わるけれども、同周期である配列は、調べた全ての真核生物ゲノムにおい て十分に高頻度であり、そして、十分に分散及び高度に多型の両方であるようで ある。そのような直接隣接した同周期完全反復がまたがる連結部は、完全に予期 できるといる所見に基づき、出願人等は、反復間増幅及び増幅断片長多型アッセ イを含むポリメラーゼ連鎖反応に基づく多数ゲノムアッセイの新しい変形におい て、同周期複合配列を自己固定プライマーとして含んでいる合成オリゴヌクレオ チドを用いる方法論を開発した。出願人等は、複合SSRプライマーの5’末端 が、3’末端反復から起こるプライマー伸長のための非常に効率のよいアンカー 塩基として働くことを見いだした。このプライマー伸長は、複合SSR標的配列 の内部から始まり、従って、標的SSR座での異なる対立因子間の長さの変異は 、得られる増幅産物におい て対応する長さの変異として検出できる。そのような増幅プライマーとしての完 全複合SSRの使用は、高割合が多型(80%までも高い)である多数の産物を 生じる。出願人等は、本発明の方法が、共優性及び優性の両方の多数のゲノム多 型の同時同定を非常に促進すると信じる。従って、本方法は、目的の遺伝的特質 に連鎖した多型マーカーを同定することにおいて大きな利点を提供し、また、ゲ ノムフィンガープリンティング及び全ゲノム比較のための効率よく簡便な基盤技 術を提供する。 発明の要約 本発明は、プライマーによる増幅を用いて各サンプルから核酸の断片を増幅し 、違いを検出するためにこれらの増幅断片を比較することを含んでなり、改善が 、該増幅において用いるプライマーの少なくとも一つが完全複合単純配列反復か らなることを含んでなる、2つの別個の核酸サンプル間の多型を検出する改善法 を提供する。好ましい態様において、複合プライマーは同周期である。 最も好ましい態様において、本発明は、固定した配列のアダプターを連結した 制限酵素消化したゲノムDNA鋳型からのPCR増幅のために同周期完全複合S SRプライマー及び合成アダプタープライマーの組み合わせを用いた遺伝的多型 を検出するための方法を提供する。 本方法は、臨床遺伝的診断、(核酸組成におけるわずかな多型の変異を検出す ることが重要である)法医学の分野において、並びに動物及び植物の育種及び遺 伝子マッピングの分野において特に有用である。特別な応用として、これらの方 法は、ゲノムフィンガープリンティング、多型マーカーの同定(すなわち、表現 型形質を「示している」)、及び生殖質比較のための優れた有用性を有する。 図面の簡単な説明 図1は、SSR−アダプター増幅の概念図を示す。パネルaは、制限酵素の二 重消化、アダプターの連結、及びDNA鋳型混合物を作成するためのビオチンー ストレプトアビジン選択工程、並びに、複雑な鋳型DNA混合物からの指数的な SSR−アダプター増幅のための特異的なSSRプライマーの選択的な性質を表 す。パネルbは、この場合そうでなければ共通のSSRプライマーにより増幅さ れる鋳型フラグメントを区別するための一つの非縮重選択的ヌクレオチドを3’ 末端に含んでいるアダプタープライマーの選択的性質を表す。対角線に線影をつ けた箱は、6塩基認識部位を有する制限酵素に対応するビオチン化アダプターを 表し、黒い箱は、4塩基認識部位を有する酵素に対応する非ビオチン化アダプタ ーを表す。ビオチン部分は濃い円により示される。垂直に縞のある箱は、PCR 増幅に用いたSSRプライマーに符合する特定の型の単純SSRまたは複合SS Rのいずれかを示す。矢印は、矢じりがプライマー伸長の方向を示しているPC Rプライマーを表し、すなわち実線/黒矢印がアダプターPCRプライマーを示 し、垂直に縞のある線影を付けた矢印は、鋳型フラグメント上に示したSSR配 列に対応するプライマーを表す。SSRプライマーのみが、*により示されるよ うに、蛍光または放射性標識のいずれかで標識される。パネルcは、二本鎖標的 座の一本鎖を各々が表している2種類のプライマーのための標的部位として働く ことのできる、ゲノム中の二本鎖の座((AT)x(AG)y、ここで、x=11 .5及びy=10)として完全同周期複合SSRを表す。各種類内の個々のプラ イマーは、各構成反復の相対的な長さにより異なることができる。これらの2種 類のプライマーは、反対方向(小さい矢 印)にプライマー伸長を開始する。あらゆる場合において、プライマーは、標的 の固定された部位にアニールし、プライマー伸長はSSR領域の内部から始まる 。各場合において、ゲノム間の最も3’の反復におけるあらゆる長さの変異を、 SSR−アダプター増幅を用いた共優性の多型として検出できる。 図2は、4つの異なるGlycine maxまたはGlycine soj 遺伝子型(N、max N85−2176;No、max NOIR−1;W 、max wolverine;S、soja PI 81762)から調製し た、TaqI+PstI消化し、アダプター修飾し、ビオチン選択した鋳型DN AへのSSR−アダプター反応からの共増幅産物を比較する変性ポリアクリルア ミドゲルのオートラジオグラフィーを示す。5’末端に3塩基の縮重アンカーを 含んでいる33P−標識した単純SSRプライマー[HBH(AG)8.5、DBD (AC)7.5、HVH(TG)7.5)]を、3’末端に0(TaqAd.F)また は1個(Taq.pr6、Taq.opr8)のいずれかの選択的ヌクレオチド を含んでいる非標識TaqIアダプタープライマーと組み合わせる。コールドス タート増幅は、定温(58℃)またはタッチダウン(59℃の最終温度)温度サ イクル特性(それぞれ、左及び右のパネル)のいずれかを用いる。矢印は、共優 性の多型らしいものを示す。 図3a及び3bは、15の異なるダイズの遺伝子型から調製した、TaqI+ PstI消化し、アダプター修飾し、ビオチン選択した鋳型DNAへのSSR− アダプター反応からの共増幅産物を比較する変性ポリアクリルアミドゲルのオー トラジオグラフィーを示す。完全複合SSR、(TC)4.5(TG)4.5、(CT )7.5(AT)3.5及び(CA)7. 5 (TA)2.5[パネルa]または(TG)4.5(AG)4.5及び(TC)4.5(A C)4.5[パネルb]に対応する33P−標識したプライマーを、各々、タッチダ ウン(56℃最終)温度サイクル特性を用いているコールドスタート増幅条件の 下で、0(TaqAd.F)または1個(Taq.pr8)のいずれかの3’選 択的ヌクレオチドを含んでいる非標識TaqIアダプタープライマーと組み合わ せる。各組において、レーン1、Glycine max wolverine ;レーン2、G.max NOIR−1;レーン3、G.max N85−21 761;レーン4、G.max Harrow;レーン5、G.max CNS ;レーン6、G.max Manchu:レーン7、G.max Mandar in;レーン8、G.max Mukden;レーン9、G.max Rich land;レーン10、G.max Roanoke;レーン11、G.max Tokyo;レーン12、G.max PI 54.610;レーン13、 .max Bonus;レーン14、G.soja PI 81762;レーン 15、G.soja PI 440.913。産物の大きさの分布は、図2のも のと類似している。(TG)4.5(AG)4.5+Taq.Pr8組のレーン9は、 正しくない(非ダイズ)サンプルのミスローディングである。 図4は、TaqIとHindIIIまたはPstIのいずれかとの組み合わせ( それぞれ、H+TまたはP+T)での消化により調製した5つの異なるダイズの 遺伝子型(レーン1、G.max wolverine;2、G.max NO IR−1;3、G.max N85−2176;4、G.max Bonus; 5、G.soja PI 81762)に行ったSSR−アダプター増幅からの 共増幅産物を比較する変性 ポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラフィーを示す。56℃のタッチダウ ン温度サイクル特性を用いたコールドスタート増幅は、33P−標識したSSRプ ライマー、(CA)7.5(TA)2.5を、示した非標識TaqIアダプタープライ マー、TaqAd.FまたはTaq.Pr8(それぞれ、0または1個の3’選 択的ヌクレオチド)と組み合わせて用いた。Xは、ミスロード(正しくない)レ ーンを示す。 図5aは、G.soja PI 81762及びG.max Bonus間の 交配からの66のF2子孫の多型の共増幅産物の分離を示している変性ポリアク リルアミドゲルのオートラジオグラフィーを示す。完全複合SSR、(CA)7. 5 (TA)2.5に対応する33P−標識したプライマーを3’選択的ヌクレオチドT aq.pr6アダプタープライマーと組み合わせた。空白のレーンは、「失われ たデータ」の結果である。この集団において分離する記録された多型のバンドを 示す。B、bonus親;S、soja PI81762親。図5bは、(表VI に含まれた)産物の各々の分離得点のMAPMAKER分析により決定された、 パネルaに含まれる多型の分離している増幅産物の6つのマップ位置を示す。 図6aは、それぞれ、図3a及び4におけるものと同じ順序の遺伝子型の5( wolverine、NOIR−1、N85−2176、Bonus、PI81 652)または15のダイズ変種のいずれか、並びに6つの哺乳類個体(1つの ラット、4つのヒト、1つのマウスBALB/C)からの鋳型DNAへの、Ta q.AdFまたはより選択的なTaq.pr8アダプタープライマーのいずれか と組み合わせた完全複合SSRプライマー、(CA)7.5(TA)2.5を用いた増 幅を比較している 変性ポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラフィーを示す。全てのビオチン 選択した鋳型は、TaqIをHindIIIまたはPstIのいずれかと組み合わ せて用いて調製した。図6bは、PstI+TaqI調製した鋳型DNAからの 、(CT)7.5(AT)2及び(GA)7.5(TA)2完全複合SSRプライマーを 用いた共増幅産物の同様の比較を表す。産物の大きさの分布は、パネルaのもの と類似している。図6cは、Taq.pr6プライマーと組み合わせた(CA)7.5 (TA)2.5を用いた、Zea mays(トウモロコシ)及びサケDNA鋳 型のTaqI+HindIII調製した鋳型から生じたSSR−アダプター増幅産 物を、ダイズBonus及びPI81762からのものと比較して示す。レーン 1、Z.mays B73;レーン2及び3、別個のサケ由来;レーン4、Z. mays CM27;レーン5、Z.mays T232;レーン6、Z.ma ys DE811ASR;レーン7、Z.mays LH132; レーン8− 10、G.max Bonus x G.soja PI 81762交配から の2つのF2個体。産物の大きさの分布は、図6aに示したものと類似している 。 図7は、0(Taq.AdF)または1個の特定(Taq.pr5、.pr6 、.pr7、.pr8)のいずれかの3’選択的ヌクレオチドを保有しているT aqIアダプタープライマーと個々に組み合わせた(CA)7.5(TA)2.5を用 いた、TaqI+PstI調製したダイズ鋳型(S、Soja PI81762 ;W、Wolverine;B、bonus)からの共増幅産物を比較している 変性ポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラフィーを表す。 図8は、3つの異なるTaqIアダプタープライマー、Taq.Ad F、Taq.pr6、及びTaq.pr8と別々に組み合わせた、完全複合SS R二本鎖配列[(AT)x(GT)y:(CA)x(TA)y]の相補鎖を表してい るSSRプライマーを用いた、wolverine及びPI 81762ダイズ 栽培変種からのSSR−アダプター増幅を比較している変性ポリアクリルアミド ゲルのオートラジオグラフィーを表す。二本鎖複合SSR配列の各鎖は、プライ マー内の2つの成分反復の各々の相対的な長さにより異なる3つのプライマーに より表される。3つのより効率的な(CA)x(TA)yプライマー型に比べて、 (AT)8.5(GT)2.5及び(AT)6.5(GT)4.5プライマーは、全く非効率 的(増幅産物を何も生じなかった(データは示さない))で、(AT)3.5(G T)6.5プライマーは、適度にうまくいった(示す)。 図9は、温度サイクルの開始のためにコールドスタート(左)及びホットスタ ート(右)法を用いた、ダイズ栽培変種、ボルベリン(wolverine)及 びPI 81762からの共増幅産物を比較する変性ポリアクリルアミドゲルの オートラジオグラフィーを表す。両方法に対して、完全複合SSRプライマー、 (CA)7.5(TA)2.5を示したTaqIアダプタープライマーの各々と組み合 わせた。 図10aは、もう一つのアダプタープライマーなしにまたはTaq.pr8と 組み合わせたDBD(AC)6.5を用いて増幅した、ダイズ(B、Bonus; S、soja;PI81762)及びトウモロコシ(b、B73;c、CM37 )栽培変種からの共増幅産物を比較している変性ポリアクリルアミドゲルのオー トラジオグラフィーを表す。これらの鋳型は、示したように、元のままの未消化 DNAまたはTaqI+PstI消化したDNA(P+T)のいずれかの形態に ある。 図10bは、ダイズボルベリン(W)及びPI81762(S)栽培変種から の未消化及びTaqI+PstI消化しビオチン選択した鋳型DNAの両方から の(アダプタープライマーを用いない)単一プライマー増幅において、33P−標 識した5’固定単純SSRプライマー[DBD(AC)7.5及びHBH(AG)8 .5 ]または完全複合SSRプライマー[(AT)3.5(AG)7.5及び(AT)3. 5 (GT)6.5]を用いて得られた増幅産物を比較している変性ポリアクリルアミ ドゲルのオートラジオグラフィーを表す。コールドスタート増幅は、定温(58 ℃)または56℃タッチダウンアニーリング特性のいずれかを用いた。 図11 は、選択したSSR−アダプター増幅産物のクローニング及びシークエンシング 、並びに特定された単一座マーカーへの転換の概念図である。標的SSR反復を 保有しているゲノム制限フラグメントは、制限部位特異的アダプター、AdA及 びAdBにより両末端で境界づけられる。このフラグメントは、SSRプライマ ー及びアダプターの一つに対応するプライマーを用いたPCR増幅のための鋳型 として働く。この増幅産物を精製し、シークエンスし、座特異的隣接プライマー (lsfp−1)を考案する。次に、鋳型としてアダプターを修飾した制限フラ グメント混合物を用いたPCR増幅のために、lsfp−1プライマーをもう一 方のアダプターに対応するプライマーと組み合わせる。得られた特異的産物を、 次に単離し、シークエンスし、SSRのもう片方の側の独特な隣接配列に対応す るもう一つのプライマー(lsfp−2)を考案する。lsfp−1+ lsf p−2プライマー組は、このSSR座を特異的に特定し、この座でのSSR長多 型を見えるようにするためにゲノムDNAから直接増幅するために用いることが できる。出願人等は、37 C.F.R.1.821−1.825及びAppendiecesA及びB(「 ヌクレオチド及び/またはアミノ酸配列を含んでいる出願開示のための要件」) に従った89の配列表を提供している。 発明の詳細な説明 本明細書に用いるように、以下の用語を請求及び明細書の解釈のために用いる ことができる。 「単純配列反復(SSR)」または「ミクロサテライト反復(MS)」または 「短い横並び反復」または「ジヌクレオチド反復」または「トリヌクレオチド反 復」または「テトラヌクレオチド反復」または「ミクロサテライト」または「単 純配列長多型(SSLP)」という用語は全て、横並びに反復している2、3、 4、または5ヌクレオチド単位からなるDNA領域をいう。SSR領域は2反復 単位と短くあり得るが、より頻繁には8−10反復単位よりも多い。単純配列反 復は、実質的に研究した全ての真核生物ゲノムに共通で、遺伝的多型の研究のた めの有用な道具として同定された。 本明細書に用いられるSSR座またはSSR配列の分類は、ヒト(CA)nジ ヌクレオチド反復の分類のためにWeber(Genomics 7、524( 1990))により提案された定義に基づく(しかし同一ではない)。 「単純SSR」という用語は、ゲノム中でいかなる他の異なる単純SSRにも 隣接しない、少なくとも3またはそれより多い同じ横並びに反復したジ、トリ、 またはテトラヌクレオチド配列を含んでなる領域をいう。「隣接しない」は、ど ちらの側にも4ヌクレオチドより近くではないことを意味する。 「複合SSR」という用語は、隣接する2またはそれより多い異なる単純SS R配列からなる領域をいう。「隣接する」は、異なる単純SSRが、3個または それ未満の連続した非反復ヌクレオチドにより互いに離されていることを意味す る。 「完全SSR」という用語は、SSR内のあらゆる単純反復単位が元のままで 、非反復ヌクレオチドにより遮断されていない単純SSRをいう。 「不完全SSR」という用語は、成分反復単位の一つまたはそれより多くが、 3または4個の連続した非反復ヌクレオチドによりSSR内で少なくとも一回遮 断される単純SSRをいう。 「完全複合SSR」という用語は、2つの成分反復SSR領域が元のままで非 反復塩基により遮断されず、(すなわち、それらは完全なSSRである)、そし て、2つの完全SSR領域が、介在ヌクレオチドなしに互いに直接隣接している 複合SSRをいう。 「同周期の」という用語は、両成分SSR領域が、2つのSSR領域の連結部 にわたって一定の間隔を保持する共通のヌクレオチドを共有する、完全複合SS Rの潜在的な特徴をいう。 「異周期の(out of phase)」という用語は、1つのヌクレオチ ドが2つまたはそれより多い成分反復領域に共通であるが、その複合構造の連結 部を越えて一定の間隔または周期性を保持しない、完全複合SSRの潜在的な特 徴をいう。 「多型」という用語は、2つまたはそれより多い異なるゲノムまたは個体間の DNA配列における違いをいう。そのような違いは、既知または標識したゲノム 領域内で起こる時検出できる。「優性の多型」は、単 一座での特定のDNA配列の有無としてのみ検出できるDNAの違いである。優 性の多型を検出するための方法は、一度にその座の一つの対立因子だけを検出す ることができ、検出できる対立因子に関するゲノムのホモ対ヘテロは区別されな い。「共優性の多型」は、ヘテロの組み合わせにおける時でさえその座での多数 の対立因子の各々を区別できる、ゲノム間の一つの座でのDNAの違いである。 電気泳動ゲル上で移動度の変異体として典型的に同定できる共優性の多型は、ヘ テロ型において存在する時、付加的な親ではない遺伝子型を生じることができる 。優性の多型はそれが示す形質と相引(coupling)である時マーカーと して最も有用であり、一方、共優性の多型は形質に相引または相反(repul sion)である時等しく有用である。 「タッチダウン増幅」または「タッチダウンPCR」という用語は、最初のい くつかのサイクルの間アニーリング温度を人為的に高く(または低く)始め、次 に、最終的な望ましいアニーリング温度に達するまで特定の数の連続するサイク ルの間一定量低下(または上昇)させる、ポリメラーゼチェインリアクションの ための特定の温度サイクル特性をいう。多数のサイクル特性の残りのサイクルを 、次に、この最終のタッチダウンアニーリング温度で行う。この方法を用いる温 度サイクルは、遺伝子増幅の最初の段階の間の偽の非特異的プライミングを減少 または阻止するために役立ち、正しい及び偽のアニーリング間の不均衡を自動的 に最小限に抑える。 「ホットスタート」及び「コールドスタート」という用語は、PCR増幅反応 のための温度サイクルを開始するための方法論の一般的な選択をいう。コールド スタート増幅において、全ての反応成分は、最初の変 性工程の前に室温で同時にまとめられる。この方法は、望ましくない低温でのプ ライマーアニーリング及びプライマー伸長の結果生じる偽のプライミング及び非 特異的な増幅の可能性を与える。それに反して、ホットスタート法は、そうでな ければ全部そろった増幅反応から少なくとも一つの重要な成分を故意に除き、従 って、(もし、プライマーを除くなら)プライマーアニーリングまたは(もしポ リメラーゼまたはヌクレオチドを除くなら)伸長のいずれかを防ぐ。最初の高温 変性を行った後、除いた成分を加え、温度サイクルを続ける。従って、ホットス タート増幅は、厳しくない温度での偽のプライマー伸長の結果生じる非特異的な 産物の生産を減少または除去するために役立つ。 「核酸」は、糖、リン酸、及びプリンまたはピリミジンのいずれかを含んでい るモノマー(ヌクレオチド)を含んでなる一本または二本鎖であることのできる 分子をいう。バクテリア、下等真核生物、並びに高等動物及び植物において、「 デオキシリボ核酸」(DNA)は遺伝物質をいい、一方、「リボ核酸」(RNA )はDNAからタンパク質への情報の翻訳に関与する。 「ゲノムDNA」または「標的DNA」または「標的核酸」という用語は、互 いに交換して使用でき、SSR領域の存在に関する本発明の方法による増幅また は複製及びそれに続く分析のために標的とされる核酸フラグメントをいう。ゲノ ムDNAの出所は、典型的には、真核生物から単離される。ゲノムDNAは、検 出できるプライマー伸長産物を生じる適当なプライマーを用いた標準的な複製方 法により増幅される。 「制限エンドヌクレアーゼ」または「制限酵素」という用語は、二本鎖DNA 分子中の特定のパリンドローム塩基配列を認識し、あらゆる標 的部位における特定の塩基でのDNA分子の両鎖の切断を触媒する酵素である。 「制限フラグメント」という用語は、制限酵素での切断により生じるDNA分 子をいう。いかなる与えられたゲノムも、特定の制限酵素により別個の制限フラ グメント組に消化することができる。制限酵素切断の結果生じるDNAフラグメ ントは、ゲル電気泳動により分離でき、例えば、蛍光またはオートラジオグラフ ィーのいずれかにより検出できる。 「制限酵素切断片長多型(RFLP)」という用語は、生物のゲノムDNAの 制限酵素消化により生じた制限フラグメントのパターンにおける違いに基づいて 検出される、2つの近縁の生物のゲノムDNAにおける違いをいう。例えば、制 限酵素の標的部位中に多型を含むゲノムは、制限酵素によりその箇所で切断され ない。または、一つのヌクレオチド配列の変異は、他の生物においては存在しな い新しい標的部位を導入でき、その箇所でその制限酵素によりDNAを切断され るようにする。加えて、1つの生物のゲノム中のある制限酵素の2つの標的部位 間で生じるヌクレオチドの挿入または欠失は、これらの標的部位間の距離を変え る。従って、これらの2つの生物のDNAを消化すると、異なる長さを有する制 限フラグメントを生じ、ゲル電気泳動において異なるパターンを生じる。 「連結」という用語は、2つの二本鎖DNA分子がリン酸ジエステル結合によ り糖−リン酸バックボーンにおいて一緒に共有的に連結される、酵素T4DNA リガーゼにより触媒される酵素反応をいう。連結は、平滑(非突出)末端により 各々境界づけられる2つのDNA分子間で起こることができ、並びに、2つのD NA分子が配列において相補的である 一本鎖突出末端を含む場合にも起こることができる。一般的に、2つの二重らせ んの両DNA鎖は、各連結部でDNA分子の1つの遊離5’末端が5’−リン酸 基を保有するように、一緒に共有的に連結される。末端の一つの化学的または酵 素的修飾(例えば、5’リン酸の除去)により、二本鎖の一つの連結を妨げるこ ともでき、その場合、共有結合は、2つのDNA分子の一つにおいてのみ生じる 。 「アダプター」という用語は、本明細書では、特に、限られた数の塩基対、例 えば、10ないし30塩基対を含んでなる短い大部分が二本鎖のDNA分子をい う。アダプターは、目的のゲノム中の反復配列を故意に表さず、また互いに部分 的に相補的であるヌクレオチド配列を有する2つの合成一本鎖オリゴヌクレオチ ドを含んでなる。適当なアニーリング条件の下で、これらの2つの相補的な合成 オリゴヌクレオチドは、溶液中で部分的に二本鎖の構造を形成する。アダプター 分子の末端の少なくとも一つは、制限フラグメントの消化末端に相補的で、特異 的に連結されるように考案される。 「ポリメラーゼ連鎖反応」または「PCR」という用語は、DNAフラグメン トのコピーが、インビトロで基質DNAから合成される酵素反応をいう(米国特 許第4,683,202号及び第4,683,195号)。この反応は、基質D NA中の標的部分に隣接しているヌクレオチド配列に各々相補的な一つまたはそ れより多いオリゴヌクレオチドプライマーの使用を含む。耐熱性DNAポリメラ ーゼは、連続する一連の増幅のための鋳型として働く新たに合成されたDNA分 子へのヌクレオチドの導入を触媒する。 「DNA増幅」または「核酸増幅」または「核酸複製」または「プラ イマー伸長」という用語は、基質DNA分子のコピーである核酸分子の直線的ま たは指数的複製をもたらす、当該技術分野において既知のあらゆる方法をいう。 「プライマー」という用語は、DNA鎖の複製のための開始点または部位とし て働くDNA断片をいう。プライマーは、通例、一本鎖で、標的または基質核酸 の少なくとも一本鎖に相補的で、その標的配列を鋳型として用いてヌクレオチド 重合またはプライマー伸長を導くように働く。プライマーは、PCRにおいて標 的配列を「包囲する」ためにもう一つのプライマーと組み合わせて用いることが でき、従って、「プライマー組」または「プライマー対」を形成する。一般的に 、プライマーは、12ないし40ヌクレオチドの長さで、好ましくは、二次構造 またはヘアピン配置を形成しないように考案される。プライマーの長さ、塩基配 列、相補性、及び標的との相互作用の特別な要求は、発明の詳細な説明のプライ マーの項において論じる。「プライマー」という用語は、そのようなものとして 、基質DNA分子のある領域に特異的に水素結合し、核酸複製またはプライマー 伸長工程、すなわち、そのような工程は、例えば、PCR、または多数よりむし ろ単一のオリゴヌクレオチドイニシエーターを用いる他の酵素反応を含むことの できる、を開始するために働くことのできるあらゆる合成のまたは天然に生じる オリゴヌクレオチドを包含するために、本明細書において出願人等により用いら れる。 「アンカー」または「アンカー領域」または「アンカー部分」という用語は、 特定の配列のSSRに直接隣接するDNA配列とハイブリダイズするようにデザ インされたプライマーの3−20ヌクレオチドの領域をいう。プライマーのアン カー領域は、最も5’または3’末端のいず れかに存在することができ、特定のSSRに対して隣接した位置で標的DNA上 にプライマーを固定するために働く。この固定は、各標的部位で固定されたヌク レオチドから起こるプライマー伸長をもたらす。アンカー配列は、故意または任 意のいずれかのデザインの非縮重配列であることができ、あるいは完全または部 分的に縮重した配列であることができる。後者は、ゲノム中の広範囲のSSR部 位に隣接しているゲノムDNA配列にアニーリングすることができる。場合によ っては、プライマーのアンカー部分は、レポーター分子、典型的には、放射性同 位体、蛍光部分、または反応性リガンドで5’末端標識することができる。 DNA配列中の各位置で個々のヌクレオチドをいう時、「任意の」という用語 の使用は、偏見のない手段、または、必然的にもしくは前もって決定された配列 に固執してというよりむしろ見たところ偶然に基づきもしくは決定された選択を いう。 「非縮重した」という用語は、DNAポリマー、通常、オリゴヌクレオチドま たはポリヌクレオチド中の直線状に並んでいるヌクレオチド内の一つの特定の位 置または多数の特定の位置で単一の特定のヌクレオチドが存在することをいう。 いかなる非縮重ヌクレオチドの位置も、例えば、与えられた鋳型の部位に対応す ることが既知である意図された塩基(A、G、C、またはTのいずれか)を保有 することができ、または、前以て既知ではない標的部位に対応する任意に選択さ れた塩基を保有することができる。「非縮重オリゴヌクレオチド」は、DNA分 子内のあらゆるヌクレオチドの位置が非縮重であることを意味する。「縮重した 」という用語は、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド中の一つの特定の 位置で一つ以上の特定のヌクレオチド型が存在することをいう。 特定のオリゴヌクレオチドは、縮重しているいくつかの位置、及び完全または部 分的に縮重しているいくつかの位置からなることができる。「完全に縮重した」 は、特定のヌクレオチドの位置で、4つの可能なヌクレオチド塩基(A、G、C 、またはT)の等しい混合物が存在することを示し、部分的に縮重したは、特定 の位置で、4つの可能な塩基の2つまたは3つのみが存在することを示す。「縮 重オリゴヌクレオチド」は、その中の少なくとも一つの位置に完全または部分的 な縮重を持つものであり、すなわち、そのようなオリゴまたはポリヌクレオチド は、特定の非縮重DNA分子の混合物であり、その各々は、直線状ヌクレオチド 配列において特定された縮重塩基によって可能なヌクレオチド配列の単一の置換 を表す。例えば、2つの完全な縮重位置を有するオリゴヌクレオチドは、(4)2 =16の異なる非縮重分子の混合物であり、4つの完全な縮重及び2つの部分 的な縮重(3塩基)位置を有するオリゴヌクレオチドは、(4)3x (3)2= 576の異なる非縮重分子の混合物を含んでなる。本明細書に用いる標準的な縮 重コードは、 NまたはX A、G、C、またはT B G、C、またはT(Aを除いて何でも) D A、G、またはT(Cを除いて何でも) H A、C、またはT(Gを除いて何でも) V A、C、またはG(Tを除いて何でも) である。 「レポーター」または「レポーター分子」という用語は、蛍光分子、放射性標 識、光放出部分、または免疫反応性もしくはアフィニティー反応性リガンドを含 むがこれらに制限されない、酵素的方法、免疫学的方 法またはエネルギー放出により検出されることのできるあらゆる部分をいう。 「結合対」という用語は、抗原/抗体またはハプテン/抗ハプテン系のような 免疫型結合対の特異的な分子間認識の種類のあらゆるもの、また、ビオチン/ア ビジン、ビオチン/ストレプトアビジン、葉酸/葉酸結合タンパク質、相補的各 酸断片、プロテインAまたはG/免疫グロブリンのような非免疫型結合対、並び に、マレイミド及びハロアセチル誘導体を含むスルフヒドリル反応性基、及びイ ソチオシアナート、スクシンイミジルエステル、及びスルホニルハロゲン化物の ようなアミン反応性基のような共有結合を形成する結合対の種類のあらゆるもの も含む。 本発明は、SSR遺伝的マーカーの検出のための自己固定プライマーの考案及 び使用について記述する。これらのプライマーを用いる一般的な多型検出方法は 、ミクロサテライト多型座の選択的増幅(SAMPL)と呼ばれる。プライマー 考案の方法は、単一の型のヌクレオチドが直接隣接する構成反復の両方により共 有され、反復の結合部を越えてそして反復の長さの全体にわたって「同周期」に 維持されるジヌクレオチド反復から多くの複合SSR配列がなるという所見に基 づく。本発明は、従来の単一座SSRマーカーに固有の多くの利点(すなわち、 高いレベルの多型及び高い共優性潜在性)を、多数ゲノムアッセイにより提供さ れる付加的な利点及び簡便さと組み合わせる。従来の単一座SSRマーカーとの ように、完全複合SSR配列の自己固定PCRプライマーとしての使用は、ゲノ ム間の優性及び共優性の多型の検出を可能にする。しかしながら、従来のSSR 分析と異なり、この方法は、個々のSSR座に隣接している特異的な配列の前も った知識を必要としない。従って、我 々が記述するようなそのような複合SSR配列をプライマーとして使用するため に、多大な労力のかかるSSRマーカーの発見または座の同定は必要ない。また 、従来のSSRマーカーでのように、複合SSR配列の同周期の一組は、植物及 び動物ゲノムの両方において非常に豊富で十分に分散し、並びに個々のゲノム間 で非常に多型であるようである。それに反して、完全複合SSR配列の「異周期 」の一組は、かなり低い相対頻度でこれらの同じゲノム中に存在する。従って、 非常に豊富な同周期完全複合SSR配列が目的の座に密接に連鎖した新しい多型 を同定できる可能性は、極めて高い。加えて、最も5’の反復が2つの反復の最 も3’によるプライマー伸長のためのアンカーとして働き、従って、5’または 3’隣接アンカーとしていかなる付加的な縮重または固定配列もこれらのプライ マーに組み入れる必要を除くように、これらの複合SSR配列を表すPCRプラ イマーは自己を固定する。それ故、同じ複合SSR配列を保有していると考えら れ得るあらゆるゲノムの座は、これらの標的部位に符合している単一の複合SS Rプライマーによる同時増幅のための標的部位として働くことが期待される。最 後にそして最も好ましくは、これらのプライマーの使用は、いくつかの異なるゲ ノムアッセイの多用性及び有益性を増すためにこれらに組み込むことができる。 例えば、増幅断片長多型アッセイ(AFLP;Zabeau、欧州特許第534 ,858号)の修正におけるこれらの完全同周期複合SSRプライマーの使用は 、従来のAFLP法に比べて、非常に近縁のゲノム間でさえ多型及び共優性であ る増幅産物の割合の増加をもたらす。AFLPアッセイで得ることのできる増幅 産物の数及び型の両方を調整できることと組み合わせて、これらの複合SSRプ ライマーの多用性は、複雑 な植物及び動物ゲノムの多数の分析のために独特な組み合わせの利点を提供する 。 出願人等の修正したAFLP発明を、図1に示す。ある出現頻度で完全同周期 複合SSR配列を保有しているゲノムDNA(I)を、単一の制限酵素または2 つまたはそれより多い制限酵素の組み合わせで消化する。この図は、ヘキサヌク レオチド認識部位(線影をつけた箱)を有する一つの酵素及びテトラヌクレオチ ド部位(黒い箱)を有するもう一つの酵素の二つの酵素の組み合わせの使用を示 す。特定の型(長さ)の認識部位を有する制限酵素の以下の組み合わせを含むが これらに制限されない多数の制限酵素の他の組み合わせを選択することも、本発 明の範囲内である。 追加的な酵素の組み合わせ 2酵素 3酵素 4+4 4+4+4 5+5 5+4+4 6+6 6+4+4 4+5 5+4+5 5+6 6+4+5 4+8 6+4+6 5+8 5+5+5 5+5+6 6+6+6 全ての場合において、これらの多数の酵素消化は、対応する平滑または一本鎖 突出末端の全ての組み合わせを有する制限フラグメントの混合 物を生じる。加えて、全てが同じ平滑または一本鎖突出末端を共有しているフラ グメントを生じるために単一の制限酵素を用いることは、本発明の範囲内である 。一般的に、もし、酵素活性が、酵素部位内のDNAメチレーションまたは他の 非メンデル形態のDNA修飾により影響または阻害されないなら、4、5、6、 または8塩基認識部位を有するあらゆる酵素が適当である。 次に、アダプターAはヘキサヌクレオチド部位の酵素により生じる一本鎖突出 に特異的にアニールし、そして、アダプターBはテトラヌクレオチド部位の酵素 により残される突出に特異的にアニールする、二本鎖のアダプターA及びBを構 築する。アダプターA及びBは、(表IIIにおいても記述される)標準的な方法 を用いて、消化したDNA混合物中の全ての制限フラグメント(II)の適当な末 端に同時に連結される。別の態様において、ゲノム制限フラグメントのより少な い組(III)の捕獲及び単離をさせる、(ビオチン−ストレプトアビジン対の一 部として)ビオチンのような結合対の一つとアダプターAまたはアダプターBの いずれかを結合することができる。修飾したアダプターにより認識される特定の 制限部位のゲノムの頻度により、次に選択されるゲノムフラグメントの割合が影 響されるように、これらのアダプターのいずれかを修飾することができる。いか なる与えられた制限酵素の組み合わせに対しても、この濃縮方法は、例外なく、 ゲノムからの制限フラグメントの総数のわずかな部分だけが次のPCR増幅のた めの鋳型として働くようにするが、しかしながら、この減少した複雑さは、次の 工程における共増幅産物の適度な数を保証するために必要である。濃縮ゲノムフ ラグメントの異なる組を作成するための多数の組み合わせの制限酵素の使用によ り、全ゲ ノムを調べることができる。図1aは、ビオチン化したヘキサヌクレオチド部位 のアダプターを示す。 代わりに、一対の非標識アダプタープライマーを用いて最終増幅の前に前増幅 工程を行うことにより、ゲノムフラグメント混合物の複雑さを選択的に減少する ことができる。このプライマー対は、一つのアダプター配列に対応する一つのプ ライマー及びもう一つのアダプター配列に対応する二つ目のプライマーの2つの 異なるプライマーを含んでなる。各プライマーは、その3’末端に一つの選択的 なヌクレオチドを保有する。これらの+1アダプタープライマーの各々の最も3 ’の位置は、4つのDNAヌクレオチドのいかなる一つででも占めることができ るので、各アダプターを4つの異なるプライマーにより表すことができる。さら に、各ゲノムから16の異なる重複しないフラグメント組を作成するために、こ れらの+1プライマーの4x4=16の異なる組み合わせをあらゆるゲノムフラ グメント混合物に対しても用いることができる。従って、前増幅は、ゲノムフラ グメントの全混合物の一組を濃縮し、前増幅のために用いる特定のプライマーを 変えることにより、単一の制限フラグメント混合物から異なる濃縮組を作成する ことができる。 フラグメントの濃縮をどのようにして行おうとも、次に、一対のPCRプライ マーを標準的なプロトコルに従って合成する。ビオチンが介在するフラグメント 濃縮法を用いる場合、一つのプライマーは、アダプターBに特異的にアニールす るように考案されたアダプタープライマーである。前増幅による濃縮に対しては 、このプライマーは、2つのアダプターのいずれかに対応することができる。い ずれの場合でも、このアダプタープライマーは、それらの3’末端に1−4個の 無作為に選択した ヌクレオチドを保有する。 もう一つのプライマーは、一組のゲノムフラグメント上に存在する特定のSS R配列に特異的にアニールするように考案されたSSRプライマーである。好ま しい態様において、SSRプライマーは、典型的には、32Pもしくは33Pのよう な放射性ヌクレオチドまたは蛍光部分(*)で5’末端標識される。もしSSR プライマーが、好ましくはプライマーの長さにわたって「同周期」のままである 一つのヌクレオチドを有して複合SSRにまたがる「完全複合」型であるなら、 さらに特に好ましい。アダプタープライマー及び5’標識したSSRプライマー の存在下での一組のアダプター修飾した制限フラグメントの指数的増幅は、SS R配列を保有し、考案したアダプター配列が向かい合わせの末端に位置するあら ゆる投入ゲノムフラグメントから標識されたプライマー伸長産物(IV)を生じる 。 この方法は、ゲノム間で高い割合が多型であることが期待される多数の共増幅 産物を生じる。考案したSSR配列もしくは適当なアダプター末端のいずれかま たは両方を欠いているゲノムフラグメントは、指数的に増幅されず、従って検出 されない(V)。一般法プライマーの考案 : 全てのオリゴヌクレオチドプライマーを、Operon Technolog ies、Alameda、CAにより記述されるような固相ホスホルアミダイド 化学を用いて合成する。全てのプライマーは、5’末端が非リン酸化されており 、効率良い合成ならば未精製の形態において使用できる。しかしながら、最高の プライマーの特異性のためには、カ ラムクロマトグラフィーにより精製されたオリゴヌクレオチドが好ましい。全て のオリゴヌクレオチドプライマーを、50mM塩(KClまたはNaCl)中の Tmが38℃及び45℃の間であるように選択する(National Bio sciences、Inc.、MacintoshのOligo v4.03に より用いられるアルゴリズムを用いて決定された)。 出願人等の発明に関連していくつかの型のプライマーが用いられた。第一番目 は、15から25までの長さのヌクレオチド及び40%から60%までのG+C で変わることのできる、(Zabeau 欧州特許第534,858号において 開示された)アダプタープライマーである。このプライマーは、その5’末端で 始まり、試験される制限酵素消化した標的DNAに連結される二本鎖のアダプタ ーの一本鎖の長さにわたり、そして相補的である。次に、このプライマーは、制 限部位の全てまたは一部を含み、そして、その3’末端は、アダプターに隣接す る標的DNAフラグメント内のヌクレオチドにアニールしそこから伸長を開始す る任意の非縮重塩基を保有することができる。そのようなアダプタープライマー の配列は、鋳型の構築のために用いる特定のアダプター、及びプライマーの3’ 末端に位置する任意の選択的ヌクレオチドの数により変わることができる。各々 、特定の制限酵素により生じた部位に特異的なアダプター及びアダプタープライ マーの両方を含んでなるオリゴヌクレオチドのDNA配列及び特徴の例を表Iに 示すが、これらに限定されるものではない。 本発明内で用いられる2番目の型のプライマーは、その3’部分において、単 純配列反復または構造が上に定義したように単純(単純SSR)であるミクロサ テライトに相当する。この単純ミクロサテライト領域は、モノ、ジ、トリ、テト ラ、またはペンタヌクレオチドの横並びの反復であることができる。プライマー の5’の位置は、標的ゲノム中のミクロサテライトの近くにプライマーを固定す るように働く、3ないし5個の完全または部分的に縮重したヌクレオチドを含む 。このプライマーは、典型的には16%から80%までの[G+C]量で、10 から60までのヌクレオチドの長さで変わることができる。ほとんど全ての場合 において、プライマーの伸長は、SSR標的領域に対して固定された部位から開 始することが期待されるので、ゲノム間のミクロサテライト座内の長さの多型を これらのプライマーを用いて検出できることが期待される。これらに類似するプ ライマーは、Zietkiewicz、E.等、Genomics、20、17 6、(1994)により記述される。 本発明内において独特に用いられる別の型のSSRプライマーは、反復間また は反復の各々内のいずれかにおいて介在するヌクレオチドなしにお互い直接隣接 する2つの異なる完全SSRを含んでなる完全複合SSRプライマーである。完 全複合SSRプライマーは、完全に自己を固定する、すなわち、プライマーの5 ’末端の単純SSRが、プライマー伸長が始まる隣接する3’SSRに対する効 率よいアンカーとして働く(図1c参照)。それ故、プライマー伸長が複合SS R標的領域内の単一の固定された部位から始まることが意図される。プライマー 伸長が生じる標的SSRの部分におけるゲノム間のいかなる長さの変異も、これ らのゲノムから得られる増幅産物における長さの変異として見ることが できるはずである。複合プライマー内の各成分SSRの相対的な長さは変わるこ とができる。しかしながら、出願人等は、最もよいプライマーの固定及び標的の 鋳型に対する最も高い特異性は、5’アンカーの長さが3’プライミング部位の 長さに等しいまたはより長い時に生じることを見いだした。 ジヌクレオチド反復に対しては、出願人等は、CG及びGCの組み合わせ(こ れらの長い領域は、真核生物ゲノムにおいて稀であると考えられる)を除いて、 2つの隣接するジヌクレオチド配列の90の異なる配列が可能であると理論上想 定する。以下の式、 [(4)(3)−2]x[(4)(3)−2−1]=90、 により概算されるように、最初の(最も5’の)成分反復は、その最初の位置に 4つのヌクレオチド(A、G、C、またはT)のどれでも持つことができ、その 2番目の位置で3つの残りのヌクレオチドのいずれかにより続けられ、次に、こ の積から2つのGC及びCGの組み合わせを引かなければならない。2番目の( 最も3’の)ジヌクレオチドに対しては、同じ計算が行われるが、最初の成分2 ヌクレオチド反復位置を占めている1つの組み合わせをさらに引く。これらの9 0配列の全てを表IIに挙げる。しかしながら、80だけが真の複合反復配列であ り、これらの配列の10は、実際には不完全単純反復(例えば、(CT)n(T C)n、(AG)n(GA)n等)である。同様の計算を、無作為のヌクレオチド 配列により可能な異なるトリ、テトラ及びペンタヌクレオチドの組み合わせの数 及び型を概算するために行うことができる。 完全なジーンバンクDNA配列データベース(バージョン84.0)を、ウイ スコンシン大学Genetics Computer Group配列分析パッ ケージ(バージョン7.3)内のFindPatterns検索アルゴリズムを 用いて検索した。第一列に示した二本鎖配列の個々の鎖を、(全ての種を合わせ た)全ジーンバンクデータベースまたは示した系統発生的分類を表しているそれ ぞれのサブデータベースのいずれかの対する問い合わせとして個々に用いた。( AC)x(AT)yのような各問い合わせに対して、x及びyをそれぞれ≧6であ るように指示し、すなわち、データベース中のいかなるヒットも2つの成分ジヌ クレオチド反復の各々の少なくとも6単位を保有することが要求される。最後の 列は、(AC)xまたは(AG)y配列のいずれかを含んでいる小さいインサート として単離された、クローン化ダイズSSR配列(未発表データ)の研究室内収 集物内の各問い合わせに対して符合した数を示す。 全ての80複合2ヌクレオチド配列はゲノム中に存在し、対応するプライマー に対する標的として働く可能性を有するけれども、これらの隣接するジヌクレオ チド反復の組み合わせの少数の組のみが、DNA配列、データベース内に存在す る複合SSR間、並びに植物及び動物ゲノムからクローン化されシークエンスさ れたSSR間に適当な頻度で出現することが見られた(表II参照)。これら80 の全組み合わせの大部分は、真核生物ゲノムにおいて意外にも低い相対頻度で出 現する。 この高頻度の組におけるほとんど全ての複合反復は、2つの隣接する成分ジヌ クレオチド反復が連結部及び全複合構造にわたって一定の周期間隔を保持する共 通のヌクレオチドを共有する完全なヌクレオチド周期 性を有する。これらの複合SSR配列は、出願人等により「同周期」と呼ばれ、 x及びyが独立して≧2で、0.5の倍数であることができる、(AT)x(A G)y、(AC)x(TC)y、及び(AT)x(GT)yのような反復を含む。8 0の可能なジヌクレオチドの組み合わせのうち32はこの同周期の分類に入り、 これらを表IIに挙げる。残りの複合反復の全ては、「異周期」と呼ばれる。しか しながら、(CG及びGCを除いた)32の個々の同周期複合配列は、16の独 特な非重複一本鎖配列だけを表す。この2倍の重複は、反復している同周期ヌク レオチドをコア配列中の一番目または二番目の塩基のいずれかとして位置する可 能性から生じる(すなわち、個々のプライマーとして同一でないけれども、(A C)x(AT)y及びy(CA)x(TA)yは同じ複合配列を表す)。加えて、こ れら16の基本的な非重複配列は、8つだけの個々の二本鎖複合反復座の相補鎖 を表す(表II参照)。言い換えれば、二本鎖DNA中の座としての複合ジヌクレ オチド反復を、全組の32の可能な配列から、4つの異なる一本鎖オリゴヌクレ オチドプライマーのいずれによっても認識することができる。例えば、(AT)6 (AG)6は、4つの仮説に基づいたプライマー、(AT)x(AG)y、(TA )x(GA)y、(CT)x(AT)y、及び(TC)x(TA)y(x、y≦6で) の標的部位である。 偶然にのみ、及び出所ゲノムにおいてヌクレオチドの偏りがないと仮定すると 、80の異なる完全複合ジヌクレオチド配列の各々は、ゲノム中において等しい 頻度で出現することが期待される。しかしながら、上に述べたように、異周期の 組に比べて同周期の組がより豊富にあることは、出願人等によりすでに発見され た。さらに、同周期の複合配列の組 み合わせのいくつかの成分反復の2つの可能な配列は、与えられたゲノムにおい て著しく異なる頻度で存在するようである。例えば、複合反復、(AT)≦6( AG)≦6は、その配列の相対物、(AG)≦6(AT)≦6より植物ゲノムにお いて少なくとも5倍より豊富にあるようであり、(AC)≦6(AG)≦6は、( AG)≦6(AC)≦6より霊長目ゲノムにおいてかなり豊富である。クローン化 した配列のデータベースの系統的分析、並びに植物及び動物ゲノムの両方の経験 的な調査の両方から、これらの少数の最も頻繁に出現する複合ジクレオチド反復 は、出願人等により既知であり、従って完全に予測できる。この知識は、本発明 を用いて適当な数のSSR−アダプター共増幅産物を生じるためにうまくいく、 ほんのわずかな数の異なる複合SSRプライマーに減少するために役立つ。 従って、ヌクレオチドの無作為な配列により可能である80の全複合ジヌクレ オチド配列の並びのうち、(ほとんど全てが同周期である)ほんのわずかだけが 植物及び動物ゲノムにおいて測定できる頻度で存在し、それ故、これらの少数だ けが、あらゆる与えられたゲノムにおいて存在する複合SSR座の大部分を検出 するために必要とされる。しかしながら、実験データは、これらの16複合配列 を表している特定のプライマーが、それぞれの標的座を認識し、そこからプライ ミングするのに等しく効果的ではないことを示す。プライマー効率におけるその ような違いは、プライマー内の各成分反復の相対的な位置(3’プライミングに 対する5’固定)と組み合わさった、各成分反復の塩基組成(ATの豊富さ)か ら生じると経験的に決定した。 表IIはまた、共有されるヌクレオチドの間隔が保存されない(「異周 期」と呼ばれる)、または2つの成分反復間に共有されるヌクレオチドがないジ ヌクレオチド配列も挙げる。後者の種類は、パリンドローム及び非パリンドロー ムの両方であるジヌクレオチドの組み合わせを含む。真核生物ゲノムにおいて同 周期の配列ほどとても頻繁ではないけれども、異周期複合SSR配列のいくつか は、それにもかかわらず大部分のゲノムにおいて存在するようである。従って、 そのような異周期の反復に対応するプライマーもまた、ゲノム中のそれらの各々 の標的座からのプライマー伸長の開始部位として働くことが期待される。プライ マーヌクレオチドの周期性を特に示さない本発明の好ましい固定プライマーを、 ジヌクレオチド反復に関して式I、式I 5’-(XY)≦15 (NM)≦15 -3’ 式中、X=A、C、T、またはG;Y=A、C、T、またはG; X≠Y N=A、C、T、またはG;M=A、C、T、またはG; N≠M そして、式中XY≠MN 本明細書において、これらは(XY)#(NM)#と省略して書 かれる、 により、及び3ヌクレオチド反復に関して式II、式II 5’-(XYZ)≦10 (LMP)≦10 -3’ 式中、X=A、C、T、またはG;Y=A、C、T、またはG; Z=A、C、T、またはG、そして、X、Y、Zは同じ単 一塩基ではない、 式中、M=A、C、T、またはG;N=A、C、T、またはG; P=A、C、T、またはG、そして、M、N、Pは同じ単 一塩基ではない、 そして、式中XYZ≠NMP により定義することができる。 通例、式I及びIIのプライマーは、介在する非反復ヌクレオチドなしに互いに 直接隣接する2つの異なる成分単純配列反復を含む10−60ヌクレオチドの長 さのオリゴヌクレオチドからなる。このオリゴヌクレオチドは、5’末端から、 15反復単位の長さまでの単純配列反復を含み、同じく15反復単位の長さまで の2番目の単純配列反復がすぐ3’に続く。 プライマーヌクレオチドが同周期であることを特に示す本発明の好ましい固定 プライマーは、2ヌクレオチド反復に関して式III、式III この式は、式Iにより広く含まれる配列の組を記述する。 5’-(XY)≦15 (XZ)≦15 -3’または5’-(YX)≦ 15 (ZX)≦15 -3’ 式中、X=A、C、T、またはG;Y=A、C、T、またはG; Z=A、C、T、またはG しかし、式中、Y≠X; Z≠X; そして、Y≠Z 本明細書において、これらは(XY)#(XZ)#または(YX) #(ZX)#と省略して書かれる、 により定義される。 典型的には、式IIIのオリゴヌクレオチドは、10−60ヌクレオチドの長さ で、介在する非反復ヌクレオチドなしに互いに直接隣接する2つの異なる成分単 純配列反復を含む。このオリゴヌクレオチドは、5’末端から、15反復単位の 長さまでの単純配列反復を含み、同じく15反復単位の長さまでの2番目の単純 配列反復がすぐ3’に続く。各反復は、各反復内の一番目または二番目の位置の いずれかを占め、両成分反復のにわたって一定の周期性で保持される共通のヌク レオチドを共有する。 出願人等の発明の特に好ましい態様において、適当なアダプターで修飾された 制限フラグメントDNAを用いて、用いるプライマー対が、上記の第一番目の型 (Zabeau 欧州特許第534,858号;AFLPプライマー)である一 つのプライマーを含んでなり、第二プライマーが上記の出願人等の独特な完全複 合SSRプライマーの一つである、多型を検出するためのPCR増幅を行う。 当該技術部分野における技術の一つはまた、出願人等の独特な複合SSRプラ イマーを、例えば、非アダプタープライマー、固定された配列のプライマー、任 意のプライマー、またはゲノム中の現在既知もしくは未知の分散した反復配列と ハイブリダイズするかもしれないいかなるプライマーも含む様々な他のプライマ ー型とあわせて用いることもできることも認識する。本発明に特に適した例は、 もう一つのプライマーが、RAPDプライマー(Williams等、Nucl eic Acids Res.18、6531、(1990))のような完全に 任意の配列であるものである。 RAPDプライマーは、ゲノムDNAの増幅から多型マーカーを作成するため に用いられてきた。好ましくは、RAPDプライマーのヌクレ オチド配列は、約9ないし10塩基の長さで、50及び80%の間のG+C組成 で、パリンドローム配列を含まない。RAPDプライマーだけを用いた増幅は、 典型的には、短いプライマー、及びゲノム上のいくつかの無作為に分布した座が 増幅産物を生じる可能性を最大にする低いアニーリング温度を用いて行われる。 ゲノム内のいかなる特定のRAPD結合部位の出現率も比較的低いので、この方 法論は、あらゆる特定のプライマーの組み合わせでの増幅に供するゲノムの量を 制限するように働く。RAPD方法論の選択性は、次に適当な数の共増幅が起こ る無作為に分布したゲノム領域の一組だけを濃縮するために、従来のAFLP法 におけるビオチン化アダプターの使用により提供される選択機能に類似した濃縮 機能を果たすと考えられる。ゲノムDNAの調製 制限消化フラグメント 本発明における増幅のために有用な標的DNAは、真核生物ゲノムDNAのT aqI+PstIまたはTaqI+HindIII消化から生じ、さらに特定のア ダプター配列の連結により修飾した制限フラグメントを含んでなる。Murra y及びThompson(Murry等、Nuc.Acid Res.、8、4 321、1980)のCTAB/クロロホルム抽出及びCsCl/遠心法または 尿素抽出ミニプレップ法(Chen等、The Maize Handbook 、M.Freeling及びV.Walbot、eds.、(1993)526 −527頁、New York)のいずれかを用いて、ゲノムDNAをダイズ及 びトウモロコシから単離した。哺乳類及びサケのゲノムDNAは、市販されてい るもの(Sigma(St.Louis、MO);Clon tech(Palo Alto、CA)から購入した。ゲノムDNAを完全制限 酵素消化、それに続く部位特異的二本鎖アダプターの連結により増幅反応のため に調製した。この型のアダプターの考案及び構築のための方法は、当該技術分野 においてよく知られており、実施例は、Zabeau、欧州特許第534,85 8号により与えられる。 もし、それぞれ4塩基及び6塩基の認識部位を有する2つの異なる制限酵素を 標的DNAの調製のために用いるなら好ましい。適当な制限酵素の例はTaqI 及びPstIであるが、しかしながら、4−、5−、6−、または8塩基さえの 認識部位を有するいかなる制限酵素もまた、それらの活性が標的部位DNAのメ チル化または他の非メンデル機構の選択的なヌクレオチドの修飾により阻害され ないなら、適当である。そのような制限酵素のいかなる組み合わせも、潜在的に 適している。本発明に適した他の制限酵素は、ヘキサヌクレオチド部位酵素、E coRI、DraI、またはBamHI、テトラヌクレオチド部位酵素、Sau 3AI、MboI、MseI、Tsp509I、またはAluI、ペンタヌクレ オチド部位酵素、HinfIまたはAvaII、及びオクタヌクレオチド部位酵素 、PmeI、PacI、またはSwaIを含むことができるが、これらに制限さ れない。 Zabeau(欧州特許第534,858号)により与えられるような標準的 なプロトコルに従って、ゲノムDNAをTaqIのような一つ目の酵素で消化し 、続いて、PstIのような二つ目の酵素でさらに消化する。各投入したゲノム DNAから生じた消化物は、TaqIまたはPstI部位のいずれかが両末端に 位置する対称なフラグメント、及びTaqI部位及びPatI部位が各末端に位 置する非対称なフラグメン トの混合物である。アダプター 二本鎖のアダプターを、各対の2つの部分的に相補的な一本鎖の成分オリゴヌ クレオチドをアニーリングすることにより作成する(例を表Iに挙げる)。制限 酵素はゲノムDNA分子を特定の部位で切断するので、まず最初に合成オリゴヌ クレオチドアダプターを制限フラグメントのこれらの末端に連結し、従って、P CR増幅において用いられるプライマーのためのアンカー塩基として働く2つの 共通の隣接している標識を全ての制限フラグメントに与えることにより、制限フ ラグメントの増幅を達成することができる。典型的には、制限酵素は、両鎖の末 端のヌクレオチドが塩基対をなしているような平滑末端をDNAフラグメント上 に生じるか、または2つの鎖の一つが短い(1−4ヌクレオチド)一本鎖伸長を 与えるように突出している突出末端を生じる。平滑末端を有する制限フラグメン トの場合、1つの平滑末端を有するアダプターを用いる。突出末端を有する制限 酵素の場合、制限フラグメントの一本鎖伸長に相補的な一本鎖伸長を有するアダ プターを用いる。その結果として、各型の制限部位末端は、符合する末端の相補 性により特定のアダプターで特異的に認識される。加えて、各アダプター型の全 長のDNA配列は、他のアダプター型のものと異なる(表I参照)。典型的には 、用いるアダプターは、互いに部分的に相補的で、通常、約10ないし30ヌク レオチドの長さ、好ましくは、12ないし22ヌクレオチドの長さで、溶液中に 一緒に混合すると二本鎖構造を形成する合成の一本鎖オリゴヌクレオチドを含ん でなる。酵素T4DNAリガーゼを用いて、特定のゲノムDNA源から生じた制 限フラグメントの混合物中の個々のDNA分子の 相補的な末端に、アダプターを共有的にそして特異的に連結する。制限フラグメ ントに対して大過剰のモル濃度のアダプターを用いることは、全ての制限フラグ メントが両末端にアダプターを受け取ることを保証する。これらのアダプターは 、通常、リン酸化されていない。これらの連結されたアダプターは、次に、アダ プターPCRプライマーのための鋳型として働く。 本発明の一つの態様において、ゲノムから全ての制限フラグメントは、両末端 に同じアダプターを保有し、そのアダプター配列に対応する単一のPCRプライ マーをこれらのフラグメントから同時に増幅するために用ぃることができる。い くつかの異なる制限フラグメントの同時増幅は、しばしば、多数PCR増幅と称 される。そのような場合、全ての制限フラグメントは同じアダプターが両末端に 位置しているので、標識された制限フラグメントの混合物のプライマー伸長及び PCR増幅は、同時に全ての制限フラグメントを増幅することが明らかである。 DNAを切断するために2つまたはそれより多い異なる制限酵素を用いた別の態 様において、2つまたはそれより多い異なるアダプターを制限フラグメントの末 端に連結する。この場合、各々特定のアダプターの配列に符合している2つの異 なるPCRプライマーを、一組の制限フラグメントからの指数的な増幅のために 用いることができる。2つまたはそれより多い制限酵素を用いた一つの好ましい 態様において、両アダプターは修飾されず、フラグメントの混合物は前増幅工程 を用いて濃縮される。2つまたはそれより多い制限酵素を用いた別の好ましい態 様において、制限酵素部位末端の一つに対応するアダプターをビオチン分子に共 有的に連結する。ビオチン化した分子を単離するための標準的な方法を用いて、 この 考案は、制限フラグメントの複雑な混合物から、ビオチン化アダプターが片方ま たは両末端に位置するものだけを選択することができる。2つの可能な選択工程 の両方とも、制限フラグメントの出発混合物の複雑さを減少し、PCR増幅前の 濃縮工程を構成し、それにより、ある場合において、同じ部位の末端を有するフ ラグメントのバックグラウンドを減少する。さらに他の態様において、増幅プラ イマーの一つを、オートラジオグラフィーによりその産物を同定するために放射 性標識することができ、または、産物の蛍光検出のために蛍光標識で修飾するこ とができる。核酸の標識方法及び適当な標識は、当該技術分野においてよく知ら れている(Sambrook 上記参照)。例えば、本発明に適した放射性同位 体は、リン酸化条件の下で[γ−33P]ATPからのリン酸基転移によりアダプ ターの一本鎖の5’末端に取り込まれる33リン酸塩である。 (表Iに挙げた)各対の2つの部分的に相補的な一本鎖成分オリゴヌクレオチ ドをアニーリングすることにより、(ビオチン標識を有するまたはなしの)二本 鎖のアダプターを作成する。例えば、適したアニーリング条件の下で一本鎖のT aq.AdF及びTaq.AdRオリゴヌクレオチドを結合させることにより、 二本鎖のTaqIアダプター(Taq−Ad)を作る。ビオチン化した二本鎖の PstIアダプター(ビオチン−PstI−Ad)を作成するために、一本鎖の オリゴヌクレオチド、ビオチン−Pst.AdF及びPst.AdRを同様に結 合させた。もし、表Iに挙げたもの以外の制限酵素を用いるなら、その場合、与 えられた制限部位半分の適当な突出一本鎖末端を保有するようにアダプターを考 案しなければならない。好ましい態様において、各連結により生 じた再構築部位を再消化できないように、各アダプターは、保有する制限部位の 半分内(restriction 1/2−site)に単一の塩基の変異を含 む。それ故、適当なバッファー及び温度条件の下で、制限消化及び連結を同時に 行うことができることを技術者は認識する。DNA増幅 核酸の増幅のための基本的なプロトコルは、当該技術分野においてよく知られ ているけれども、DNAフラグメントの最適な増幅及び多型産物の検出を達成す るために、これらのプロトコルの著しい修正が必要であった。PCRプロトコル の温度サイクリングパラメーターにおける変化、プライマーの標識における変化 、並びにプライマーの長さ及びヌクレオチド組成を含むいくつかの因子は、これ らの増幅に著しく影響を及ぼすことが見いだされた。PCRにおける温度サイクリングの変化 5’固定単純及び複合SSRプライマーの両方による増幅の効率を、定温また はタッチダウンアニーリング条件のいずれかを有する温度サイクリング特性を用 いて、ダイズ、トウモロコシ、及び哺乳類の鋳型に試験した。増幅のために選択 したいかなるプライマー対もだいたい同じ最適アニーリング温度を有するように 、比較的狭い範囲内(50mM NaまたはK塩中で38−45℃)にTmを持 つようにこれらの増幅におけるアダプター及びSSRプライマーの両方を考案し た。 3つの異なる一定のアニーリング温度、52℃、58℃、及び60℃を、標準 的なサイクルあたり3段階のプロトコルを用いて試験した。各試験からの結果は 他のものと異なる(温度が高いほど、生じる産物はより少ない)けれども、大部 分の標的座でのプライマー識別の効率は、こ れらの一定のアニーリング温度のいずれででも許容できないほど効率が悪いと見 いだされたことは明らかである。これらの増幅からのあらゆる「産物」は、小さ い集団のバンドにより表され、各集団内のこれらの産物は、2の倍数、すなわち 各ジヌクレオチド反復の長さで異なる。しかしながら、タッチダウン温度サイク ルプロトコル(Don等、Nuc Acids Res、19、4008(19 91))を用いると、この「スタッター」結果及び潜在的な非特異的産物の形成 を最小限にする。タッチダウン増幅において、アニーリング温度は、故意に高く 始められ、次に、続くサイクルにおいて、所望する「タッチダウン」アニーリン グ温度まで段階的に低下される。いくつかのプライマーの組み合わせに対して、 59℃、58℃、及び56℃のタッチダウン温度を試験した。大部分のSSRプ ライマーに対して、56℃の最終タッチダウン条件が、最も多くの特異的な非ス タッターバンドを生じた。従って、本発明の目的のためには、56℃が最適の最 終アニーリング温度であるタッチダウンプロトコルに従って核酸増幅を行う場合 、最も好ましい。しかしながら、プライマーの実際の組成により、特定の増幅は 、55℃−60℃の最終アニーリング温度を含むことができる。 検討した温度サイクリングプロトコルにおける他の変化する要素は、増幅反応 を開始する方法である。典型的なPCR増幅プロトコルは、コールドスタートで 開始し、すなわち,DNA増幅のために必要な全ての試薬が最初の変性工程の前 に反応混合物中に存在する。それに反して、ホットスタートプロトコルは、一つ の主要な反応成分、典型的には、プライマー、ヌクレオチド、またはポリメラー ゼのいずれかを、反応の準備及び最初の変性の間混合物から除くことを要する。 次に、この成分を 変性後に加え、プライマー伸長を始めることができる。 コールドスタートプロトコルは、厳しくない条件下で、必ずしも完全に符合し ない鋳型部位及び標的座内の多数のずれた部位の両方にプライマーがアニールす る可能性を与える。この方法は、しばしば、ゲル上に増幅産物のスタッター結果 をもたらす。それに反して、ホットスタートプロトコルは、最初の変性の前の周 囲の温度での正しくない鋳型部位への偽のプライマーアニーリングを防ぎ、ゲル 上により明確ではっきり分かれた産物を生じる。そうでなければ同一の増幅反応 を、コールドスタート及びホットスタートプロトコルを用いて行うと、ほとんど あらゆる5’固定単純SSRプライマーに対して、コールドスタートは、ゲル上 に許容できないほど不明瞭な産物を生じた。ホットスタートを用いると、よりは っきりした産物を生じた。それに反して、複合SSRプライマーを用いると、コ ールド及びホットスタート法の間で、産物の解像度はより一致することが見いだ された。産物の解像度における潜在的な欠点にもかかわらず、コールドスタート 増幅は、特に多数のサンプルを処理する時に行うことがより容易で、そして、ゲ ノム間の多型として識別することのできる増幅産物を生じるのに十分であること が決まって見いだされた。それ故、コールドスタートプロトコルにおいて、産物 の解像度におけるわずかな増加は、反応準備のよりより優れた迅速さ及び簡便さ の代わりに犠牲にされる。5’固定単純SSRプライマーを用いる場合、ホット スタートが好ましいが、大部分の複合SSRプライマーを含んでいる増幅反応に 対しては、コールドスタートが適当で十分である。プライマー標識の選択 デュープレックスDNA分子の相補鎖は、通常、変性ポリアクリルア ミドゲル上のわずかに異なる位置に独立して分かれる。もし、DNAデュープレ ックスの両鎖を放射能標識すると、その場合、オートラジオグラフィーは各増幅 産物の各鎖を表している別個のバンドを示す。変性ポリアクリルアミドゲル上の 各増幅反応産物に対する単一のバンドのみの解像は、各産物の一つの鎖のみを標 識することを必要とする。これを達成するために、増幅反応のために用いるあら ゆる与えられた対における2つのプライマーの一つだけを標識しなければならな い。33Pの像は、通例、オートラジオグラフィー上でより明瞭であるけれども、32 Pまたは33Pのいずれかを放射性標識として用いることができる。代わりには 、様々な異なる蛍光をプライマーに取り込むことができ、得られた産物を、次に 、蛍光検出系を用いて検出できる。 アダプタープライマーの代わりの標識と比べて、SSRプライマーを放射性標 識する影響を調べた。全てのプロトコルの変形において、アダプタープライマー を放射性標識すると著しいバックグラウンドを生じた。通例、ゲル上のレーンは 少数のはっきりしたバンドを含んでいたが、あらゆる場合における主要な結果は 、レーンの全長に沿って分布した産物のスメアーであった。それに反して、増幅 反応においてSSRプライマーのみを標識すると、それらの産物はオートラジオ グラフ上でずっと明瞭で、いかなる著しいレーンのバックグラウンドも付随しな かった。この違いは、おそらく、大部分の鋳型フラグメント上の非常に豊富にあ るアダプター標的部位(標識プライマーでの直線的増幅さえ、全体で著しいバッ クグラウンドをもたらす)から生じる。それに反して、標識したSSRプライマ ーは、鋳型混合物中にはるかに少ない標的部位を有し、そして、大部分は生産的 、指数的な増幅の一部となる。従って、SSR プライマーのみの5’標識が好ましく、放射性または蛍光標識のいずれかでの標 識に適用される。SSR及びアダプタープライマーの考案における変形 SSR−アダプター増幅反応、従って得られる産物中の可変性は、上記の反応 及び温度サイクルの設定条件からだけでなく、これらの増幅に用いるプライマー の考案における微細なものからも生じる。いったん、特定の複合SSRをこのア ッセイのための標的座配列として選択しても、その場合、まだ、以下のプライマ ー考案の規準: a)アダプタープライマー上の3’伸長ヌクレオチドの数及び塩基組成 b)複合SSRプライマーを含んでなる2つの成分単純反復の相対的な長 さ c)一本鎖プライマーに対応するように選択された二本鎖複合SSR座の 特定の鎖(すなわち、プライマーの方向性) d)特定のゲノムのための制限酵素及びSSR標的の選択 のいずれでも一つを変えることにより、部分的または全体的のいずれかに異なる 増幅産物の組を制御することができる。a)アダプタープライマーの長さ ゲノムDNAの制限末端に連結した合成アダプターの一つの配列に対応するア ダプター増幅プライマーは、その3’末端に様々な数の任意の配列のヌクレオチ ド(0ないし10)を保有することができる。プライ’ー上のこれらの不定の3 ’ヌクレオチドは、アダプター及び制限部位に直接隣接し、あらゆる特定のゲノ ム制限フラグメント上で配列が前もって知られていない配列に特異的にアニール する。鋳型混合物中の全ての 可能なフラグメントの一組のみに対する各々のそのようなプライマーの認識は、 増幅反応において卓越した特異性を与える(Zabeau、欧州特許第534、 858号)。数個の最も3’のヌクレオチドにおける違いを除いてさもなければ 配列において同一のそのようなプライマーは、完全に重複しない増幅産物の組を 増幅し、より対立遺伝子特異的増幅プライマーのように機能する(Newton 等、(1989)Nuc.Acids Res 17:2503;Kwok等、 (1990)Nuc.Acids Res.18:999;Wu等、(1989 )Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2757)。しかし ながら、重要な違いは、これらのアダプタープライマーの使用は、増幅されるゲ ノムの座の前もった配列の知識が必要でなく、各プライマーは、鋳型DNA混合 物中の多数の標的部位を選択的に共に認識することである。 一般的に、不定の3’伸長が長くなるにつれて、プライマーはより選択的また は制限的になる。この3’伸長は、潜在的な標的部位の総数のうちの一組のみに プライマーのアニーリングを制限し、従って、共増幅産物の真の数において減少 をもたらす、任意の非縮重または部分的に縮重した塩基を含む。3’伸長への各 非縮重ヌクレオチドの付加は、仮定的に4倍大きい鋳型識別をもたらす。加えて 、最も3’の塩基位置の異なる単一ヌクレオチドは、さもなければ同一のプライ マーに独特な鋳型特異性を与える。従って、与えられたSSRプライマーと対を なす時、アダプタープライマー上の3’選択的ヌクレオチドの数及び組成の両方 を変えることは、同じ鋳型から個々の部分的または完全のいずれかに重複しない 増幅産物の組を生じるのに十分である。特定の増幅のためにどの3’伸長を用い るかの選択は大部分は偶然の問題であるが、それでも 大いに、標的ゲノム中の相対的なヌクレオチドの頻度及びもう一つのプライミン グ部位として働く特定のSSRのゲノムにおける豊富さによる。b)複合SSRプライマーを含んでなる2つの成分単純反復の相対的な 長さ ゲノム中のあらゆる単純及び複合SSR座は、個々の鎖がヌクレオチドの異な る配列を保有する二本鎖構造である。複合反復のコアのジヌクレオチドがパリン ドローム(例えば、(CA)x(TG)yまたは(AG)x(CT)y)でないなら 、特定のSSR座で一つの鎖に特異的にアニールすることのできる一本鎖プライ マーは、反対側の鎖にアニールしない。同周期複合SSRどれもパリンドローム ではなく、90の可能なジヌクレオチド配列の8つだけがそのようなパリンドロ ームを示す。それ故、全ての同周期及び大部分の異周期SSRプライマーは、極 性のある一方向に各ゲノムの標的座からプライマーを伸長し、いかなる複合SS R座も4つのプライマーの種類のいずれかにより認識され増幅されることができ る。例えば、複合同周期SSR座、 は、4つの異なる基本的なプライマーの種類、 5’-(AC)x(AT)y-3’、 5’-(CA)x(TA)y-3’、 5’-(AT)x(GT)y-3’、 及び5’-(TA)x(TG)y-3’、 により認識することができ、各々の最も5’の反復は、プライマーを鋳型に固定 するために主に働き、最も3’の反復は、プライマー伸長機能 を果たす(図1c参照)。 これらの4つの基本的なプライマーの種類の各々は、プライマー内の2つの成 分反復の長さにより全て異なる、広範囲の個々のプライマーを含むことができる 。これらの成分反復の長さにおける変化は、プライマーの有効性及び再現できる 増幅の正確さに大きな影響を有する。一般的に、3’プライミング反復(yの値 )対する5’固定反復(すなわち、上のxの値)が長くなるにつれて、増幅にお けるプライマーの特異性及びプライミング効率はよりよくなる。加えて、短い3 ’反復を有するプライマーだけが、非常に短い下流の反復を含んでいる複合SS R座からの増幅を与える。c)一本鎖複合SSRプライマーの極性 二本鎖複合SSR座のどちらの鎖をプライマーとして用いるかの選択は、SS R−アダプター増幅反応の成功を決定するために極めて重要である。標準的な条 件の下で効率よく生じる増幅産物をもたらす(AT)を含んでいるプライマーの 唯一の型は、(AT)n配列が非常に短く(1.5−3反復単位)、そして、そ れが3’プライマー伸長末端として位置するものであることに気をつけなければ ならない。5’末端でのいかなる長さの(AT)n反復も、アンカーとして全く 非効率的で、複雑なゲノム鋳型混合物からほとんどまたは全く増幅をもたらさな い。d)制限部位の頻度、ヌクレオチドの偏り、SSRの頻度、及びプライマー考案 の考慮すべき要件 Dynal Inc.、(Lake Success、NY)により提供され るような常時性のビーズのようなストレプトアビジンまたはアビジンを被覆した 支持体を用いて、各消化/連結混合物からビオチン化 したアダプターを保有している連結産物を選択することができる。この選択され たDNAは、次の増幅のためにビーズからさらに精製する必要はない。2つの制 限酵素を用い、ヘキサヌクレオチド部位を有する制限酵素に対応するアダプター のみをビオチン化した一つの態様において、選択されたDNAは、一つもしくは もう一つの制限部位だけが位置する、または異なる部位が各末端に位置するフラ グメントの混合物である。例えば、TaqI及びPstIを用いる場合、Pst Iアダプターのみをビオチン化する。ビオチン選択の後、TaqI−PstI及 びPstI−PstIフラグメントは、それぞれ、30:1のおおよその割合で 、濃縮さらたフラグメント混合物中に存在すると予測される。全てのTaqI− TaqIフラグメントは効率よく除かれる。そのような計算のための方法は、当 該技術分野において熟練した者にとって明らかであり、例えば、各ヌクレオチド の頻度が特定のゲノムに対して既知であるなら、予測できる割合で消化混合物中 に対称及び非対称の制限フラグメントが存在する。一般的に、以下の仮定に由来 する計算をすることをできる。 第一に、各制限酵素の認識部位は、その部位におけるヌクレオチドの数及びゲ ノムのヌクレオチド組成の関数である異なる絶対頻度でゲノム中に存在する。第 二に、相対頻度の合計(p+q)はいつも1に等しいので、これらの絶対頻度は 、相対頻度、p及びqに変換することができる。(ゲノム中の等しいヌクレオチ ド頻度及び無作為なヌクレオチド分布を考慮すると)、例えば、 最後に、これらの部位により境界づけられる制限フラグメントの相対頻度は、 単に、各フラグメント型に対する相対部位頻度の積である。従って、 フラグメント 相対頻度 TaqI−TaqI p2=0.8862 PstI−PstI q2=0.0035 TaqI−PstI及びPstI−TaqI 2pq=0.1109 それ故、この態様において、4及び6塩基対認識部位を有する制限酵素を用い 、ヌクレオチドの偏りがないと仮定すると、ビオチン選択したDNAフラグメン トは、ゲノムの11.1%のみを表す。異なる部位頻度を有する異なる制限酵素 は、選択されたフラグメントの混合物において表されるゲノムのより大きいまた はより小さい割合をもたらす。いくつかの制限酵素の組み合わせを用いることは 、ただ単一の酵素の組み合わせよりもゲノムのよりよい適用範囲を保証する。 選択したDNAフラグメントを、アダプターの一つに対応するプライマー(ビ オチン選択しなかったもの)及び特定の5’固定単純または複合SSR配列に対 するプライマーの各々一つを用いたポリメラーゼチェインリアクション増幅のた めのプールした鋳型混合物として用いることができる。当該技術分野におい熟練 した者は、アダプタープライマー及び反対向きのSSRプライマーの間に指数的 な増幅が起こる時のみ、いかなる単一のゲノム鋳型フラグメントからも検出でき る産物が生じることを認識する(図1a参照)。SSR及びアダプター配列は単 一コピー部位ではないので、多数の増幅産物が各鋳型DNA混合物から期待され る。各増幅反応の複合的な割合(共増幅された産物の数)は、特定のS SR配列の絶対的なゲノムコピー数により影響され、単純SSRプライマーの5 ’アンカーの縮重のレベルまたはアダプタープライマーの3’末端の非縮重選択 的ヌクレオチドの数及び質のいずれかを変えることにより、与えられたSSRに 対して実験的に調整することができる。例えば、ゲノム中の全ての4つのヌクレ オチドに対して等しい頻度を仮定すると、アダプタープライマーの3’末端に各 連続する非縮重ヌクレオチドを付加することは、与えられた鋳型混合物から共増 幅される産物の数において4倍の減少をもたらす(図1b参照)。それ故、3’ 末端に0個の選択的ヌクレオチドを保有するアダプタープライマー(例えば、T aq.AdF;表I参照)は、単一の非縮重3’ヌクレオチドを有するプライマ ー(例えば、Taq.pr6、その3’伸長は−Aである)より、4倍多くの鋳 型を共増幅する。同様に、このプライマーは、2個の選択的ヌクレオチドを保有 しているプライマーより4倍多くの鋳型を共増幅するなどである。一般的に、ア ダプタープライマーの選択性の程度は、式、1/42n、式中、n=選択的塩基の 数を用いて概算できる。簡便であるけれども、この単純化した計算は、ゲノムま たはゲノムフラグメントを生じるために用いた制限酵素の認識部位のいずれもの 塩基組成を考慮していないことに注意しなければならない。 1.ビーズで選択したまたは前増幅した混合物中の大部分のDNAフラグメント は、PCRに用いるアダプタープライマーに対応するアダプターにより一方の末 端が境界づけられているはずであるけれども、これらのフラグメントの一組だけ が、特定のSSRプライマーに相補的な内部の単純配列反復領域を保有すること が期待される。従って、増幅産物は、プライマー特異的なアダプターにより隣接 されているだけでなく、SS Rプライマーに符合している内部反復配列も含む標的分子の組からのみ生じ、検 出される。異なる反復に対する絶対頻度は種内で大きく変わることができ、大部 分の植物ゲノムに対しては正確には知られていないことに気をつけなければなら ない。予備的な研究は、ダイズにおいて、(AT)nは、(CT)nより少なくと も2倍豊富であり、(CT)nは、代わって(CA)nより幾分より頻度が高いよ うであることを示す(Morgante & Olivieri、Plant 3.175(1992);Akkaya等、(1992)Genetics 、132:1131)。一般的に、20塩基より長い一つのSSRは、哺乳類に おける6kbの数値に比べて、植物ゲノムにおいては23−29kbごとに一つ 存在することが概算される(Wang等、Theor.Applied Gen etics :88、1(1994);Morgante & Olivieri 、Plant J(1993);Beckmann & Weber Geno mics 12、627(1992))。しかしながら、複合SSR配列の頻度 は、文献において記録されていない。 単純SSRプライマー上の完全に縮重した5’アンカーは、特定のSSR配列 を保有するゲノム中のあらゆる座から伸長を開始するはずである。アンカーに導 入された非縮重のいかなる程度も、ゲノムの標的部位の可能な数、それ故、増幅 されるフラグメントの数を減少する。ヌクレオチドの偏りのないゲノムにおいて 、共増幅される産物の複雑さは、非縮重ヌクレオチドを付与されるあらゆるアン カー位置に対して4倍減少される。(各標的SSR座が、プライマーによる完全 なハイブリダイゼーションをさせる十分な長さを有するなら)、各自己固定複合 SSRプ ライマーは、ビオチン選択したフラグメント混合物中のあらゆる符合する複合S SR座にアニールし、そこから伸長を開始することが期待される。表現型が同類の個体間の多型の検出 異なる鋳型(すなわち、異なるゲノム)間の共増幅されたフラグメントの個々 のゲルバンディングパターンの違いは、出所ゲノム間の多型を示す。複合SSR プライマーのいずれででも生じた増幅産物は、多型及び非多型のフラグメントの 混合物である。検出される多型の大部分が優性である従来のAFLP反応(欧州 特許第0534858号)に比べて、出願人等の複合SSR−アダプター複合増 幅法は、共優性の多型のより多い割合を生じる。この方法により生じる増幅産物 の多くは、近縁の株間で非多型であるけれども、多型産物の割合は、より遠縁の 系統間で増加する。一般的に、SSR−アダプター複合増幅を用いて種内並びに 種間からの個体の間でゲノムの多型を検出でき、比較されるゲノム間の進化的距 離が大きいほど、より多くの多型が期待される。優性及び共優性の多型の両方を 検出できる。いずれの場合においても、この方法によって明らかにされる多型は 、可能な原因、 1)与えられたゲノム領域を境界づける片方または両方の制限部位が、一つの ゲノムにおいて欠けている(RFLPに類似しているが、本明細書では異なる方 法により検出される)。これは、ゲノム間の優性または共優性の違いのいずれか として見ることができる。 2)共通の制限部位により境界づけられるゲノムフラグメント内に、挿入また は欠失の違いがゲノム間に存在する(いずれかの対立因子フラグメントに対して 、増幅の距離があまり大きすぎないなら、これは共優 性の多型として見ることができるはずである)。 3)ゲノム間の単純配列反復における長さの違いが、通例、反復単位の倍数で 長さが異なる共優性の多型増幅産物をもたらすことができる。 4)対立因子特異的増幅に類似したように、アダプタープライマーの3’選択 的部分が異なる鋳型間を区別できるように、制限部位に直接隣接する領域にゲノ ム間で単一の塩基の違いが存在する。 の一つまたはこれらの組み合わせのいずれからでも生じることができる。 多型の全てのこれらの原因のために、この型の複合増幅アッセイの座当たりの 基準の情報量は、非常に高い。情報を提供する(すなわち、多型を検出すること のできる)一つの座のヌクレオチド位置の最小数に関して、簡単な概算をするこ とができる。4及び6塩基制限酵素で消化した鋳型に対して、 4(4塩基制限部位内) +6(6塩基制限部位内) +0ないし10(アダプター特異的制限部位に直接隣接する配列) +0ないし30(ゲノム間の長さの変異をアッセイすることのできるSSR 内のヌクレオチドの数) =増幅した座あたり10ないし50ヌクレオチドが、個々のゲノム間で多型 を生じるために有益であることができる。この計算の最初の3つの因子は、ゲノ ム間の単一のヌクレオチドの変異(例えば、置換)から生じ、一方、計算の4番 目の因子は、反復長の変異から生じる。全ゲノム中に分布した小さい挿入及び欠 失は、これ並びに他のゲノムアッセイにおける長さの変異の検出に寄与すること ができるけれども、各SSR標的座での反復長の変異が非常に増加して見込まれ ることは、産物中 に検出できる長さの多型の「バックグラウンド以上」のレベルをもたらす。 それに比べて、RFLPの情報量は8−12であり、RAPDは16−18で あり、標準的なAFLPアッセイは、通例10−15ヌクレオチドである。さら に、従来のAFLP及びRAPD技術に比べて、このSSR−アダプター増幅法 によりアッセイすることのできる多型のより大きな割合は、ゲノム間の共優性の 違いとして検出できる。 このSSR−アダプター、またはSAMPL増幅法を用いて検出されるSSR を基にした多型は、より一般的で簡便な単一座SSRマーカーに転換することが できる。例えば、ゲノム間の何百または何千の可能な多型を迅速に選別するため に多数の方法を用いる場合、及び、次に、より大きくより多い処理量規模または これらの特定の座で多型をより迅速にアイソトープを用いずに調べるためのいず れかでこれらの多型の選択した組を続いてアッセイすることが望ましい場合、こ の転換を行うことができる。この転換工程は、所望するバンドをSAMPLゲル から切り出し、次にシークエンスすることを必要とする。SSRに隣接している 独特な配列に由来するヌクレオチド配列から、SSRに隣接し、SSRに向かっ て反対向きである、「座特異的」プライマーを考案することができる。この独特 なプライマーを、次に、一般的なアダプタープライマーと対にして、元のフラグ メント混合物から増幅するために用いることができる。得られるアダプターから 独特なプライマーまでのPCR産物を、次に、SSRのもう一方の独特な隣接し ている配列を見つけるためにシークエンスすることができ、二番目の座特異的プ ライマーを考案することができる。最後に、2つの反対向きの座特異的隣接プラ イマーを、 標的ゲノム中の所望するSSR座にまたがる領域を増幅するための対として用い ることができる。 実施例 材料及び方法 以下の実施例において用いた制限酵素、リガーゼ、及びポリメラーゼは、BR L Life Technologies(Gaithersburg、MD) またはNew England Biolabs(Beverly、MA)から 入手した。 ダイズ栽培変種、Bonus及びsoja PI 81762の出所は、Th eodore Hymowitz、イリノイ大学である。G.max栽培変種、 wolverine、NOIR−1、N85−2176、Harrow、CNS 、Manchu、Mandarin、Mukden、Richland、Roa noke、Tokyo、及びPI54−60、並びにG.soja継承(acc ession)PI440−913を含んでいる全ての他のダイズ系統は、US DA Soybean Germplasm Collection、イリノイ 大学(農学部、Turner Hall、Urbana、IL)から入手した。Z.mays の同系交配栽培変種、B73及びMo17、並びに選良系統、LH 82、LH119、及びLH204の出所は、Holden’s Founda tion Seeds、Williamsburg、IAであった。Z.may の同系交配栽培変種、CM37の出所は、Benjamin Burr、Br ookhaven National Laboratory、Upton、N Yであった。AEC272及びASKC28 Z.mays系統は、Dento n Alexa nder博士、イリノイ大学から入手した。5つの異なるヒト由来、並びにサケ 及びマウスBABL/cからのゲノムDNAは、市販されているもの(Sigm a、St.Louis、MOまたはClontech、Palo Alto、C A)から購入した。 制限消化、連結、プライマーの5’末端リン酸化標識、及びPCR増幅に用い た試薬、バッファー、及びプロトコルを以下表IIIに示す。 ゲノム鋳型DNA混合物の調製 CTAB/クロロホルム抽出及びCsCl/遠心法(Murry等、Nuc Acids Res 、8、4321、1980)を用いてダイズ(Glycin e max )栽培変種から、そして、尿素抽出ミニプレップ法(Chen等、 he Maize Handbook 中、M.Freeling及びV.Wal bot、eds.、(1993)526−527頁 New York)を用い てトウモロコシ(Zea mays)から、ゲノムDNAを単離した。 Zabeauにより記述されたもの(欧州特許第534,858号)に類似し たように、完全制限酵素消化、及びそれに続くまたはそれと一緒に行う部位特異 的二本鎖アダプターの連結により、精製したゲノムDNAを増幅反応のために調 製した。以下の実施例に用いる制限酵素の組み合わせは、TaqI+PstIま たはTaqI+HindIII(それぞれ、テトラ及びヘキサヌクレオチド認識部 位を有する酵素の組み合わせ)のいずれかであった。1及び2.5μgの間の高 分子量ゲノムDNAを、10mMトリス酢酸塩、10mM酢酸マグネシウム、5 0mM酢酸カリウム、5mMジチオトレイトール、pH7.5を含んでいるバッ ファー中で、50μl容量中5units/μgのTaqIで65℃で約3時間 消化し、次に、同じバッファー中で、5units/μgのPstIまたはHi ndIIIで37℃で3時間さらに消化した(表III)。各投入ゲノムDNAから生 じた消化産物は、両末端をTaqIまたはPstI(もしくはHindIII)部 位のいずれかで境界づけられた対称フラグメント、及びTaqI及びヘキサヌク レオチド部位の両方で境界づけられた非対称フラグメントの混合物であった。 同モル量の各対の2つの部分的に相補的な一本鎖成分オリゴヌクレオチドをゆ っくりとアニーリングすることにより、二本鎖アダプターを作成した(表III参 照)。Taq.AdF及びTaq.AdR一本鎖オリゴヌクレオチドの各々50 00pmolを水と最終容量100μLに合わせることにより、50pmole /μLの二本鎖TaqIアダプター(Taq−Ad)を作った。5pmole/ μlのPstI及びHindIIIアダプター(ビオチン−PstI−Adまたは ビオチン−Hind−Ad)に対しては、100μlの最終容量中で各々の対応 する一本鎖オリゴヌクレオチドのそれぞれ500pmoleを合わせた。二本鎖 分子を作成するために、全ての混合物を順次低下している温度、すなわち、65 ℃で15分間、37℃で15分間、室温で15分間、次に最後に4℃でインキュ ベートした。 この項は、SSR−アダプター増幅の前のゲノムフラグメント混合物を濃縮す るためにビオチン−ストレプトアビジン選択を用いる方法を記述する。1uni t T4DNAリガーゼ、0.2mM ATP、及び各々長さに沿って異なる合 成DNA配列を保有し、一方の末端でゲノムフラグメント上の一本鎖テトラヌク レオチドまたはヘキサヌクレオチド突出にそれぞれ相補的な二つの二本鎖アダプ ター、Taq−Ad(50pmole)及びビオチン−PstI−Adまたはビ オチン−HindIII−Ad(5pmole)を含んでいる10μLの混合物を 、各完全二重消化物に加えた(表III)。これらのアダプター連結反応物を、3 7℃で3時間インキュベートした。各アダプターは、各連結により生じる再構築 された部位を再消化できないように、それが保有する制限部位の半分内に単一塩 基の変異を含んだ。それ故、用いる全ての酵素の活性が共通 の最適反応温度を共有するなら、制限酵素消化及び連結を同時に行うことができ る。 少なくとも一方の末端にビオチン化PstIアダプターを全て保有している連 結産物の組を、ストレプトアビジンを被覆した常磁性ビーズ(Dynal、La ke Success、NY)を用いて各消化/連結混合物から選択した。各選 択に対して、200μL STEX(100mM NaCl、10mM Tris −HCl、1mM EDTA、0.1% Triton X−100、pH8.0 )中で一回洗浄し、次に150μL STEX中に懸濁した10μLのビーズを 各連結反応に加え、この混合物を穏やかに揺り動かしている台の上で室温で一時 間インキュベートした。次に、DNAが吸着したビーズを、磁気ラック支持体を 用いて各混合物から選択し、すなわち、上清を吸引して除き、ビーズを200μ L STEX中に再懸濁した。4追加サイクルのビーズの選択、洗浄、及び吸引 を行った。最終的な懸濁物を新しい管に移し、この最終サイクルにおいて選択さ れたDNAが吸着したビーズを、10mM Tris−HCL、0.1mM ED TA、pH8.0(1μgの投入DNAに対しては100μL、または2−2. 5μgの投入DNAに対しては200μL)中に再懸濁した。ビーズからさらに 精製する必要のない、この選択したDNAは、それぞれ、約30:1の割合で存 在する、TaqI−PstI(または、TaqI−HindIII)及びPstI −PstI(または、HindIII−HindIII)フラグメントの混合物であっ た。選択したDNAを、TaqIアダプタープライマー及び単純配列反復(SS R)プライマーの各々一つを用いるポリメラーゼチェインリアクション増幅のた めのプールした鋳型として用いた。 最終的なPCR増幅の前に制限フラグメント混合物を濃縮するための代わりの 方法としては、両方の制限部位特異的なアダプターをビオチン修飾するかまたは 修飾しないかのいずれかであることができる。制限フラグメントへのアダプター の連結後、全混合物を、各々、一対の個々のアダプタープライマーを用いる16 までの個々の増幅反応に供する。各対の一つのプライマーはアダプター配列の一 つに対応し、もう一つのプライマーはもう一つのアダプター配列に対応する。各 場合において、増幅プライマーは、その最も3’末端に単一の無作為に選択した ヌクレオチドを保有する。各プライマー対は、元のゲノムフラグメント混合物の 約1/16組を特異的に増幅する。共通の制限フラグメント集団に由来する前増 幅産物の混合物のいずれかまたは全ては、次に、SSRプライマー及び2つの隣 接するアダプターのいずれかを表すプライマーの間での次の増幅のための濃縮さ れた鋳型として働くことができる。この場合、このアダプタープライマーは、典 型的に、前増幅アダプタープライマー上に用いた一つのヌクレオチドに完全に符 合している制限部位に最も近いヌクレオチドと共に、2、3、またはそれより多 い任意の3’ヌクレオチドを保有する。 実施例1 ダイズ栽培変種間の多型を検出するための複合SSR−アダプター増幅 における5’固定単純SSRプライマーを用いた増幅 実施例1は、アダプター標識した制限フラグメントの増幅及びそれに続くダイ ズ栽培変種間の遺伝的多型の検出のための、縮重ヌクレオチドが5’末端に位置 する単純SSR配列に対応するプライマーの使用について記述する。これらの増 幅に用いるアダプタープライマーを表Iに示 す。本明細書において5’固定単純SSRプライマーと呼ばれるSSRプライマ ーを表IVに挙げる。 Glycine max株、NOIR−1、N85−2176及びwolve rine、並びにGlycine soja栽培変種PI 81762からのア ダプター修飾し、ビオチン選択したゲノムDNAを、材料及び方法において記述 したように調製した。30μL反応において50マイクロキュリーの[γ−33P ]ATP(New England Nuclear)を150ngのプライマ ー及び5unitsのT4ポリヌクレオチドキナーゼを合わせることにより、S SRプライマーを33Pで5’末端標識した(表III)。37℃で1時間のインキ ュベーション後、(5ngのプライマーを含んでいる)この標識したプライマー 混 合物の1μL量を各増幅反応において直接使用した。 全ての増幅反応をコールドスタート開始により同時に行い、一連の反応混合物 を用いて室温で一緒に準備した。全ての反応に共通な4つの成分を含んでいるマ スター混合物は、(反応当たり)2.0μLの10x PECバッファー、0. 8μLの4つ全てのdNTPs(各5mM)、13.0μLのH2O、及び0. 1μL(0.5units)のAmplitaq DNAポリメラーゼ(Per kin Elmer Roche)からなった(表III並びに材料及び方法参照 )。次に、個々の完全なプライマー混合物を作るために、このマスター混合物の 一部を適当なプライマーに加え、すなわち、各最終増幅反応に対して、15.9 μLのマスター混合物を0.6μLの非標識TaqIアダプタープライマー(ス トックは、50ng/μL)、0.5μLの非標識SSRプライマー、及び1. 0μL(5ng/μLで)の33P標識したSSRプライマーと合わせた。適当な ビオチン−ストレプトアビジン選択した鋳型DNA(各2μL)を0.2mLの 微量増幅管(Robbins Scientific、Mountain Vi ew、CA)に分配し、Perkin−Elmer 9600マルチウェルプレ ートの個々のウェルに配置した。次に、18μLの適当な完全プライマー混合物 を加え、全ての反応物を20μLの最終容量にした。この反応成分の最終配合を 迅速に終え、一定の58℃のアニーリングまたは58℃のタッチダウン温度サイ クリングプロトコル、タッチダウンアニーリング 変性: 94℃、3分 1サイクル: 94℃、30秒 65℃、30秒 72℃、1分 11サイクル: 94℃、30秒 最初のサイクルは、64.4℃、30秒、次に、サイ クル当たり0.6℃ずつ次の10サイクルの間最終の 58.4℃まで下げる 72℃、1分 23サイクル: 94℃、30秒 58℃、30秒 72℃、1分定温アニーリング 変性: 94℃、3分 35サイクル: 94℃、30秒 58℃、30秒 72℃、1分 のいずれかを用いて、できるだけ遅延することなく増幅反応をPerkin E lmer 9600温度サイクラーで開始した。 終了した増幅反応物を、等量のホルムアミドストップ溶液(98%脱イオン化 したホルムアミド、2mM EDTA、0.05%ブロモフェノールブルー、0 .05%キシレンシアノール)で希釈し、94℃まで3分間加熱し、次に、氷上 ですばやく冷却した。最初に55Wで30分間、同じトリス−ホウ酸−EDTA バッファー中で前泳動した4.5%または6%の変性30 x 40 x 0.4c mポリアクリルアミドゲル(7M尿素、4.5%アクリルアミド:N−,N’− メチレンビスアク リルアミド[19:1]、100mMトリス−HCl、80mMホウ酸、1mM EDTA、pH8.3)上に、各2.5μLをすぐに添加した。この添加した サンプルを、(〜1400−1500V、35−40mAに対応する)55Wで 2時間電気泳動し、次に、ゲルをクロマトグラフィー紙に移し、80℃で2時間 真空乾燥し、−70℃で2ないし7日間、増感紙と共にHyperfilm−M P(Amersham)またはBiomax(Kodak)X線フィルムに感光 させた。 図2は、5’固定単純SSRプライマー、DBD(AC)7.5、(HBH)A G8.5、及びHVH(TG)7.5を用いた増幅産物の比較を示す。全ての場合にお いて、SSRプライマーを33P標識し、それぞれ0及び1個の3’選択的ヌクレ オチドを保有する2つの異なるTaqIアダプタープライマー、Taq.AdF 及びTaq.pr6(表I参照)の各々と組み合わせて用いた。パネルaは、定 温温度サイクリングを用いて生じた増幅産物を示し、パネルbは、タッチダウン プロトコルからの産物を示す。全てを表IVに挙げる、いくつかの異なる5’固定 単純SSRプライマーを試験した。一般的に、全てのそのような単純SSR−ア ダプター増幅は、適当な数の共増幅産物を生じるためにアダプタープライマーの 3’末端に0−2ヌクレオチドの伸長を必要とすることが見いだされた。 アニーリング温度にかかわらず、定温アニーリングプロトコルは、試験したほ とんど全てのプライマーの組み合わせに対して非常にスメアーし不明瞭なバンド をゲル上に生じた。56℃から58−59℃にアニーリング温度を上げると、い くぶん少ないスメアーを生じ(図2a)、すなわち、個々の座の産物は、通例、 識別できる。しかしながら、これら の産物は、はっきりと大きさが分かれておらず、その代わりに、ゲル上に高度の 「スタッター」を示した。試験した最も高い定温アニーリング温度、60℃は、 いくつかのプライマーの組み合わせに対して比較的少数のバンドを生じ、他のも のに対してはバンドを生じなかった(データは示さない)。これらの結果は、ア ニーリング温度が温度サイクリングを通して一定に保持される時、大部分の標的 座でのプライマー識別の効率が比較的効率が悪いことを示す。プライマーはアニ ールするが標的座内での多数の位置でか(スタッター結果を生じている)、また は産物を生じるように安定にアニールしないかのいずれかである。あらゆるプラ イマー対に対する最適の一定アニーリング温度は、結局、実験的に決定しなけれ ばなれないけれども、この温度サイクリング法を用いると、それども不均一の大 きさの増幅産物が生じると思われる。 それに反して、タッチダウン条件(Don.等、Nuc.Acid Res. 、19、4008、(1991))を用いた温度サイクリングは、非常に効率の よい標的座識別をもたらし、増幅におけるプライマーのいずれかによる偽のプラ イミングを最小限にするまたは排除するために考案される。タッチダウン増幅に おいて、アニーリング温度は、故意に高く始められ、次に、連続するサイクルに おいて段階的に所望する「タッチダウン」アニーリング温度まで下げられる。5 9℃及び56℃の両方のタッチダウン温度を試験した。大部分のSSRプライマ ーに対して、この範囲の最終タッチダウン温度は、ゲル上に多数の比較的明瞭な バンドを生じるのに最適であり(58℃のタッチダウン反応から生じる産物の例 に関しては図2bを参照、他のデータは示さない)、これらのバンドは、実験か ら実験で再現性があった。 異なる鋳型(すなわち、異なるゲノム)間で共増幅されたフラグメントにおけ る個々のバンディングパターンの違いは、出所ゲノム間の多型を示す。この方法 により生じた増幅産物の大部分は、2つの近縁のG.max株、NOIR−1及 びN85−2176間で非多型であるようであるが、しかしながら、より遠縁のG.max 、wolverine及びG.soja PI 81762栽培変種 間ではより多数の多型産物が見られる。加えて、いくつかの多型は、優性である ようであり(一つのゲノムから増幅されたバンドで、しかし、他のゲノムからは 明らかな対応するバンドがない)、少数は、潜在的に共優性である(各ゲノムか ら増幅された類似しているが同一の大きさではないバンド)。 この分析は、このアッセイを調整し特別に作ることができる2つの重要な特徴 を示す。第一に、共通のゲノム鋳型組に対して用いる時、2つの異なる5’固定 単純SSRプライマー、HBH(AG)8.5及びDBD(AC)7.5は、完全に異 なる増幅パターンを生じた。これらのパターンが明らかに異なる増幅産物組を示 すことは、ゲノムからの異なる制限フラグメント組が異なるSSR標的部位を保 有しているようであるという考え(図1参照)と一致する。ゲル上の各バンドは 、TaqI部位に対して反対向きの特定のSSR配列間の生産的な増幅の結果で ある。ダイズゲノムにおける全ての型のSSR配列間の比較的大きい間隔の概算 (Wang等、Theor.Applied Genetics、88、1(1 994);Morgante & Olivieri、Plant J.3、1 75(1993))を考慮すると、この実施例においてHBH(AG)8.5及び DBD(AC)7.5プライマーから生じたSSR−TaqI部位産物が、共通に あらゆるゲノム座にまたがるとは思 われない。 この実施例において示される第二の特徴は、いかなる選択されたSSRプライ マーに対しても、アダプタープライマー上の3’選択的ヌクレオチドの数が少な いほど、共増幅バンドの数が多くなるということである。一般的に、アダプター プライマーのn=0のものを用いて生じる産物の混合物は、n=1プライマーに 対するものよりより複雑であり、そして、この産物の混合物は、n=2プライマ ーに対するものよりより複雑であるなどということが期待される。この実施例に おいて、TaqIアダプタープライマー、0個の3’選択的ヌクレオチドを保有 しているTaq.AdFは、1個の選択的ヌクレオチドを保有しているプライマ ー(Taq.pr6[n=1=A]またはTaq.pr8[n=1=c]に比べ て、与えられたSSRプライマーと対にした時、首尾一貫して、より多数の標識 された反応産物を生じた。理論的には、n=0からn=1への3’伸長の長さに おける増加は増幅フラグメントの数を4倍減少するはずであるけれども、実際に は、主として高度な全体のスメアー及び5’固定単純SSRプライマー由来の産 物の低い解像度のために、真の違いを定量することは困難である。しかしながら 、明らかに、最も高いレベルのバックグラウンドと共に最も多数のバンドをTa q.AdFで増幅した反応を表しているレーンにおいて見ることができる。 第三に、一定のアニーリング温度の使用に比べて、タッチダウン条件を用いる 温度サイクリング条件は、通例、レーン内のスメアーを減少するのに役立ち、通 例、より明瞭な産物のバンドを生み出す。しかしながら、これらのより明瞭なバ ンドにはまだ、レーン(ゲノム)間の多型の正確な比較を妨げる高度なスタッタ ーが伴う。 一般的に、ゲノムの多型は、種内並びに種間からの個体間で検出することがで き、すなわち、比較するゲノム間の進化的距離が大きいほど、より多くの多型が 期待される。優性及び共優性の多型の両方が現れる。しかしながら、特別な反応 温度サイクリング条件が何であろうとも、SSR−アダプター増幅における5’ 固定単純SSRプライマーの使用は、新しい多型を同定するために理想的ではな い。タッチダウン温度サイクリングまたはホットスタート開始(示さない)にお けるように、アニーリング条件を注意深く最適化する時でさえ、個々の共増幅産 物はゲル上にかなりスメアーして不明瞭に分かれる。オートラジオグラフィー像 上で明らかな高度なスタッターは、従来のAFLP(Zabeau 欧州特許第 534,858号)を用いて得ることのできるバンドの明瞭さを相殺し、全てで はないが大部分の顕著な多型の正確な同定を妨げる。 実施例2 ダイズ栽培変種間の多型を検出するための複合SSR−アダプター増幅 における完全複合SSRプライマーを用いた増幅 実施例2は、多数の増幅産物間の多型の解像度を改善し、多型のレベルを上げ る手段としての、実施例1において論じたものと類似するSSR−アダプター増 幅法における完全複合SSRプライマーの使用を示す。これらの増幅のために用 いた個々の複合SSRプライマーの全てを表Vに挙げる。 これらの複合SSR配列の大部分は、複合SSRを含んでなる2ヌクレオチド反 復の一つを含むことがハイブリダイゼーションにより示された、シークエンスさ れたダイズゲノムクローン(M.Morgante及びC.Andre、未発表 )上、または公のDNA配列データベース(例えば、ジーンバンク;表II参照) に登録された、クローン化した植物及び動物の配列上のいずれかに存在する。 G.max栽培変種、wolverine、NOIR−1、N85−2176 、Harrow、CNS、Manchu、Mandarin、Mukden、R ichland、Roanoke、Tokyo、PI54−60、及びBonu s、並びにG.soja継承(accessions)PI81762及びPI 440.913から、本質的に実施例1において記述したようにDNA鋳型を作 成した。TaqI+PstIまたはTaqI+HindIIIのいずれかでの二重 消化、二本鎖TaqI−Ad及びビオチン−PstI−Ad(またはビオチン− HndIII−Ad)アダプターの連結、及び少なくとも一つのビオチン化Pst IまたはHindIII末端を保有しているフラグメントの選択後、全て実施例1 において記述されるように、一連の反応混合物及びコールドスタート設定を用い て増幅反応を行った。全ての場合において、複合SSRプライマーのみを、[γ −33P]ATPを用いて5’末端標識した。56℃の最終アニーリング温度のタ ッチダウン特性を用いて、増幅をPerkin Elmer 9600温度サイ クラー上で行った。 変性: 94℃、3分 1サイクル: 94℃、30秒 65℃、30秒 72℃、1分 11サイクル: 94℃、30秒 最初のサイクルは、64.3℃、30秒、次に、サイ クル当たり0.7℃ずつ次の10サイクルの間最終の 56℃まで下げる 72℃、1分 23サイクル: 94℃、30秒 56℃、30秒 72℃、1分 本質的に実施例1において記述したように、トリス−ホウ酸−EDTAバッフ ァー中6%変性ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動後、−70℃でKodak Biomax X線フィルムに増感紙で増幅して感光させた後、オートラジオ グラフィーにより共増幅された産物を視覚化した。 表Vに挙げた複合SSRプライマーの全てを、異なるダイズ栽培変種間の多型 を検出するためのこのプロトコルにおいて用いた。用いた全てのプライマーは、 成分ヌクレオチドの一つが2つの隣接するジヌクレオチド反復にわたって「同周 期」である完全複合SSR配列を表す。意外にも、表Vに挙げたプライマーの全 てが産物を生じるのに等しく効果的であるとは限らず、クローン化した配列編纂 (表II)に基づいて同程度の多型であることが予測される場合でさえ、全ての生 じた産物がそうであるとは限らなかった。ダイズゲノムから最も多数の共増幅フ ラグメントを生じる複合プライマーは、(CA)x(TA)y(式中、x及びy は0.5の倍数であるが、各々≧1)である。図3aは、(0個の3’ 選択的ヌクレオチドを含んでいる)Taq.AdF及び(1個の3’ヌクレオチ ド、−C)Taq.pr8と組み合わせて用いた、このプライマーの(CA)7. 5 (TA)2.5バージョンからの増幅産物を示す。TaqIプライマーが完全に非 選択的である時でさえ、比較的少数のフラグメントのみを増幅する複合配列プラ イマー(TC)4.5(TG)4.5及び(CT)7.5(AT)3.5からの産物も図3a に示す。(CT)x(AT)y配列は、単離したダイズクローン上の複合反復の二 番目に豊富な種類であるようなので(表II参照)、この結果は意外であった。プ ライマーとして、(CA)7.5(TA)2.5及び(CT)7.5(AT)3.5は、主と して、それらの3’−(AT)y反復の長さにおいて異なる。さもなければ同一 の増幅反応におけるこれらの2つプライマーの異なる効率は、主に、「導く」3 ’−(AT)y配列の長さの結果であるかもしれない。それに反して、(TC)4 .5 (TG)4.5から生じる非常に少数の増幅産物は、おそらく、ダイズゲノム中 のこの複合反復の低いコピー数(表II参照)の結果である。図3bに示されるの は、各々、同じ2つのTaqIアダプター特異的プライマーと組み合わせて(T G)4.5(AG)4.5及び(TC)4.5(AC)4.5を用いて生じた産物である。こ れらの2つの複合SSR配列の各々により、中間的な数の産物が増幅される。 完全複合SSRプライマーのいずれででも生じる増幅産物は、多型及び非多型 のフラグメントの混合物である。例えば、(CA)7.5(TA)2.5プライマーか らの産物のいくつかは、試験した全ての15の異なるG.max及びG.soj の遺伝子型間で完全に非多型であるが、しかしながら、産物の多くは、これら のゲノム間で優性または共優性のいずれかの多型を示す。Taq.AdF(n= 0)またはTaq.pr8 (n=1=c)のいずれかと組み合わせて(CA)7.5(TA)2.5を用いて増幅 された産物を、図3aから分類した。 この増幅産物の組は、ダイズゲノムにおける(CA)≧7.5(TA)≧2.5座の 全体を表していない。TaqI+PstI二重消化した鋳型フラグメントのビオ チン選択した組内で、このSSRがTaqI部位の増幅できる距離内にありTa qI部位に反対向きであり、そして、他のTaqI部位がSSRのもう片側、S SR及び「選択できる」PstI部位の間にない(CA)≧7.5(TA)≧2.5ゲ ノム座のみに増幅は限られた(図1参照)。ゲノム中の残りの(CA)≧7.5( TA)≧2.5座は、異なる制限酵素の組を用いて構築した鋳型DNAから増幅す ることができる。図4は、2つの制限酵素の1つだけを変えた時(選択できる酵 素部位として、PstIをHindIIIに代える)、増幅フラグメントのパター ンがPstI+TaqIで生じたものと著しく異なることを示す。それ故、制限 酵素の異なる組み合わせで制限された鋳型を生じ、並びに、各鋳型調製物を多数 の異なる複合SSR及びアダプタープライマーの組み合わせの組でアッセイする ことにより、あらゆる与えられたゲノム中の多型SSR座の総数のより大きな割 合を検出することができるはずである。 5’固定単純SSRプライマーを用いたSSR−アダプター増幅によ り生じた増幅産物の低い解像度(実施例1参照)に比べて、複合SSRプライマ ーの代用は、かなり高いレベルの産物の解像度を与える。各バンド/産物には、 はるかに少ないスタッターが伴い、これ 実施例3 遺伝子地図作成のための複合SSR−アダプター反応における完全複合 SSRプライマーを用いた増幅 図3は、遺伝的マーカーを作成するためのSSR−アダプター増幅法の使用を 示す。G.max、Bonus及びG.soja、PI 81762間で検出さ れた多型のバンドが遺伝的に継承され得るかどうかを決定するために、そして、 これらの多型が遺伝子地図作成のための有用性を有し得るかどうかを決定するた めに、これらの株間の多型産物を記録し、ダイズゲノムに位置づけた。 (T.Hymowitz、イリノイ大学からの)bonus及びsoja親に 関する交配からのF2世代での66個体から、ゲノム鋳型DNAを材料及び方法 において記述したように作成した。この実施例には、TaqI及びHindIII 制限酵素を鋳型DNAの二重消化のために用いた。消化、アダプターの連結、及 びそれに続くストレプトアビジン−ビオチン選択を、材料及び方法において記述 したように行った。 (CA)7.5(TA)2.5複合SSRプライマー(表V)を、[γ−33P]AT Pを用いて5’末端標識し、次に、親及びF2鋳型上の複合増幅のためにTaq .pr6アダプタープライマー(表I)と組み合わせて用いた。これらの増幅は 、実施例2において詳述したコールドスタート、56℃のタッチダウン温度サイ クリングプロトコルを用いた。増幅産物を6%変性ポリアクリルアミドゲル上で 分け、次に乾燥し、Kodak Biomax X線フィルムに感光させた。こ れらの産物のオートラジオグラフを図5aに示す。少なくとも15の増幅産物が 親の鋳型間で明確に多型であり、F2個体間でメンデル分離を示した。これらの 大部分は、優性の多型として分離し、各々が、F2子孫において3:1または1 :2:1のメンデル比率で単に偶然だけで分離した可能性は、一貫して5%未満 であった。各多型産物の親の遺伝を、66のF2個体の各々に対して決定し、こ れらの多型の13に対する記録を表VIに示す。この特異的プライマーの組み合わ せで、より明確な多型のバンドの大部分が優性のマーカーとして分離するようで あり、すなわち、少数の多型のみが共優性的に分離するようである。しかしなが ら、他の特異的プライマーの組み合わせで、共優性の分離の出現率はしばしばよ り高い。ホモ接合体は、時々、ヘテロ接合体から区別することができない点にお いて、大部分の共優性の多型は、記録するにはより問題が多い。それ故、この増 幅からの多型の各々を優性のデフォールト想定で記録し、真の共優性の場合を以 下のマッピングで示す。 これらのバンドをダイズゲノムに位置づけるために、これらの遺伝記録を、ダ イズゲノムに以前に位置づけられた600RFLP及び単一座SSRマーカー( J.A.Rafalski及びS.V.Tingey、 Genetic Maps:Locus Maps of Complex G enomes.第6版中、Cold Spring Harbor Labor atory Press、Cold Spring Harbor、NY、19 93)のものと相関させた。この標準的な遺伝子地図(データは示さない)は、 この実施例において用いられたものと同じF2集団における多数のRFLPマー カーの分離パターンの分析から、標準的なRFLP方法論により構築された(標 準的なRFLPマッピング技術に関しては、本明細書に参考文献が含まれる、T .Helentjaris等、1986、Theor.Appl.Genet. 、72、761を参照)。遺伝子マッピング分析のための原則は、ゲノム中で互 いに近くに位置するマーカーはF2子孫において一緒に遺伝され、一方、遠く離 れて位置するマーカーはより低い頻度で共に遺伝されるということである。次に 、Macintosh用に出願人等により修正されたコンピューター分離分析プ ログラム、MapMaker(E.S.Lander等、1987 Genom ics、1、174)を用いて、分離の分析及びマーカーの地図の位置を計算し た。これらの結果は、F2子孫間で約3:1の優性の分離比または1:2:1の 共優性の分離比を有するほとんど全ての多型の増幅産物をダイズゲノムに位置づ けることができることを示した。このことは、表VIからの6つの多型が全て様々 な連鎖群上の別個の部位に位置する図5bにおいて示される。全体で、この単一 のプライマーの組み合わせから位置づけられた15の多型は、10の異なる連鎖 群間に分布し、すなわち、いくつかの場合において、2つまたはそれより多い多 型は同じ連鎖群上の連鎖した部位に集まる。観察したデータから、図5b中の多 型の各々がこれらの位置に単に偶然 集まる可能性は、103.29中1から1016.88中1まで異なり、これらの地図の 位置の信憑性を示している。この実施例は、本発明のSSR−アダプター複合増 幅により明らかにされた多型が遺伝的マーカーとしての有用性を有することを示 す。 PI81762及びBonusダイズ系統間の交配から分離している66のF2 個体の各々から、DNAを単離し、鋳型を作成した。示したマーカー座の各々 での各個体の遺伝子型は、以下のように決定し、すなわち、「A」または「B」 の記録は、それぞれ、その座がPI81762またはBonus親から遺伝され たことを示す。Hの記録は、その座がPI81762及びBonusの両方から 遺伝されたことを示す。「a」の記録は、その座がPI81762からのみ遺伝 された、または、Bonus及びPI81762の両方から遺伝されたことを示 す。「b」の記録は、その座がBonusからのみ遺伝された、または、Bon us及びPI81762の両方から遺伝されたことを示す。「m」の記録は、欠 けているデータを示す。 実施例4 他の植物及び動物ゲノムにおける多型を検出するための複合SSR−ア ダプター反応における完全複合SSRプライマーを用いた増幅 実施例4は、トウモロコシ、サケ、ヒト、及びマウスを含む他の非ダイズゲノ ムからのゲノムDNAの増幅のための完全複合SSRプライマーの使用を示す。 尿素抽出ミニプレップ法(Chen等、The Maize Handbook 中、M.Freeling及びV.Walbot、eds.、(1993)52 6−527頁、New York)を用いて、Z.mays同系交配の栽培変種 、B73、Mol7、AS KC28、LH82、LH119、LH204、AEC272、及びCM37か らゲノムDNAを単離した。5つの異なるヒト由来、並びにサケ及びマウス(B ALB/c)からのゲノムDNAを、市販されているもの(Sigma、St. Louis)MOまたはClontech、Palo Alto CA)から購 入した。実施例1及び2において記述したように、全てのこれらのDNAをTa qI+PstIまたはTaqI+HindIIIのいずれかで二重消化し、これら の制限フラグメントをこれらの制限部位に特異的なアダプターに連結し、そして 、ビオチン−ストレプトアビジン選択を行った。 いくつかの個々の完全複合SSRプライマー(33P−標識した)を、各プライ マーを0または1個の3’選択的ヌクレオチドを保有している個々のTaqIア ダプタープライマーと組み合わせて用いて、実施例2において記述したように増 幅反応を行った。増幅をコールドスタート、56℃の最終タッチダウン温度サイ クリング条件を用いて行い、標識された産物を6%変性ポリアクリルアミドゲル 上で分けた。これらの植物及び哺乳類のゲノムからの増幅産物の例を図6、パネ ルa、b、及びcに示す。 試験した全てのゲノムにおいて、どの特定の複合SSR及びTaqIアダプタ ープライマーの組み合わせもはっきり識別できる増幅産物の組(フィンガープリ ント)を生じた。一般に、どの2つのフィンガープリントも類似する程度は、そ れらの個体間の進化的距離の関数である。これらのSSR−アダプター増幅産物 のフィンガープリントは、異なり得る2つの成分、すなわち、フラグメントの絶 対数及びそれらのゲル上での集合的なパターンを有する。第一に、与えられたS SRプライマーは、 一つの種において、他の種と比べて完全に異なる相対数の増幅産物を生じること ができ、そのプライマーにより増幅された複合SSR座が、他のものと比べて一 つの系統発生群において完全に異なるコピー数で存在することができることを示 している。例えば、複合反復、(CA)7.5(TA)2.5を用いた共増幅フラグメ ントの数は、ダイズまたはドウモロコシにおけるよりも哺乳類ゲノムにおいては るかに多いようであり(少なくとも、2−5倍)(図6参照)、哺乳類がより多 数の(CA)≧7.5(TA)≧2.5標的座を含むことを示している。この関係は、 ダイズまたはトウモロコシゲノムに対して哺乳類においてより高く概算された( CA)n反復の頻度(Wang等、Theor.Applied Geneti cs :88、1(1994);Morgante & Olivieri、Pl ant J (1993);Beckmann & Weber Genomi cs 12、627 (1992))と一致する。第二に、限られた系統発生群 内(種または属)で、通例、個体間の増幅産物のパターンは類似し、異なるが近 縁のゲノムにおいて制限部位及びSSR座が全体的に保存されていることを示し ている。一つのゲノムにおいて与えられた増幅フラグメントに寄与する特定の制 限部位またはSSR座が、同じ種の他のゲノムに比べて塩基置換、挿入/欠失、 または反復長の違いを保有する時はいつでも、個体間の多型を検出する。進化的 距離が同じ属を越えて広がる個体間の増幅産物のパターンにおいて実質的に類似 点は明らかでなく、比較する2つのゲノムがより分岐しているほど、これらが共 通の座を共有することがより起こりそうもないという一般に認められた考えに一 致する。増幅フラグメントの組は、例えば、マウスまたはラットに比べてヒトか らの個々のゲノム間で全く異 なり、増幅パターン(及びおそらく増幅産物の組)は、ダイズ及び哺乳類間、ま たはダイズ及びトウモロコシ間でさえ何の類似点も共有しないようである。 実施例5 異なる増幅産物組を生じるために、プライマー構造及び温度サイクリン グ条件を変えることの効果 SSR−アダプター増幅反応における、それ故、得られる産物における可変性 は、上記の反応及び温度サイクル設定条件だけでなく、これらの増幅に用いるプ ライマーの考案及び温度サイクリングパラメーターにおける微妙な違いからも生 じる。いったん、特定の複合SSRをこのアッセイのための標的座配列として選 択しても、以下のプライマー考案規準、すなわち、1)アダプタープライマー上 の3’伸長ヌクレオチドの数及び組成、2)複合SSRプライマーを含んでなる 2つの成分単純反復の相対的な長さ、3)一本鎖プライマーに対応するように選 択した二本鎖複合SSR座の特定の鎖(すなわち、SSRプライマーの方向性) のいずれでも一つを変えることにより、部分的または完全のいずれかに異なる増 幅産物組を生じることができる。加えて、特定の増幅により生じるデータの特質 は、温度サイクリングを開始する方法により影響される。1.アダプタープライマーの考案 ゲノムDNAの制限末端に連結された合成アダプターに対応するこのプライマ ーは、その3’末端に様々な数(0ないし10)及び任意の配列のヌクレオチド を保有することができる。Zabeauにより記述された(欧州特許第534, 858号)ように、プライマー上のこれらの様々な3’ヌクレオチドはゲノムD NAフラグメント上のアダプター及 び制限部位に直接隣接した「未知の」配列に特異的にアニールし、鋳型混合物中 の全ての可能なフラグメントの一組のみの各々による認識は、増幅反応における 卓越した特異性を与える。数個の最も3’のヌクレオチドを除いて配列において そうでなければ同一であるそのようなプライマーは、全く重複していない増幅産 物組を増幅することができるので、これらの使用が増幅されるゲノム座の前もっ た配列の知識を必要せず、各プライマーが鋳型DNA混合物における多数の標的 部位を選択的に共に認識することを除いて、これらは大いに対立遺伝子特異的増 幅プライマー(Newton等、(1989)Nuc.Acids Res 1 7:2503;Kwok等、(1990)Nuc.Acids Res.18: 999;Wu等、(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2757)のように機能する。 一般的に、3’伸長が長くなるほど、プライマーはより選択的になり、すなわ ち、様々な3’伸長がより長く作られるにつれて、アダプタープライマーはより 少数の可能なゲノム標的部位を認識するようにより制限されるようになり、より 少ない真の数の共増幅産物をもたらす。3’伸長への各非縮重ヌクレオチドの付 加は、約4倍大きい鋳型識別をもたらす。加えて、最も3’の塩基の位置で異な る単一ヌクレオチドは、そうでなければ同一のプライマーに対して独特な鋳型特 異性を与える。これらの原理を図7に示した実施例により表す。33P標識した完 全複合SSRプライマー、(CA)7.5(TA)2.5を、実施例2において記述し た実験条件を用いて、いくつかのダイズ栽培変種のゲノムから特異的な産物を生 じるためのSSR−アダプター増幅のために用いた。このSSRプライマーを、 最も3’のヌクレオチドの位置でのみ全て異なるいくつ かの異なるTaqIアダプタープライマー(表I参照)、 の各々と対にした。最も短い3’伸長(0ヌクレオチド)を有するTaqIアダ プタープライマー、Taq.AdFは、全く非選択的で、最も多数の産物を生じ 、最も長い伸長を有するプライマー(Taq.pr9)は最も選択的で、最も少 ない増幅産物を生じた。3’伸長として一つのヌクレオチドを保有しているプラ イマーの全て4つは、ほどん同じ数の産物を増幅したが、しかしながら、これら の4つのプライマーの各々からの産物の組は、他の3つからの組と比べて独特で ある。Taq.AdFを用いて増幅されたバンドの複雑なパターンは、実際、全 ての4つの一塩基伸長プライマーの合成である。すなわち、これらの4つのプラ イマーの各々により生じるパターンは、0塩基伸長プライマーにより増幅される パターンの約1/4組である。従って、アダプタープライマー上の3’選択的ヌ クレオチドの数及び組成の両方を変えることは、与えられたSSRプライマーと 対にした時に、同じ鋳型から個々の部分的または完全のいずれかに重複していな い増幅産物の組を生じるのに十分である。どの3’伸長を用いるかの選択は、主 に、標的ゲノム中の相対的なヌクレオチドの頻度及び他のプライミング部位とし て働く特定のSSRのゲノム中での豊富さによる。2.複合SSRプライマーを含んでなる2つの成分単純反復の相対的な 長さ ゲノム中のあらゆる単純及びほとんど全ての複合SSR座は、個々の鎖がヌク レオチドの異なる配列を保有する二本鎖構造である。SSR座 で一つの鎖に特異的にアニールすることのできる一本鎖プライマーは、(9つの 特定のパリンドローム複合SSR配列の組み合わせを除いて、表II参照)反対の 鎖にアニールしない。それ故、与えられたSSRプライマーは、各ゲノム標的座 から極性の一方向にプライマーを伸長し、どの複合SSR座も4つの異なるプラ イマーの種類のいずれかが認識し、そこから伸長を開始することができる。加え て、これらの4つの基本的なプライマーの種類の各々は、プライマー内の2つの 成分反復の長さにより全て異なる広範囲の個々のプライマーを含むことができる 。これらの成分反復の長さにおける違いは、プライマーの効率及び再現性のある 増幅の正確さに大きく影響し、すなわち、一般的に、3’プライミング反復に対 する5’アンカー反復が長いほど、増幅におけるプライマーの特異性及びプライ ミング効率がよりよい。 2つの成分反復の長さにより各々他と異なっている多数の別個のプライマーを 、4つの異なる複合SSR配列、(CT)x(AT)y、(AT)x(AG)y、( CA)x(TA)y、(AT)x(GT)y(すなわち、x及びyの値は、特定のS SR型に対して変わる)に対して試験した。図8は、3つの異なる(CA)x( TA)yプライマー、(CA)4.5(TA)7.5、(CA)6.5(TA)4.5、及び (CA)7.5(TA)2.5、並びに3つの異なる(AT)x(GT)yプライマー、 (AT)3.5(GT)6.5、(AT)8.5(GT)2.5、及び(AT)6.5(GT)4 .5 を用いた試験の結果を示す。これらのプライマーの全て5つは、38−42℃ の範囲のTmを有することが計算された。各々を、実施例2において記述したよ うに、33Pで5’標識し、ビオチン選択したダイズ鋳型DNA、PI81762 及びwolverineを用いた増幅反応において、3 つの異なるTaqIプライマー(Taq.AdF、Taq.pr6、及びTaq .pr8)と個々に対にした。(AT)x(GT)yプライマーはいずれもあまり 効率よく作動せず、(AT)3.5(GT)6.5は少なくともいくつかの産物を生じ たけれども、一方、他の2つの(AT)x(GT)yプライマーバージョンは、な んらかの増幅産物を生じることに完全に失敗した。それに反して、全ての3つの (CA)x(TA)yプライマーは、増幅フラグメントの数はこれらのプライマー 間で異なるけれども、産物を生じることができた。これらの結果は、5’固定反 復が長く、3’プライマー伸長反復が短いほど、より多くの増幅産物を生じるこ とを示す。様々な成分反復長を保有している(CT)x(AT)y及び(AT)x (AG)yプライマーで行った同様の実験(示さない)から、これと同じ結論を 引き出した。3.一本鎖複合SSRプライマーの極性 二本鎖複合SSR座のどちらの鎖をプライマーとして用いるかの選択は、SS R−アダプター増幅反応の成功を決定するために極めて重要であり得る。いくつ かの複合SSRに対して、プライマー上の成分反復の相対的な長さにかかわらず 、二本鎖SSRの一つの鎖が効率よいプライマーとして働くことが見いだされ、 一方、反対側の鎖は全く失敗した。この違いは、(AT)n反復を含んでいる複 合SSRに対して最も極端で、すなわち、(実施例2において記述された)標準 的な条件の下で効率よく生じた増幅産物をもたらす(AT)nを含んでいるプラ イマーの唯一の型は、(AT)n配列が非常に短く(1.5−3反復単位)、3 ’プライマー伸長末端として位置するものである。図8は、例えば、同じ複合S SRの相補鎖を表す(AT)x(GT)yプライマーに対する(C A)x(TA)yプライマーの優れた効率を示す。たとえ全てのプライマーの計算 されたTm値がほとんど同じであっても、試験した(AT)x(GT)yプライマ ーの全て3つは、増幅産物を生じるのに極めて効率が悪かった(2つは失敗であ った)。プライマー効率におけるこの違いは、プライマー内の(AT)n領域の 配置における違いから生じるようである。A及びTヌクレオチドは、塩基対形成 中に弱い水素結合を示し、(AT)n領域を含んでいるオリゴヌクレオチドは、 鋳型に対する弱いアニーリングと競合する自己相補性のアーティファクトをしば しば有する。それ故、プライマーの5’末端の(AT)n領域は鋳型に対してプ ライマーを固定するために不十分に働き、一方、3’末端での短い(AT)nは 、プライマーの上流の非(AT)n部分により、よく固定されるようである。 (AT)n反復のない複合SSRに対応するプライマーは、2つの成分反復の 相対的な順序によりかなり少ない影響しか受けない。例えば、2つの相補的なプ ライマー組、(TC)4.5(AC)4.5対(TG)4.5(AG)4.5(図3参照)及 び(CA)4.5(GA)4.5対(TC)4.5(AC)4.5(示さない)における個々 のプライマーは、ほとんど等しい効率で増幅産物を生じるようである。4.温度サイクリング開始の方法 先の実施例において記述した反応設定プロトコルは、本質的にコールドスター トで、厳重でない条件の下で、必ずしも完全に符合しない鋳型の部位及び標的座 内の多数のずれた部位(後者は、ゲル上に増幅産物のスタッター結果をもたらす )の両方にプライマーがアニールする可能性を与える。それにもかかわらず、こ の簡単な反応設定プロトコルは、決 まって、ゲノム間の多型として識別することのできる増幅産物を生じるのに十分 であった。実際、複合SSRプライマーからのコールドスタート反応産物は、首 尾一貫して、全く明瞭ではっきりしていたが、しかしながら、5’固定単純SS Rプライマー由来の比較できる産物は、通例、同じ明瞭さ及び鮮明さを欠いてい た(図2及び3を比較)。両方の型のSSRプライマーに対するこの不明瞭さ及 び個々の産物の不均質性の多くは、温度サイクリングにホットスタート開始を使 用することにより除くことができる。ホットスタートプロトコル(Chou等、Nuc.Acids Res .20、1717、1992)は、最初の変性の前 の正しくない鋳型部位への偽のプライマーアニーリングを防ぎ、ゲル上でより明 瞭ではっきり分かれた産物を生じる。 実施例1及び2において記述したコールドスタート法、及び2つの異なるホッ トスタート開始法も用いて、そうでなければ同一の増幅反応を行った。ホットス タートの一つの型に対して、SSRプライマー(5’末端標識及び非標識バージ ョンの両方)を完全なプライマー混合物から除くことを除いて、材料及び方法に おいて記述したように各増幅反応の全ての成分を合わせた。反応チューブをふた し(18.5μL反応容量)、温度サイクリングの最初の変性工程を行った(9 4℃、3分)。次に、1.5μLの適当な(1.0μLの5ng/μL33P標識 に加えて0.5μLの50ng/μL非標識)SSRプライマーを各反応物に加 える間、反応物を80℃で保持した。次に、一定の58℃のアニーリング温度ま たはタッチダウン(56℃または58℃の最終)温度サイクリングプロトコルの いずれかを用いて、指数的な増幅を開始した。二番目のホットスタート法に対し ては、10xバッファー、MgCl2、dNTPs、 H2O、及びプライマー(合計5.4μL)の混合物をまずAmpliwaxと 共に加熱し、冷却し、次に、鋳型DNA、AmpliTaqDNAポリメラーゼ 、PCRバッファー、及びH2Oからなる二つ目の混合物(14.6μL)を再 凝固したワックス層の上面に加える(各々の最終濃度は、標準的なコールドスタ ート増幅におけるものと対等である)ことを除いて、本質的に製造業者(Str atagene、LaJolla、CA)により記述されたようにAmpliw ax PCR−50を用いた。次に、実施例2において詳述したタッチダウンア ニーリングプロトコルを用いて、温度サイクリングを開始した。 図2−8に示した増幅は全て、コールドスタートプロトコルを用いた。しかし ながら、2つの開始方法の直接的な比較を図9に示す。3つの異なるTaqIア ダプタープライマー(Taq.AdF、Taq.pr6、Taq.pr8)と対 にした完全複合SSRプライマー、(CA)7.5(TA)2.5を用いた2組の増幅 を、実施例2において記述した条件(56℃の最終タッチダウン温度)を用いて 行い、すなわち、一組は、標準的なコールドスタートで開始し、もう一組は、上 記の一番目のホットスタートプロトコルで開始した。これらの結果は、ゲノム間 の多型としてそれにもかかわらず識別できる産物を生じるために、コールドスタ ートは十分であるけれども、最も少ない量のスタッターで最も明瞭なバンドを生 じるためには、ホットスタートの方が優れていることを示す。 一般的に、ホットスタートは、試験したほとんどあらゆるSSRプライマーに 対して、ゲル上に最も明瞭な産物のバンドを生じた。5’固定単純SSRプライ マーを使用した時、これらのプロトコル間の最も極端な違いが見られた。実際、 5’固定単純SSRプライマーを用いたコー ルドスタートは、しばしば、容認できないほどスメアーし不鮮明な産物のバンド をもたらした。(5’アンカーとして長い領域の(AT)nを有する)いくつか のSSRプライマーは、ホットスタート条件の下でいかなる産物も生じることに 失敗したけれども、通例、複合SSRプライマーに対してはこれらの違いはより 微妙である。 実施例6 多型を検出するためのSSR間増幅用完全複合SSRプライマーを用い た増幅 実施例6は、遺伝的多型の生成及び検出のための単一プライマー増幅における 完全同周期複合SSRプライマーの使用を示す。最も5’末端に3個の縮重塩基 を含んでいる単純SSR配列は、ゲノム中の隣接するSSR配列間の増幅のため の効率よいプライマーとして働くことが以前示されている(Zietkiewi cz等、Genomics、20、176、(1994))。同様に、複合SS R配列に対応するプライマーも、単一プライマーPCR増幅においてSSR間増 幅産物を生じるために有用で極めて効率がよい。通例、同周期の配列を有し、ゲ ノム中の最も豊富な複合SSRに対応する(表II参照)、SSR−アダプター増 幅において最も効率的な同じ複合SSRプライマーはまた、SSR間増幅産物を 生じるのにも最も効果的である。 図10は、(実施例1及び2において記述した)3つの異なるコールドスター ト温度サイクリングプロトコル、すなわち、58℃一定、58℃のタッチダウン 、及び56℃のタッチダウンから、5’固定単純SSRプライマー及び複合SS Rプライマーの両方を用いて得られた単一プライマー増幅産物を示す。材料及び 方法において記述したように、SS Rプライマーを[γ−33P]ATPで5’末端標識した。20ngの未消化ゲノ ムDNAまたは標準的な量の消化しビオチン選択したアダプター修飾鋳型DNA のいずれかを、(5ngの標識したプライマーを25ngの非標識プライマーと 合わせた)複合SSRプライマー及び先の実施例において記述した増幅反応の他 の非プライマー成分と合わせた。アダプタープライマーは加えなかった。ホット スタートから生じた産物はゲル上でより明瞭でそしてよりよく分かれたけれども 、ホットスタート(示さない)及びコールドスタート条件の両方を用いてこれら の反応を行った。 図10のパネルaは、示した3つの温度サイクリング特性で生じた、5’固定 単純SSRプライマー、DBD(AC)7.5を用いたダイズ(Bonus及びP I 81762)並びにトウモロコシ(B73及びCM37)栽培変種の未消化 ゲノムDNAからの産物の比較を示す。パネルbは、ダイズwolverine 及びPI 81762からの未消化及びTaqI+PstI消化しビオチン選択 した鋳型DNAの両方から、5’固定単純SSRプライマー、DBD(AC)7. 5 及びHBH(AG)8.5並びに完全複合SSRプライマー、(AT)3.5(AG )7.5及び(AT)3.5(GT)6.5を用いて得られた増幅産物の比較を示す。2 つの異なる温度サイクリング法を示したように用いた。 未消化DNA鋳型は、消化した鋳型よりより多数の増幅産物を生じた。消化し てアダプターを連結した鋳型を用いた反応物は、実施例1及び2において記述し たSSR−アダプター増幅のための単一プライマーコントロールとして使い、す なわち、これらの消化したDNA鋳型から単一SSRプライマーにより比較的少 数のフラグメントが増幅され、SSR −アダプター反応において見られる増幅産物の大部分は、各消化したDNAフラ グメント上のSSR配列及び隣接するアダプター配列の両方の存在によることを 示している。見ることのできる少数の単一プライマーの産物は、単一DNAフラ グメント内の真のSSR間増幅またはおそらく何らかのフラグメント間対合のい ずれかから生じることができる。 これらの結果は、複合並びに単純SSRプライマーがトウモロコシ及びダイズ ゲノムからSSR間増幅産物を生じることができることを示す。個々のSSRプ ライマーから生じた多数の産物は、非多型及び多型のフラグメントの混合物であ る。遺伝子型間の多型のバンドは、ゲノム中の隣接するSSR配列間または内の 長さの違いを示し、すなわち、これらのフラグメントは、ゲノムの同定、フィン ガープリント分析、またはマーカー援助選択のための潜在的なマーカーである。 実施例7 SSR−アダプターバンド多型の単一座SSRマーカーへの転換 いったん、SSR−アダプター増幅(またはSAMPL)法を用いて申し分の ないSSRが見いだされると、しばしば、種の次の分析のためにこの単一のSS Rまたはほんの少数のSSRのみに集中すること、及びより直接の非放射性の単 一座法を用いてこれらの少数のSSRでの変異を調べることが望ましくあり得る 。 SAMLゲルからのバンドの単一座マーカーへの転換を成し遂げるために、こ のバンドをまず、乾燥したゲルから切り出す(図11参照)。100μLのH2 O中95℃で15分加熱することにより、バンドからDNAを溶出させる。12 000rpmで2分間遠心分離することにより残渣を沈殿させ、0.1容量の3 M酢酸ナトリウム、pH5.3、 0.025容量の20mg/mlグリコーゲン、及び2.5容量のエタノールを 加えて、−70℃で30分インキュベートし、次に12000rpmで10分遠 心分離することにより、上清中のDNAを沈殿させた。この沈殿したDNAを、 70%エタノール中で一回洗浄し、空気乾燥し、次に、10μLのH2O中に再 懸濁する。次に、このDNAの1μLを、(各々、1.5ng/μLの最終濃度 、すなわち、元の増幅のために用いたプライマー対にちょうど対応する)SSR プライマー及びアダプタープライマーが各々非標識であることを除いて、実施例 2において記述したような条件を用いたPCR増幅のための鋳型として用いる( 図11参照)。これらの再増幅産物を、Qiagen(Chatsworth、 CA)PCRフラグメント精製キットを用いて精製し、精製されたDNAフラグ メントを、適当なT−ベクター(例えば、pGEM−T、Promega、Ma dison、WI)にサブクローン化しベクタープライマーを用いてインサート をシークエンスするか、またはシークエンシングプライマーとしてアダプタープ ライマーを用いて、サブクローニングせずに直接シークエンスする。いずれの場 合においても、増幅フラグメントのDNA配列を得、一番目の座特異的隣接プラ イマー(lsfp−1)を考案することができる。このプライマーは、増幅フラ グメントのSSRに隣接する独特な配列に対応し、SSRに向かってその3’末 端が向いている(図11)。 次に、標的SSRにまたがる増幅のために、lsfp−1プライマーを、制限 フラグメント鋳型の最初の調製のために用いた二番目のアダプターに対応するプ ライマーと対にする。放射性標識したlsfp−1プライマーで非特異的なバッ クグラウンドが減少するけれども、この増幅 をlsfp−1プライマーを放射性標識してまたはせずに行うことができる。特 異的に増幅したアダプター−lsfp−1バンドをゲルから切り出し、上記のよ うにシークエンスした。得られたSSRのもう片方の隣接する領域のDNA配列 から、次に、二番目の座特異的隣接プライマー、lsfp−2を考案する。この プライマーの3’末端は、lsfp−1に反対向きで、SSRに対して向いてい る。 最後に、lsfp−1及びlsfp−2ユニークプライマーを対にし、制限フ ラグメント化したDNA鋳型混合物または非制限ゲノムDNA鋳型のいずれかを 用いたPCR増幅のために用いる。このプライマー対の使用は、標的SSRにま たがる座特異的マーカーを生じる。しかしながら、このSSRでの反復長変異は 、今、こららの特異的な隣接領域プライマーを用いて、いかなる未消化ゲノムか らも迅速及び非放射性で検出することはできない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),AL,AM,AU,BB,BG,BR,BY,C A,CN,CZ,EE,FI,GE,HU,IS,JP ,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,LV, MD,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,PL,R O,RU,SG,SI,SK,TJ,TM,TT,UA ,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.プライマーによる増幅を用いて各サンプルから核酸の断片を増幅し、差異 を検出するために該増幅断片を比較することを含んでなり、改善が、該増幅にお いて用いられるプライマーの少なくとも一つが完全複合単純配列反復からなるこ とを含んでなる、2つの別個の核酸サンプル間の多型を検出する改善法。 2.該完全複合単純配列反復プライマーが、式I、 5’(XY)n(NM)n 3’ I 式中、nは、独立して2−15; Xは、A、C、T、またはG; Yは、A、C、T、またはG; Nは、A、C、T、またはG; Mは、A、C、T、またはG; ただし、X≠Y; N≠M;そして XY≠NM により記述される請求の範囲1に記載の方法。 3.式中、nが独立して4ないし8である請求の範囲1に記載の方法。 4.該完全複合単純配列反復プライマーが、式II、 5’(XYZ)m(LMP)m 3’ II 式中、mは、独立して2−10; Xは、A、C、T、またはG; Yは、A、C、T、またはG; Zは、A、C、T、またはG; Mは、A、C、T、またはG; Nは、A、C、T、またはG; Pは、A、C、T、またはG; ただし、X、Y、及びZは、全て同じではなく; L、M、及びPは、全て同じではなく; そして XYZ≠NMP により記述される請求の範囲1に記載の方法。 5.mが、独立して2ないし4である請求の範囲4に記載の方法。 6.該完全複合単純配列反復プライマーが同周期で、式IIIまたはIV、 5’(XY)n(XZ)n 3’ III 5’(YX)n(ZX)n 3’ IV 式中、nは、独立して2−15; Xは、A、C、T、またはG; Yは、A、C、T、またはG; Zは、A、C、T、またはG; ただし、Y≠X; Z≠X;そして Y≠Z により記述される請求の範囲1に記載の方法。 7.nが、独立して4ないし8である請求の範囲6に記載の方法。 8.5’の反復ジヌクレオチドのnの値が3’の反復ジヌクレオチドのnの値 より大きい請求の範囲6に記載の方法。 9.該同周期完全複合単純配列反復プライマーが、 5’(AC)n(AT)n3’ (CA)n(TA)n (AT)n(GT)n (TA)n(TG)n (TA)n(CA)n (AT)n(AC)n (TG)n(TA)n (GT)n(AT)n (TA)n(GA)n (AT)n(AG)n (TC)n(TA)n (CT)n(AT)n (AC)n(AG)n (CA)n(GA)n (CT)n(GT)n (TC)n(TG)n (TG)n(AG)n (GT)n(GA)n (CT)n(CA)n (TC)n(AC)n (AG)n(TG)n (GA)n(GT)n (CA)n(CT)n 5’(AC)n(TC)n3’ 式中、nは独立して2ないし15である、からなる群から選択される請求の範囲 6に記載の方法。 10.該プライマーによる増幅を完全複合単純配列反復からなる単一プライマ ーを用いて行う請求の範囲1に記載の方法。 11.該完全複合単純反復が同周期である請求の範囲1に記載の方法。 12.a−dの工程、すなわち、 a)核酸を少なくとも1つの制限酵素で切断して制限フラグメントを生じ 、 b)工程a)の制限フラグメントの末端にアダプター断片を連結し、 c)増幅プライマーが、完全複合単純配列反復からなる第一プライマー及 び工程b)のアダプター断片に相補的な配列を含んでなる第二プライマーを含ん でなる、プライマーによる増幅を用いて工程b)のフラグメントを増幅し、そし て、 d)各核酸サンプルからの工程c)の増幅核酸産物を違いを検出するため に比較する、に従って各核酸サンプルを別々に処理することを含んでなる、核酸 の2つのサンプル間の多型を検出するための方法。 13.工程c)において該第一プライマーが同周期である完全複合単純配列反 復からなる請求の範囲12に記載の方法。 14.工程c)において該第二プライマーがさらに3’末端に1から 10までの任意のヌクレオチドを含んでなる請求の範囲12に記載の方法。 15.工程a)で該核酸を消化するために、サンプル核酸上のテトラヌクレオ チド部位を認識する一つの制限酵素及びサンプル核酸上のヘキサヌクレオチド部 位を認識するもう一つの制限酵素の2つの異なる制限酵素を用い、そしてさらに 、工程b)で2つの異なるアダプター断片を工程a)で生じた制限フラグメント に連結する請求の範囲12に記載の方法。 16.工程b)で2つのアダプター断片の一つが結合対の一つを保有する請求 の範囲15に記載の方法。 17.該結合対の一つがビオチンである請求の範囲16に記載の方法。 18.工程b)の後に行われる付加的な工程、 b)(i)結合対の一つを保有する工程b)のフラグメントを結合対の一 つを保有しない工程b)のフラグメントから分離し、そして、さらに工程c)で 結合対の一つを保有する工程b)(i)でのフラグメントだけを工程c)に従っ て増幅する、をさらに含んでなる請求の範囲16に記載の方法。 19.工程c)で該第一プライマーがレポーター分子を保有する請求の範囲1 2に記載の方法。 20.該レポーターが32Pまたは33Pである請求の範囲19に記載の方法。 21.工程c)で該増幅をタッチダウン温度サイクリングプロトコルを用いて 行う請求の範囲12に記載の方法。 22.工程c)で該増幅をホットスタートプロトコルを用いて開始す る請求の範囲12に記載の方法。 23.該同周期完全複合単純配列反復が、 5’(AC)n(AT)n3’ (CA)n(TA)n (AT)n(GT)n (TA)n(TG)n (TA)n(CA)n (AT)n(AC)n (TG)n(TA)n (GT)n(AT)n (TA)n(GA)n (AT)n(AG)n (TC)n(TA)n (CT)n(AT)n (AC)n(AG)n (CA)n(GA)n (CT)n(GT)n (TC)n(TG)n (TG)n(AG)n (GT)n(GA)n (CT)n(CA)n (CA)n(CT)n (AG)n(TG)n (GA)n(CT)n (CA)n(CT)n 5’(AC)n(TC)n3’ 式中、nは独立して2ないし15である、からなる群から選択される請求の範囲 13に記載の方法。 24.5’の反復ジヌクレオチドのnの値が3’の反復ジヌクレオチドのnの 値より大きい請求の範囲23に記載の方法。 25.a−dの工程、すなわち、 a)核酸を少なくとも1つの制限酵素で切断して制限フラグメントを生じ 、 b)工程a)の制限フラグメントの末端にアダプター断片を連結し、 c)増幅プライマーが、3’末端で単純配列反復領域及び5’末端で縮重 ヌクレオチド領域からなる第一プライマー、並びに工程b)のアダプター断片に 相補的な配列を含んでなる第二プライマーを含んでなる、プライマーによる増幅 を用いて工程b)のフラグメントを増幅し、そして、 d)各核酸サンプルからの工程c)の増幅核酸産物を、違いを検出するた めに比較する、に従って各核酸サンプルを別々に処理することを含んでなる、核 酸の2つのサンプル間の多型を検出するための方法。 26.工程c)で該第一プライマーが、式V、 5’(縮重ヌクレオチド)r(XY)n3’ V 式中、 Xは、A、C、T、またはG; Yは、A、C、T、またはG; X≠Y; rは、2ないし6;そして nは、2ないし15 により記述される請求の範囲25に記載の方法。 27.工程c)で該第一プライマーが、式VI、 5’(縮重ヌクレオチド)r(XYZ)m3’ VI 式中、 Xは、A、C、T、またはG、 Yは、A、C、T、またはG、 Zは、A、C、T、またはG、 X、Y、及びZは、全て同じではなく、 rは、2ないし6であり、そして mは、2ないし10である、 により記述される請求の範囲25に記載の方法。
JP8517186A 1994-11-28 1995-11-21 遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー Ceased JPH10509594A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34645694A 1994-11-28 1994-11-28
US08/346,456 1994-11-28
PCT/US1995/015150 WO1996017082A2 (en) 1994-11-28 1995-11-21 Compound microsatellite primers for the detection of genetic polymorphisms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10509594A true JPH10509594A (ja) 1998-09-22

Family

ID=23359478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8517186A Ceased JPH10509594A (ja) 1994-11-28 1995-11-21 遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5955276A (ja)
EP (1) EP0804618B1 (ja)
JP (1) JPH10509594A (ja)
AR (1) AR000215A1 (ja)
AU (1) AU704660B2 (ja)
DE (1) DE69507646T2 (ja)
IL (1) IL116135A0 (ja)
NZ (1) NZ298236A (ja)
WO (1) WO1996017082A2 (ja)
ZA (1) ZA9510097B (ja)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0721987A1 (en) * 1995-01-16 1996-07-17 Keygene N.V. Amplification of simple sequence repeats
DE19525284A1 (de) * 1995-06-28 1997-01-02 Inst Pflanzengenetik & Kultur Mikrosatellitenmarker für Pflanzen der Spezies Triticum aestivum sowie des Tribus Triticeae und ihre Verwendung
US6218119B1 (en) 1996-01-16 2001-04-17 Keygene, N. V. Amplification of simple sequence repeats
KR20010005544A (ko) * 1997-03-21 2001-01-15 그레그 펄쓰 Vntr 대립 유전자의 추출 및 이용방법
WO1998042867A1 (en) * 1997-03-21 1998-10-01 Greg Firth Extraction and utilisation of vntr alleles
ES2563643T3 (es) 1997-04-01 2016-03-15 Illumina Cambridge Limited Método de secuenciación de ácido nucleico
US6054276A (en) 1998-02-23 2000-04-25 Macevicz; Stephen C. DNA restriction site mapping
US6500616B1 (en) 1998-04-16 2002-12-31 Case Western Reserve University Methods of monitoring genomic integrity and detecting genomic destabilization of plant cells in tissue culture
US6287825B1 (en) * 1998-09-18 2001-09-11 Molecular Staging Inc. Methods for reducing the complexity of DNA sequences
AU6044899A (en) 1998-09-18 2000-04-10 University Of Nebraska-Lincoln High resolution genome scanning
US6703228B1 (en) 1998-09-25 2004-03-09 Massachusetts Institute Of Technology Methods and products related to genotyping and DNA analysis
EP1001037A3 (en) * 1998-09-28 2003-10-01 Whitehead Institute For Biomedical Research Pre-selection and isolation of single nucleotide polymorphisms
WO2000023620A1 (en) * 1998-10-16 2000-04-27 Keygene N.V. Method for the generation of dna fingerprints
ATE274069T1 (de) * 1998-11-09 2004-09-15 Methexis Genomics N V ANALYSE VON ßAMPLIKONSß ERHALTEN DURCH RESTRIKTIONSENDONUKLEASEN
WO2000034518A1 (en) * 1998-12-04 2000-06-15 Keygene N.V. Array and method for analysing nucleic acid sequences
US7166432B2 (en) 1999-03-12 2007-01-23 Integragen Compositions and methods for genetic analysis
DE19911130A1 (de) 1999-03-12 2000-09-21 Hager Joerg Verfahren zur Identifikation chromosomaler Regionen und Gene
WO2000061801A2 (en) * 1999-04-09 2000-10-19 Keygene N.V. METHOD FOR THE DETECTION AND/OR ANALYSIS, BY MEANS OF PRIMER EXTENSION TECHNIQUES, OF SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS IN RESTRICTION FRAGMENTS, IN PARTICULAR IN AMPLIFIED RESTRICTION FRAGMENTS GENERATED USING AFLP$m(3)
US6420117B1 (en) 1999-09-14 2002-07-16 The University Of Georgia Research Foundation, Inc. Miniature inverted repeat transposable elements and methods of use
EP1130114A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-05 Dr. van Haeringen Laboratorium B.V. Universal variable fragments
AU9519601A (en) * 2000-05-02 2001-11-12 Centre National De La Recherche Scientifique Identification of genetic markers
EP1282729A2 (en) * 2000-05-15 2003-02-12 Keygene N.V. Microsatellite-aflp
EP1158056A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-28 Keygene N.V. Microsatellite-AFLP
EP1170379A1 (en) * 2000-06-30 2002-01-09 Centre National de Genotypage Sample generation for genotyping by mass spectrometry
US7695901B2 (en) * 2000-07-26 2010-04-13 North Carolina State University Identification of poinsettia cultivars
FR2822711B1 (fr) * 2001-03-28 2003-06-13 Oreal Dispositif de traitement comportant une enveloppe definissant une cavite dans laquelle peut-etre engagee une partie du corps
US7176303B2 (en) * 2003-11-06 2007-02-13 Isis Pharmaceuticals, Inc. Modulation of STAT5 expression
US20040110142A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Isis Pharmaceuticals Inc. Modulation of AAC-11 expression
US7115370B2 (en) * 2002-06-05 2006-10-03 Capital Genomix, Inc. Combinatorial oligonucleotide PCR
EP1564300A4 (en) * 2002-11-13 2007-09-05 Hitachi High Tech Corp PROCESS FOR NUCLEIC ACID AMPLIFICATION AND DEVICE THEREFOR
EP1687323A4 (en) * 2003-08-08 2009-08-12 Life Technologies Corp METHODS AND COMPOSITIONS FOR DIRECT CLONING OF NUCLEIC ACID MOLECULES
KR100645445B1 (ko) 2004-09-09 2006-11-15 강원대학교산학협력단 식물체의 다형성 검출용 마커의 제조방법
ATE557105T1 (de) 2005-06-23 2012-05-15 Keygene Nv Strategien für eine hohe durchsatzidentifikation und erkennung von polymorphismen
DK1929039T4 (en) 2005-09-29 2014-02-17 Keygene Nv High throughput-screening af mutageniserede populationer
US10316364B2 (en) 2005-09-29 2019-06-11 Keygene N.V. Method for identifying the source of an amplicon
ES2882401T3 (es) 2005-12-22 2021-12-01 Keygene Nv Método de detección de polimorfismos basado en AFLP de alto rendimiento
ES2301342B1 (es) * 2006-03-14 2009-05-01 Oryzon Genomics, S.A. "metodo de analisis de acidos nucleicos".
US20090253581A1 (en) * 2006-04-04 2009-10-08 Keygene N.V. High Throughput Detection of Molecular Markers Based on AFLP and High Throughput Sequencing
DE102007010311A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Thines, Marco, Dr. Organismusspezifisches hybridisierbares Nucleinsäuremolekül
AU2011331917A1 (en) * 2010-11-19 2013-06-20 The University Of Queensland Pongamia genetic markers and method of use
CN110172525A (zh) * 2019-06-26 2019-08-27 广西壮族自治区林业科学研究院 林木差异表达基因ssr引物组及多态性ssr标记开发方法
US20210130815A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-06 Florida State University Research Foundation, Inc. Evaluating Genomic Variation Using Repetitive Nucleic Acid Sequences

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8818020D0 (en) * 1988-07-28 1988-09-01 Ici Plc Method for amplification of nucleotide sequences
US5206137A (en) * 1988-09-08 1993-04-27 Lifecodes Corporation Compositions and methods useful for genetic analysis
DE3834636A1 (de) * 1988-10-11 1990-04-19 Max Planck Gesellschaft Verfahren zur analyse von laengenpolymorphismen in dna-bereichen
US5126239A (en) * 1990-03-14 1992-06-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for detecting polymorphisms on the basis of nucleotide differences
GB9011454D0 (en) * 1990-05-22 1990-07-11 Medical Res Council Polynucleotide amplification
US5364759B2 (en) * 1991-01-31 1999-07-20 Baylor College Medicine Dna typing with short tandem repeat polymorphisms and identification of polymorphic short tandem repeats
WO1992013968A1 (en) * 1991-02-07 1992-08-20 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Monolocus-specific hypervariable probes
CZ291877B6 (cs) * 1991-09-24 2003-06-18 Keygene N.V. Způsob amplifikace přinejmenším jednoho restrikčního fragmentu z výchozí DNA a způsob přípravy sestavy amplifikovaných restrikčních fragmentů
CA2120525A1 (en) * 1991-10-09 1993-04-15 Glen A. Evans Polymorphic locus
NZ245242A (en) * 1992-01-17 1994-12-22 Pioneer Hi Bred Int Identifying variations between organisms by detecting polymorphisms in single sequence repeats
GB9301776D0 (en) * 1993-01-29 1993-03-17 Univ Alberta Method for detecting genomic variation
WO1995015400A1 (en) * 1993-12-03 1995-06-08 The Johns Hopkins University Genotyping by simultaneous analysis of multiple microsatellite loci

Also Published As

Publication number Publication date
DE69507646D1 (de) 1999-03-11
AR000215A1 (es) 1997-05-21
AU4367496A (en) 1996-06-19
EP0804618B1 (en) 1999-01-27
DE69507646T2 (de) 1999-09-16
WO1996017082A3 (en) 1996-08-08
ZA9510097B (en) 1997-05-28
AU704660B2 (en) 1999-04-29
IL116135A0 (en) 1996-01-31
EP0804618A2 (en) 1997-11-05
NZ298236A (en) 1999-01-28
US5955276A (en) 1999-09-21
WO1996017082A2 (en) 1996-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10509594A (ja) 遺伝的多型の検出のための複合ミクロサテライトプライマー
JP7091400B2 (ja) 核酸の多重検出
CA2119557C (en) Selective restriction fragment amplification: a general method for dna fingerprinting
JP5220597B2 (ja) 1つ又は複数の多型性を同定する方法およびその使用方法
JP5237099B2 (ja) 変異させた集団のハイスループットスクリーニング
EP0777747B1 (en) Nucleotide sequencing method
JP6557151B2 (ja) 混合物中の核酸を配列決定する方法およびそれに関する組成物
KR102592367B1 (ko) 게놈 및 치료학적 적용을 위한 핵산 분자의 클론 복제 및 증폭을 위한 시스템 및 방법
EP1130113A1 (en) Multiplex ligation dependent amplification assay
US20040146866A1 (en) Quantitative multiplex detection of nucleic acids
JP2001517086A (ja) Vntr対立遺伝子の抽出および利用
JP2002534098A (ja) ゲノムシークエンシングにおける単一ヌクレオチドの多型の加速度的な同定およびクローンの整列化
JPH08505535A (ja) 一本鎖dna分子の生成方法
JP6234463B2 (ja) 核酸の多重分析の方法
JPH07143900A (ja) 単一プライマー増幅に使用されるポリヌクレオチド、および核酸増幅におけるプライマーとしてのホスホロチオエート含有オリゴヌクレオチド
WO2013192292A1 (en) Massively-parallel multiplex locus-specific nucleic acid sequence analysis
WO2020219838A1 (en) Methods and enzymatic compositions for forming libraries of adapter ligated nucleic acid molecules
CN110139931B (zh) 用于定相测序的方法和组合物
US6461814B1 (en) Method of identifying gene transcription patterns
US20030165923A1 (en) Method for identification of genetic markers
JP2008161165A (ja) 競合オリゴヌクレオチドを用いた遺伝子検出法
CN107267615A (zh) G形夹用于改进的等位基因特异性pcr的用途
WO1996014406A1 (en) Method of preparing oligonucleotide probes or primers, vector therefor and use thereof
US7026115B1 (en) Selective restriction fragment amplification: fingerprinting
CN107109398B (zh) 单核苷酸多态性检测用寡核苷酸探针及单核苷酸多态性检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050927

A313 Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313

Effective date: 20060213

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060516