JPH1094A - Analysis of nucleic acid - Google Patents

Analysis of nucleic acid

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JPH1094A
JPH1094A JP9052771A JP5277197A JPH1094A JP H1094 A JPH1094 A JP H1094A JP 9052771 A JP9052771 A JP 9052771A JP 5277197 A JP5277197 A JP 5277197A JP H1094 A JPH1094 A JP H1094A
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dna
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dna fragment
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze a nucleic acid through such processes that a doubldstranded DNA specimen is treated with plural restriction enzymes and the difference between both the 3' terminals of the resultant DNA fragments is identified using plural primers, and these fragments are selectively separated by complementary strand synthesis followed by measuring the lengths of the fragments, and the distribution pattern of the lengths is detected. SOLUTION: A double-stranded DNA specimen 40 is cut with plural restriction enzymes into double-stranded DNA fragments 41-1 to 41-3, the difference between the base sequences at both the 3' terminals of these fragments is identified by the respective base sequences of the 1 to 4 bases at the respective 3' terminals of at least two kinds of DNA primers 49', 49", and the DNA fragments each with the base sequences at both the 3' terminals specified are subjected to complementary strand synthesis using the above two kinds of DNA primers in the respective vessels 55-2, 55-3 and selectively separated, and the reaction products are separated by electrophoresis and the respective lengths of the products are measured to detect the pattern of distribution of the above DNA fragment lengths to enable the long double-stranded DNA specimen to be tested, thus accomplishing the objective nucleic acid analysis.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は核酸を用いた診断、
核酸の特性評価法、分析方法、及びこれに用いるDNA
プライマーセットに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to diagnosis using nucleic acids,
Nucleic acid property evaluation method, analysis method, and DNA used for the same
Regarding the primer set.

【0002】[0002]

【従来の技術】DNAを病気の診断等に用いることが盛
んになりつつある。この診断では、目的とするDNAと
相補的な塩基配列をもつDNAプローブを作り、このD
NAプローブが目的とするDNAとハイブリダイズする
か否かをみるプローブ検査を行なったり、目的とするD
NAの塩基配列の特定の領域を選び、2つのDNAプロ
ーブ(プライマー)を用いてPCR増幅により生成した
DNA断片の塩基配列情報を得て診断等に用いている。
これらの方法は1種類〜数種類のDNAを調べるのには
良いが、非常に多数のDNA断片を含むDNAの検査や
長いDNAの評価には適していない。しかし、生体内で
のDNA又は遺伝子は相互に関連しながら働いており、
染色体又は含まれる全てのDNAを総合して把握し評価
したいという要求が強い。例えば、ゲノム解析プロジェ
クトの中で注目されているc−DNAプロジェクトで
は、DNAが生体中で機能する場合、DNA情報はまず
m−RNAに転写され、蛋白が合成され生体が機能する
事に注目し、m−RNAからその相補鎖であるc−DN
Aを作り、c−DNAの種類と量の情報から生体を総合
的に理解しようとする試みがなされている。
2. Description of the Related Art The use of DNA for diagnosing diseases and the like is increasing. In this diagnosis, a DNA probe having a base sequence complementary to the target DNA is prepared,
Perform a probe test to see if the NA probe hybridizes with the target DNA,
A specific region of the base sequence of NA is selected, and base sequence information of a DNA fragment generated by PCR amplification is obtained using two DNA probes (primers) and used for diagnosis or the like.
These methods are good for examining one to several kinds of DNA, but are not suitable for examination of DNA containing a very large number of DNA fragments and evaluation of long DNA. However, DNA or genes in the living body work in association with each other,
There is a strong demand to comprehensively grasp and evaluate chromosomes or all contained DNA. For example, in the c-DNA project, which is attracting attention in the genome analysis project, when DNA functions in a living body, the DNA information is first transcribed into m-RNA, proteins are synthesized, and the living body functions. , C-DN which is the complementary strand from m-RNA
Attempts have been made to make A and to comprehensively understand living organisms from information on the type and amount of c-DNA.

【0003】細胞中で機能しているm−RNAに対応す
るc−DNAを分離し個々のc−DNAの塩基配列を決
め、c−DNAの塩基配列が1つの組織に現われる頻度
を調べている。このためにまず、m−RNAからc−D
NAを作り(種々のc−DNAが混合した状態)目的と
するc−DNAをクローニングする。c−DNAを含ん
だ大腸菌を寒天培地に撒き、培養しコロニーを得る。各
コロニーには目的とするc−DNAのうち何れか1種類
が入っているので、目的とするc−DNAを取り出し塩
基配列を決定し、c−DNAの種類を同定する。次々に
各コロニーに関してc−DNAの種類を同定していく
と、同一種類のc−DNAが出現する。1つの組織中に
ある特定のc−DNAに注目した時、その量が多いほど
その組織で強く発現している遺伝子に相当するので、コ
ロニー中での出現頻度も高い。そこでc−DNAの塩基
配列解析を多数のコロニーで行ない、どのc−DNAが
何回出現するかの頻度を求めている(文献:K.Mur
akawa et.al.、Genomics、23、
p379−p389(1994))。
[0003] The c-DNA corresponding to the m-RNA functioning in cells is separated, the base sequence of each c-DNA is determined, and the frequency of occurrence of the c-DNA base sequence in one tissue is examined. . For this purpose, first, the c-D
NA is prepared (in a state where various c-DNAs are mixed), and the desired c-DNA is cloned. Escherichia coli containing c-DNA is spread on an agar medium and cultured to obtain a colony. Since any one of the target c-DNA is contained in each colony, the target c-DNA is taken out, the base sequence is determined, and the type of the c-DNA is identified. When the type of c-DNA is identified for each colony one after another, the same type of c-DNA appears. When attention is paid to a specific c-DNA in one tissue, the frequency of appearance in a colony is higher because the larger the amount, the more the gene corresponds to the gene that is strongly expressed in that tissue. Therefore, the base sequence analysis of the c-DNA is performed on a large number of colonies, and the frequency of which c-DNA appears and how many times is determined (Reference: K. Mur)
akawa et. al. , Genomics, 23,
p379-p389 (1994)).

【0004】一方、ゲノム(全ての染色体中DNA)又
は特定の染色体全体に注目し、DNA診断を行なう試み
も行なわれている。Gene Scan法(制限酵素ラ
ンドマークゲノムスキャニング法)と呼ばれる分析法が
ある(文献:Y.Hayashizaki et.a
l.、「DNA多型(DNA POLYMORPHIS
M)」、vol.3、p10−p15(1995)(東
洋書店))。この方法では、まずDNAを第1の制限酵
素(例えば、NotI等の8塩基認識酵素(平均64k
塩基に1回の頻度で切断される)を用いる)で切断し、
切断部にラジオアイソトープ又は蛍光標識をしたヌクレ
オチドを結合し、アガロースゲルを用いて第1の方向に
電気泳動する。泳動分離後、第2の制限酵素(例えば、
4塩基認識酵素(平均256塩基に1回の頻度で切断さ
れる)を用いる)により、アガロースゲル中で泳動分離
したDNA断片をさらに切断した後、第1の方向と直交
する第2の方向に電気泳動し、2次元泳動パターンを得
る。この2次元泳動パターンをフィンガープリントとし
て利用して、DNA全体の検査を行なう。正常細胞中の
DNAとガン等の異常のある細胞のDNAとでは、2次
元泳動パターンが異なることを利用して、診断に用いる
等の試みがなされている。しかし、大きなDNAのどこ
に異常があるかを調べるには良い方法がないのが現状で
ある。
[0004] On the other hand, attempts have been made to perform DNA diagnosis by focusing on the genome (DNA in all chromosomes) or the entire specific chromosome. There is an analysis method called the Gene Scan method (restriction enzyme landmark genome scanning method) (Reference: Y. Hayashizaki et.a).
l. , "DNA POLYMORPHIS
M) ", vol. 3, p10-p15 (1995) (Toyo Shoten)). In this method, DNA is first converted to a first restriction enzyme (for example, an 8-base recognition enzyme such as NotI (average 64 k
Is cleaved once per base)).
A nucleotide labeled with a radioisotope or a fluorescent label is bound to the cut portion, and electrophoresed in a first direction using an agarose gel. After electrophoretic separation, a second restriction enzyme (eg,
The DNA fragment electrophoretically separated in the agarose gel is further cleaved by using a 4-base recognition enzyme (which is cleaved once every 256 bases), and then further cut in a second direction orthogonal to the first direction. Perform electrophoresis to obtain a two-dimensional migration pattern. Using the two-dimensional migration pattern as a fingerprint, the entire DNA is inspected. Attempts have been made to use the DNA in normal cells and the DNA of cells having abnormalities such as cancer for diagnosis by utilizing the fact that the two-dimensional electrophoresis pattern is different. However, at present, there is no good method for examining where large DNA has an abnormality.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
長塩基長のDNAを調べたり、複数種類のDNAが含ま
れる試料の全体像を把握し、検査することは、病気の早
期発見、DNAが細胞中で果している機能の理解の上で
重要であるが、従来技術では良い方法がないのが現状で
ある。c−DNA解析に関する従来技術では、非常に多
くのクローンに含まれる試料の塩基配列を決定する必要
があり、手間と時間がかかるため種々の試料に適用する
には現実的ではないという問題があった。また、従来の
DNAプローブを用いる方法では、せいぜい数種類〜十
種類のDNAを一度に分析できるだけで、数百〜数万種
類にも及ぶc−DNAやDNA断片の検査には不向きで
あり、更に、どこに異常があるか不明な長いDNAの検
査にも適用できないという問題があった。
As described above,
Examining long base length DNA, and grasping and examining the overall picture of a sample containing multiple types of DNA are important for early detection of disease and understanding of the functions that DNA plays in cells. However, at present, there is no good method in the prior art. In the prior art relating to c-DNA analysis, it is necessary to determine the base sequence of a sample contained in a very large number of clones, and it is troublesome and time-consuming, so that it is not practical to apply to various samples. Was. Further, the conventional method using a DNA probe can analyze at most several to ten types of DNA at a time, and is not suitable for testing hundreds to tens of thousands of types of c-DNA and DNA fragments. There is a problem that the method cannot be applied to the inspection of long DNA whose location is unclear.

【0006】一方、従来技術のGene Scan法で
は長塩基長のDNAの検査ができるが、サンプルDNA
の量を多く必要とすること、第1方向に泳動分離された
DNA断片を切断するために使用される第2の制限酵素
の量が厖大であること、2次元泳動パターンの各DNA
断片の位置が2つの電気泳動方向で常に定量的に得られ
ず、2次元電気泳動分離された各DNA断片の長さが正
確に決定できないため、フィンガープリントとしてデー
タベース化しにくい等の問題があった。本発明の目的
は、これら従来技術の問題点を克服する新しいフィンガ
ープリント法、DNA検査法を提供することにある。
On the other hand, in the conventional Gene Scan method, a DNA having a long base length can be inspected.
And that the amount of the second restriction enzyme used for cutting the DNA fragment electrophoretically separated in the first direction is enormous, and that each DNA in the two-dimensional migration pattern
Since the positions of the fragments cannot always be obtained quantitatively in the two electrophoresis directions and the length of each DNA fragment subjected to the two-dimensional electrophoresis cannot be accurately determined, there is a problem that it is difficult to create a database as a fingerprint. . An object of the present invention is to provide a new fingerprint method and a DNA test method that overcome these problems of the prior art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、まず2本鎖
の試料DNAを2種類以上の制限酵素により切断し、複
数種類の長さをもつ試料DNAに固有な2本鎖DNA断
片群を生成する。2本鎖DNA断片の両側の3’末端
に、既知塩基配列をもつオリゴヌクレオチドを結合し、
DNAプライマーの一部がハイブリダイズできる領域を
設ける。この領域と使用した制限酵素が認識する塩基配
列及びそれに続く数塩基の位置にハイブリダイズするD
NAプライマーセットを複数種用意する。DNAプライ
マーセットのプライマーの3’末端の1〜3塩基は、実
質全ての塩基(A、T、G、C)の組合わせからなる、
DNA断片の制限酵素の認識配列に続く1〜3塩基の配
列を識別(分類)するための選択塩基配列である。使用
する制限酵素の数と用意するDNAプライマーセットの
数は同一である。各DNAプライマーセットのプライマ
ーの組合わせの数に、2本鎖DNA断片群を分画して、
各分画に異なるプライマーの組合わせを添加して、ハイ
ブリダイズさせ相補鎖合成反応を行なう。各DNAプラ
イマーセットのプライマーは蛍光体等で標識しておく。
各分画で得た相補鎖合成反応生成物を別々の泳動路でゲ
ル電気泳動分離し、各DNA断片の長さを測定してフィ
ンガープリントを得る。
In the present invention, first, a double-stranded DNA sample is cut with two or more types of restriction enzymes to obtain a group of double-stranded DNA fragments unique to the sample DNA having a plurality of lengths. Generate. Oligonucleotides having a known base sequence are bound to the 3 ′ ends on both sides of the double-stranded DNA fragment,
A region to which a part of the DNA primer can hybridize is provided. This region and the nucleotide sequence recognized by the restriction enzyme used and the D
Prepare multiple types of NA primer sets. The 1 to 3 bases at the 3 ′ end of the primer of the DNA primer set consist of a combination of substantially all bases (A, T, G, C).
This is a selected base sequence for identifying (classifying) a sequence of 1 to 3 bases following the recognition sequence of the restriction enzyme of the DNA fragment. The number of restriction enzymes used is the same as the number of DNA primer sets to be prepared. A double-stranded DNA fragment group was fractionated into the number of primer combinations of each DNA primer set,
A different combination of primers is added to each fraction, hybridized, and a complementary strand synthesis reaction is performed. The primer of each DNA primer set is labeled with a fluorescent substance or the like.
The product of the complementary strand synthesis reaction obtained in each fraction is separated by gel electrophoresis through separate migration paths, and the length of each DNA fragment is measured to obtain a fingerprint.

【0008】2本鎖DNA断片群が多数のDNA断片を
含み、長さが識別しにくい場合でも、ほとんどの場合、
各DNA断片は制限酵素切断部に続く塩基配列が異な
る。そこでDNA断片の制限酵素切断部に続く塩基配列
の違いを利用してDNA断片の分類を行なう。DNA断
片を分類するには、3’末端の1塩基〜3塩基が全ての
組合わせの塩基配列をもつ、4種類〜64種類のDNA
プライマーを用いて相補鎖合成反応を行なう。DNAプ
ライマーの末端2塩基〜3塩基がDNA断片に完全にハ
イブリダイズしている時は、相補鎖合成反応が進行する
が、そうではないときは反応は進行しない。
[0008] Even when the double-stranded DNA fragment group contains a large number of DNA fragments and the length is difficult to distinguish, in most cases,
Each DNA fragment has a different base sequence following the restriction enzyme cleavage site. Therefore, the DNA fragments are classified using the difference in the base sequence following the restriction enzyme cleavage portion of the DNA fragments. In order to classify DNA fragments, four to sixty-four types of DNA having the base sequence of 1 to 3 at the 3 ′ end having all combinations of base sequences
A complementary strand synthesis reaction is performed using primers. When the terminal 2 to 3 bases of the DNA primer have completely hybridized to the DNA fragment, the complementary strand synthesis reaction proceeds, but otherwise the reaction does not proceed.

【0009】m−RNAから2本鎖c−DNAを作製す
る場合には、ビオチン化オリゴdTを含むプライマーを
用いて、m−RNAの3’末端側に相補鎖結合させて、
DNAポリメラーゼにより2本鎖c−DNAを調製す
る。なお、キャップ構造を利用してm−RNAの5’末
端側に相当するc−DNA末端にビオチンを入れて同様
の操作により2本鎖c−DNAを調製してもよい。この
2本鎖c−DNAを2つの分画に分け、各分画に第1及
び第2の制限酵素を添加して2本鎖c−DNAを切断す
る。ビオチンが結合した断片以外を除去し、切断された
DNA末端にそれぞれ第1及び第2のオリゴヌクレオチ
ドを結合させる。
When a double-stranded c-DNA is prepared from m-RNA, a complementary strand is bound to the 3 'end of the m-RNA using a primer containing a biotinylated oligo dT.
A double-stranded c-DNA is prepared by a DNA polymerase. Note that a double-stranded c-DNA may be prepared by the same operation with biotin inserted at the end of the c-DNA corresponding to the 5 ′ end of the m-RNA using the cap structure. This double-stranded c-DNA is divided into two fractions, and the first and second restriction enzymes are added to each fraction to cleave the double-stranded c-DNA. Except for the biotin-bound fragment, the first and second oligonucleotides are respectively bound to the cleaved DNA ends.

【0010】次いで、第1の制限酵素を添加した分画に
第2の制限酵素を添加し、第2の制限酵素を添加した分
画に第1の制限酵素を添加して再切断を行ない、切断部
にそれぞれ第1及び第2のオリゴヌクレオチドを結合さ
せる。ビオチンが結合した断片を除去すると、第1及び
第2の制限酵素により両末端が切断され、第1及び第2
のオリゴヌクレオチドにより挟まれたDNA断片が生じ
る。即ち、両末端が異なる制限酵素により切断された断
片が生じる。各制限酵素の認識配列の一部又は全部に相
補結合する各DNAプライマーセットのプライマー(標
識されている)の組合わせを用いて相補鎖合成を行なう
と、両末端が異なる制限酵素により切断されたDNA断
片のうち、プライマーの末端塩基がハイブリダイズした
DNA断片のみで反応が進行する。
Next, a second restriction enzyme is added to the fraction to which the first restriction enzyme has been added, and the first restriction enzyme is added to the fraction to which the second restriction enzyme has been added, followed by re-cutting, The first and second oligonucleotides are respectively bonded to the cut portions. When the biotin-bound fragment is removed, both ends are cleaved by the first and second restriction enzymes, and the first and second restriction enzymes are cleaved.
DNA fragments flanked by the oligonucleotides are generated. That is, a fragment is generated in which both ends are cleaved by different restriction enzymes. When complementary strand synthesis was performed using a combination of primers (labeled) of each DNA primer set complementary binding to part or all of the recognition sequence of each restriction enzyme, both ends were cleaved by different restriction enzymes. Of the DNA fragments, the reaction proceeds only with the DNA fragment to which the terminal base of the primer has hybridized.

【0011】相補鎖合成されたDNA鎖は元のDNA断
片鎖と実質的に同じ長さであるので、ゲル電気泳動分離
等によりDNA鎖の長さを計測できる。1度の相補鎖合
成反応では合成されるDNA断片が検出感度に満たない
場合には、耐熱性DNAポリメラーゼを用いて複数回の
相補鎖合成反応を行ない、合成されるDNA断片の量を
増幅できる。この場合、プライマーの末端塩基配列を変
化させ、相補鎖合成するか否かをコントロールできる。
この3’末端の塩基配列を選択配列と呼ぶが、選択配列
をもち第1及び第2のオリゴヌクレオチドに相補的なプ
ライマーを用いて、特定のDNA断片だけを選択的に増
幅できる。例えば、選択配列として2塩基を用いると、
DNA断片を42×42=256の種類に分類して得るこ
とができる。
The length of the synthesized DNA strand is substantially the same as that of the original DNA fragment strand, and thus the length of the DNA strand can be measured by gel electrophoresis or the like. If the DNA fragment synthesized by one complementary strand synthesis reaction is less than the detection sensitivity, a plurality of complementary strand synthesis reactions can be performed using a heat-resistant DNA polymerase to amplify the amount of the synthesized DNA fragment. . In this case, it is possible to control whether or not to synthesize a complementary strand by changing the terminal base sequence of the primer.
The base sequence at the 3 ′ end is called a selection sequence. Only a specific DNA fragment can be selectively amplified using a primer having the selection sequence and complementary to the first and second oligonucleotides. For example, if two bases are used as the selection sequence,
DNA fragments can be obtained by classifying them into 4 2 × 4 2 = 256 types.

【0012】この256の種類に分類されたDNA断片
を、種類毎とに異なる泳動路で電気泳動してフィンガー
プリントパターンを得る。
The DNA fragments classified into the 256 types are electrophoresed on different migration paths for each type to obtain a fingerprint pattern.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明による長い核酸の検
査を可能とするフィンガープリント法を提供する核酸分
析方法を図を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a nucleic acid analysis method for providing a fingerprint method which enables a long nucleic acid test according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】(第1の実施例)図1は、複数種類の制限
酵素を用いて、試料DNAからDNA断片混合物の作成
し、第1、第2のDNAプライマーセットを用いた相補
鎖合成反応により、制限酵素の認識配列の全部又は認識
配列の3’末端側の一部に相補な塩基配列に続く所定の
2塩基の塩基配列を5’末端側にもつDNA断片を得る
手順を説明する図である。第1の実施例では、試料DN
Aとして、大腸菌ゲノムDNA1(〜5Mb)を用い
る。NotI(8塩基認識制限酵素であり、塩基配列G
CGGCCGCを認識する)の認識配列は平均64kb
に1回出現するので、大腸菌ゲノムDNA1をNotI
により切断すると、約100本の2本鎖DNA断片2−
1、2−2、2−3、……が生じる。生じた2本鎖DN
A断片2の両末端(即ち、NotIによる切断部位)
に、2本鎖のビオチン化オリゴヌクレオチド(既知塩基
配列をもつ)100を結合してDNA断片3−1、3−
2、……を得る(以下、各図ではビオチンを簡単のため
にbで表わす)。2本鎖のビオチン化オリゴヌクレオチ
ド(第1のオリゴヌクレオチド)100は、5’末端が
ビオチン化された1本鎖オリゴヌクレオチド(塩基長は
10〜30が望ましい)10と、オリゴヌクレオチド1
0に相補な塩基配列101とNotIの認識する塩基配
列に相補な塩基配列(CGCCGGCG)102の全て
又は一部とを5’末端にもつ1本鎖オリゴヌクレオチド
11からなる。
FIG. 1 shows a method for preparing a mixture of DNA fragments from a sample DNA using a plurality of types of restriction enzymes, and performing a complementary strand synthesis reaction using first and second sets of DNA primers. FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure for obtaining a DNA fragment having a predetermined base sequence of 2 bases at the 5 ′ end following a base sequence complementary to the entire recognition sequence of the restriction enzyme or a part of the 3 ′ end of the recognition sequence. is there. In the first embodiment, the sample DN
As A, Escherichia coli genomic DNA 1 (〜5 Mb) is used. NotI (8-base recognition restriction enzyme, base sequence G
Recognition sequence of CGGCCGC is 64 kb on average
Appears once, so that Escherichia coli genomic DNA1 is
Cut into about 100 double-stranded DNA fragments 2-
1, 2-2, 2-3,... The resulting double-stranded DN
Both ends of A fragment 2 (namely, NotI cleavage site)
To the DNA fragments 3-1 and 3- by binding a double-stranded biotinylated oligonucleotide (having a known base sequence) 100
2,... (Hereinafter, in each figure, biotin is represented by b for simplicity). The double-stranded biotinylated oligonucleotide (first oligonucleotide) 100 includes a single-stranded oligonucleotide (preferably having a base length of 10 to 30) 10 whose 5 ′ end is biotinylated, and an oligonucleotide 1
It comprises a single-stranded oligonucleotide 11 having a base sequence 101 complementary to 0 and all or a part of a base sequence (CGCCGGCG) 102 complementary to a base sequence recognized by NotI at the 5 ′ end.

【0015】次いで、制限酵素NlaIII(4塩基認
識酵素であり、塩基配列CATGを認識する)により、
DNA断片3−1、3−2、……をさらに切断する。N
laIIIの認識配列は平均256塩基に1回出現する
ので、各DNA断片3−1、3−2、……は両末端近傍
で切断される。制限酵素NlaIIIにより断片化され
たDNA断片4−1、4−2、……、4−n、4’−
1、4’−2、……、4’−mの両末端(即ち、Nla
IIIによる切断部位)に、2本鎖の第2のオリゴヌク
レオチド110を結合する。2本鎖の第2のオリゴヌク
レオチド(既知塩基配列をもつ)110は、1本鎖オリ
ゴヌクレオチド12(塩基長は10〜30が望ましい)
と、オリゴヌクレオチド12に相補な塩基配列111と
NlaIIIの認識する塩基配列に相補な塩基配列(G
TAC)112の全部又は一部とを5’末端にもつ1本
鎖オリゴヌクレオチド13からなる。この結果、両末端
に第2のヌクレオチド110をもつDNA断片4”−
1、4”−2、……と、一方の末端に第1のオリゴヌク
レオチド100をもち、他方の末端に第2のオリゴヌク
レオチド110をもつDNA断片5−1、5−n、……
が生成される。
Next, a restriction enzyme NlaIII (a 4-base recognition enzyme that recognizes the base sequence CATG)
The DNA fragments 3-1, 3-2, ... are further cut. N
Since the recognition sequence of laIII appears once every 256 bases on average, each DNA fragment 3-1, 3-2, ... is cleaved near both ends. DNA fragments 4-1, 4-2, ..., 4-n, 4'- fragmented by restriction enzyme NlaIII.
1, 4'-2, ..., both ends of 4'-m (that is, Nla
III), a double-stranded second oligonucleotide 110 is bound. The double-stranded second oligonucleotide (having a known base sequence) 110 is a single-stranded oligonucleotide 12 (the base length is preferably 10 to 30).
And a base sequence 111 complementary to the oligonucleotide 12 and a base sequence complementary to the base sequence recognized by NlaIII (G
TAC) 112 is composed of a single-stranded oligonucleotide 13 having all or a part of it at the 5 ′ end. As a result, the DNA fragment 4 ″-having the second nucleotide 110 at both ends was obtained.
DNA fragments 5-1, 5-n,... Having a first oligonucleotide 100 at one end and a second oligonucleotide 110 at the other end.
Is generated.

【0016】これら生成物から、ビーズ14に結合した
アビジン15を用いて、一方の末端に第1のオリゴヌク
レオチド100をもち、他方の末端に第2のオリゴヌク
レオチド110をもつDNA断片5−1、5−n、……
を捕捉する。以上のようにして得られる断片の総数は、
NotIにより切断された1つの断片の両末端近傍が切
断され2つの断片を得るので約200となる。
From these products, using avidin 15 bound to beads 14, a DNA fragment 5-1 having a first oligonucleotide 100 at one end and a second oligonucleotide 110 at the other end, 5-n, ...
To capture. The total number of fragments obtained as described above is
The vicinity of both ends of one fragment cleaved by NotI is cleaved to obtain two fragments, resulting in about 200.

【0017】次いで、捕捉された断片を昇温変性又はア
ルカリ変性させてビオチンbを含まない相補鎖(DNA
断片)6(6−1、6−2、6−3、……)を遊離させ
る。このようにして得た相補鎖6は、3’末端側に、オ
リゴヌクレオチド10に相補な塩基配列101とNot
Iの認識する塩基配列に相補な塩基配列(CGCCGG
CG)102を5’末端にもつ1本鎖オリゴヌクレオチ
ド11をもち、5’末端側に、オリゴヌクレオチド12
に相補な塩基配列111とNlaIIIの認識する塩基
配列に相補な塩基配列(GTAC)112を5’末端に
もつ1本鎖オリゴヌクレオチド13をもつ断片である。
Next, the captured fragment is denatured by heating or denaturing with alkali to obtain a complementary strand (DNA
Fragment) 6 (6-1, 6-2, 6-3, ...) is released. The complementary strand 6 thus obtained has a base sequence 101 complementary to the oligonucleotide 10 and Not at the 3 ′ end.
A nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence recognized by I (CGCCGG
CG) a single-stranded oligonucleotide 11 having 102 at the 5 'end, and an oligonucleotide 12 at the 5' end
This is a fragment having a single-stranded oligonucleotide 13 having a base sequence (GTAC) 112 complementary to the base sequence 111 and a base sequence recognized by NlaIII at the 5 ′ end.

【0018】NotIの認識配列全て又はNotIの認
識配列の3’末端側の一部からなる、塩基配列16−1
と、この塩基配列16−1に続く2塩基からなる選択配
列16−2をもつ第1のDNAプライマーセットのプラ
イマー16−、16−、……を用意する(図1では
16−のみを示す)。この第1のDNAプライマーセ
ット16は、3’末端の2塩基の選択配列の塩基配列が
異なる16種類のプライマーから構成されている。即
ち、3’末端の2塩基の選択配列の塩基配列は、A、
T、G、Cからの2塩基の全ての組合わせに対応した4
×4=16通りある。同様にして、NlaIIIの認識
配列全て又はNlaIIIの認識配列の3’末端側の一
部からなる、塩基配列17−1と、この塩基配列17−
1に続く2塩基からなる選択配列17−2をもつ第2の
DNAプライマーセットのプライマー17−、17−
、……を用意する(図1では17−のみを示す)。
第2のDNAプライマーセット17も第1のDNAプラ
イマーセット16と同様に、3’末端の2塩基の選択配
列の塩基配列が異なる16種類のプライマーから構成さ
れている。なお、第1のDNAプライマーセット16の
各プライマーは5’末端を蛍光標識(蛍光標識を*で示
す)しておく。
The nucleotide sequence 16-1 consisting of the entire NotI recognition sequence or a part of the 3 ′ end of the NotI recognition sequence
And the primers 16-, 16-,... Of the first DNA primer set having the selected sequence 16-2 consisting of two bases following the base sequence 16-1 (only 16- is shown in FIG. 1). . This first DNA primer set 16 is composed of 16 types of primers having different base sequences of the selected sequence of 2 bases at the 3 ′ end. That is, the base sequence of the selected sequence of 2 bases at the 3 ′ end is A,
4 corresponding to all combinations of 2 bases from T, G, C
× 4 = 16 patterns. Similarly, the base sequence 17-1 consisting of the entire NlaIII recognition sequence or a part of the 3 ′ terminal side of the NlaIII recognition sequence, and the base sequence 17-
The primers 17-, 17- of the second DNA primer set having the selected sequence 17-2 consisting of 2 bases following 1
,... Are prepared (only 17- is shown in FIG. 1).
Similarly to the first DNA primer set 16, the second DNA primer set 17 is also composed of 16 types of primers having different base sequences of the selected base sequence of 2 bases at the 3 ′ end. In addition, each primer of the first DNA primer set 16 is fluorescently labeled at the 5 ′ end (the fluorescent label is indicated by *).

【0019】相補鎖6を含む溶液を256個の容器(図
示せず)に分注して、256個の容器の各々に、第1の
DNAプライマーセット16から選ばれた1種類のプラ
イマーと、第2のDNAプライマーセット17から選ば
れた1種類のプライマーとを添加する。第1、及び第2
のDNAプライマーセットからのプライマーの種類の選
択は、第1、及び第2のDNAプライマーセットのプラ
イマーの組合わせの合計16×16=256通りについ
て行なう。各容器には異なる組合わせにより選択された
2種類のプライマーが添加される。即ち、第1のDNA
プライマーセット、第2のDNAプライマーセットとと
もに16種類であるから、プライマーの組合わせは16
×16=256通りであり、この256通りのプライマ
ーの組合わせで、256個の容器内で相補鎖6の相補鎖
合成反応を行なう(図1では簡単のために1つの容器に
ついてのみ図示する)。この相補鎖合成反応では、まず
DNA断片6−i(−鎖)に対して、第1のDNAプラ
イマーセット16のプライマー16−をプライマーと
して伸長反応が進行し、2本鎖が生成する。この2本鎖
が昇温変性されて1本鎖となった+鎖に対して、第2の
DNAプライマーセット17のプライマー17−が、
−鎖に対して第1のプライマーセット16のプライマー
16−が、それぞれプライマーとして伸長反応が進行
し、2本鎖が生成する。このようにして得た相補鎖合成
反応生成物をゲル電気泳動してスペクトルを測定する。
ゲル電気泳動では変性ポリアクリルアミドを使用して、
256個の容器内での相補鎖合成反応生成物は、容器に
対応する256個の泳動路で1本鎖の状態で電気泳動分
離される。なお、第1のDNAプライマーセット16の
各プライマーの5’末端の蛍光標識として、異なる4種
類を使用する場合には、異なる4種類の蛍光標識をもつ
第1のDNAプライマーセット16のプライマーを使用
する相補鎖合成反応は同一の容器で行なうことができ、
64個の容器内での相補鎖合成反応生成物は、容器に対
応する64個の泳動路で1本鎖の状態で電気泳動分離で
きる。
The solution containing the complementary strand 6 is dispensed into 256 vessels (not shown), and each of the 256 vessels contains one kind of primer selected from the first DNA primer set 16; One kind of primer selected from the second DNA primer set 17 is added. First and second
The selection of the types of primers from the DNA primer set is performed for a total of 16 × 16 = 256 combinations of the primers of the first and second DNA primer sets. Two kinds of primers selected by different combinations are added to each container. That is, the first DNA
Since there are 16 types together with the primer set and the second DNA primer set, the combination of primers is 16
× 16 = 256 patterns, and using these 256 combinations of primers, a complementary strand synthesis reaction of the complementary strand 6 is performed in 256 vessels (only one vessel is shown in FIG. 1 for simplicity). . In this complementary strand synthesis reaction, first, an extension reaction proceeds with respect to the DNA fragment 6-i (-strand) using the primer 16- of the first DNA primer set 16 as a primer to generate a double strand. The primer 17− of the second DNA primer set 17 is added to the positive strand that has been denatured by heating to form a single strand.
The elongation reaction proceeds with each of the primers 16-of the first primer set 16 with respect to the-strand, and a double strand is generated. The complementary strand synthesis reaction product thus obtained is subjected to gel electrophoresis and the spectrum is measured.
In gel electrophoresis, using denatured polyacrylamide,
The complementary strand synthesis reaction products in the 256 vessels are electrophoretically separated in a single-stranded state through 256 migration paths corresponding to the vessels. When four different types of fluorescent labels at the 5 ′ end of each primer of the first DNA primer set 16 are used, the primers of the first DNA primer set 16 having four different types of fluorescent labels are used. Can be performed in the same container,
The product of the complementary strand synthesis reaction in the 64 containers can be separated by electrophoresis in a single-stranded state on 64 migration paths corresponding to the containers.

【0020】図2は、上記の相補鎖合成反応生成物のD
NA断片のゲル電気泳動スペクトルの一部を示す図であ
る。図2において、21は上記の相補鎖合成反応生成物
の全てのDNA断片を同時に電気泳動分離した場合のス
ペクトル、22は上記の容器毎の相補鎖合成反応生成物
のDNA断片によるスペクトル、16−2、17−2は
使用したプライマーの選択塩基部分の塩基配列、24は
DNA断片の塩基長を表わす。また、R1、R2はそれ
ぞれ、第1のDNAプライマーセット16のプライマー
16−、16−、……の5’末端側にあるNotI
の認識配列の一部又は全ての塩基配列、第2のDNAプ
ライマーセット17のプライマー17−、17−、
……5’末端側にあるNlaIIIの認識配列の一部又
は全ての塩基配列である。全てのDNA断片の長さを同
一の泳動路で同時に測定すると、スペクトル21のよう
に多くのピークが重なって各DNA断片が分離ができず
分析不可能になる。スペクトル22は、各々第1、第2
のDNAプライマーセットのプライマーの選択配列(各
DNA断片を識別する)2塩基16−2、17−2の組
合わせを、変化させて相補鎖合成反応を行ない、DNA
断片の両末端の塩基配列により識別を行ない、選択配列
16−2、17−2の組合わせ毎に異なる泳動路でDN
A断片をゲル電気泳動分離したスペクトルである。DN
A断片群を選択配列16−2、17−2の組合わせ毎に
分離してスペクトルを得ているので各ピークは分離して
おり、スペクトルに含まれるDNA断片の長さ(塩基長
24)を知ることができる。第1の実施例の場合、第
1、第2のDNAプライマーセットの256通りのプラ
イマーの組合わせを使用して相補鎖合成反応を行なって
いるので、256通りのelectropherogr
am(DNA断片スペクトル)が得られるが、このDN
A断片のelectropherogramは元のDN
A試料に固有のものであり、試料DNAが異なると別の
異なるパターンを示すので、DNAの診断等に広く使用
できる。即ち、第1、第2のDNAプライマーセットの
プライマーによる選択配列の複数通りの組み合せにより
(図2では、一方の選択配列をAAと固定して、他方の
選択配列をAA、AC、AG、…、TG、TTからなる
16通りに変化させた組合わせの例を示す)、試料DN
Aをより正確に分析できる。 なお、実施例1におい
て、DNA断片4”−1、4”−2、……、DNA断片
5−1、5−n、……の生成に引き続いて、制限酵素M
boI(4塩基認識酵素であり、塩基配列GATCを認
識する)により、DNA断片4”−1、4”−2、…
…、DNA断片5−1、5−n、……をさらに切断して
もよい。この場合には、制限酵素MboIにより断片化
されたDNA断片の両末端(即ち、制限酵素MboIに
よる切断部位)に、2本鎖の第3のオリゴヌクレオチド
を結合してもしなくてもよい。このように第3番目の制
限酵素によるDNA断片の切断を行なう場合、例えば、
第3番目の制限酵素が図1に示す5−1、5−nを切断
した場合、図1において相補鎖合成反応を行っても2本
鎖DNA断片が得られないので、相補鎖合成反応生成物
の電気泳動パターン(electrophoreogr
am)が単純となるので、フインガープリントパターン
の識別が容易となり、試料の分析がより正確となるとい
う効果がある。
FIG. 2 shows the D value of the above complementary strand synthesis reaction product.
It is a figure which shows a part of gel electrophoresis spectrum of NA fragment. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a spectrum obtained when all the DNA fragments of the above-mentioned complementary strand synthesis reaction product are electrophoretically separated, 22 denotes a spectrum of the above-mentioned complementary strand synthesis reaction product of each container, and 16- 2, 17-2 indicate the base sequence of the selected base portion of the primer used, and 24 indicates the base length of the DNA fragment. R1 and R2 are NotI located on the 5 'end side of the primers 16-, 16-,... Of the first DNA primer set 16, respectively.
Part or all of the base sequence of the recognition sequence of the primers 17-, 17-, of the second DNA primer set 17
... A part or all of the nucleotide sequence of the NlaIII recognition sequence at the 5 'end. When the lengths of all the DNA fragments are measured simultaneously on the same migration path, many peaks overlap as shown in spectrum 21, and the respective DNA fragments cannot be separated and cannot be analyzed. The spectrum 22 has a first and a second
The complementary strand synthesis reaction is performed by changing the combination of the two bases 16-2 and 17-2 of the primer selection sequence (identifying each DNA fragment) of the DNA primer set
Identification is performed based on the base sequences at both ends of the fragment, and DN is determined by a different migration path for each combination of the selected sequences 16-2 and 17-2.
It is a spectrum which separated the A fragment by gel electrophoresis. DN
Since the spectrum was obtained by separating the A fragment group for each combination of the selected sequences 16-2 and 17-2, each peak was separated, and the length (base length 24) of the DNA fragment contained in the spectrum was determined. You can know. In the case of the first embodiment, since the complementary strand synthesis reaction is carried out using 256 combinations of primers of the first and second DNA primer sets, 256 types of electropherogr are used.
am (DNA fragment spectrum) is obtained.
Electropherogram of fragment A is the original DN
It is peculiar to the A sample, and shows a different pattern when the sample DNA is different, so that it can be widely used for DNA diagnosis and the like. That is, a plurality of combinations of selected sequences by the primers of the first and second DNA primer sets (in FIG. 2, one selected sequence is fixed to AA and the other selected sequence is AA, AC, AG,...) , TG, and TT are shown as examples of combinations changed in 16 ways), sample DN
A can be analyzed more accurately. In Example 1, following the generation of DNA fragments 4 ″ -1, 4 ″ -2,..., DNA fragments 5-1, 5-n,.
By using boI (a 4-base recognition enzyme that recognizes the base sequence GATC), DNA fragments 4 ″ -1, 4 ″ -2,.
.., DNA fragments 5-1, 5-n,. In this case, the double-stranded third oligonucleotide may or may not be bound to both ends of the DNA fragment fragmented with the restriction enzyme MboI (that is, the cleavage site with the restriction enzyme MboI). When the DNA fragment is cut by the third restriction enzyme in this manner, for example,
When the third restriction enzyme cleaves 5-1 and 5-n shown in FIG. 1, no double-stranded DNA fragment can be obtained by performing the complementary strand synthesis reaction in FIG. Electrophoresis pattern (electrophoreogr)
Since am) is simple, the identification of the finger print pattern is facilitated, and the analysis of the sample is more accurate.

【0021】(第2の実施例)第2の実施例はm−RN
Aの分析に利用した例である。
(Second Embodiment) The second embodiment employs m-RN
This is an example used for the analysis of A.

【0022】図3は、本発明の第2の実施例で使用す
る、m−RNAから2本鎖c−DNAを合成して試料D
NAを得る従来技術の反応の手順を説明する図、図4
は、本発明の第2の実施例において、2種類の制限酵素
により試料DNAを切断し、2種類のDNAプライマー
セットを用いて相補鎖合成反応により、制限酵素の認識
配列に続く所定の1塩基を有する塩基配列を5’末端側
にもつDNA断片を得る手順を説明する図である。
FIG. 3 shows a sample D obtained by synthesizing double-stranded c-DNA from m-RNA used in the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a conventional reaction procedure for obtaining NA.
In the second embodiment of the present invention, a predetermined one base following a recognition sequence of a restriction enzyme is cut by a sample DNA with two types of restriction enzymes and a complementary strand synthesis reaction using two types of DNA primer sets. Fig. 3 is a view for explaining a procedure for obtaining a DNA fragment having a base sequence having the following sequence at the 5 'end.

【0023】図3は、本発明の第2の実施例で使用す
る、m−RNAから2本鎖c−DNAを合成する従来技
術(文献:S.Sugano et.al.、「蛋白質
核酸酵素(PROTEIN NUCLEIC ACID
AND ENZYME)」、vol.38、No.
3、p276−p281(1993)(共立出版))の
反応の手順を説明する図である。図3に示すように、細
胞から抽出したm−RNAは、3’末端にポリA尾部3
3をもち、5’末端にキャップ塩基31及びリン酸基3
2をもつ完全長m−RNA34−1と、5’末端にリン
酸基32をもつ不完全長m−RNA35−1とを含む。
まず、m−RNA34−1、35−1をバクテリアアル
カリフォスファターゼで処理して、キャップ構造をもた
ない不完全長のm−RNA35−1の5’末端のリン酸
基32を除去し、m−RNA35−1を、水酸基36を
露出させた構造35−2に変化させる。
FIG. 3 shows a conventional technique for synthesizing double-stranded c-DNA from m-RNA used in the second embodiment of the present invention (literature: S. Sugano et. Al., "Protein Nucleic Acid Enzyme ( PROTEIN NUCLEIC ACID
AND ENZYME) ", vol. 38, no.
3, p276-p281 (1993) (Kyoritsu Shuppan)). As shown in FIG. 3, m-RNA extracted from the cells had a poly A tail 3 at the 3 ′ end.
And a cap base 31 and a phosphate group 3 at the 5 'end.
2 and full-length m-RNA35-1 having a phosphate group 32 at the 5 'end.
First, the m-RNAs 34-1 and 35-1 were treated with bacterial alkaline phosphatase to remove the phosphate group 32 at the 5 'end of the incomplete length m-RNA 35-1 having no cap structure. The RNA 35-1 is changed to a structure 35-2 in which the hydroxyl group 36 is exposed.

【0024】次いで、タバコアシッドピロフォスファタ
ーゼで処理して、キャップ構造をもつ完全長m−RNA
34−1の5’末端にだけリン酸基32を露出させ、m
−RNA34−1を、リン酸基32を露出させた構造3
4−2に変化させる。次に、RNAリガーゼを用いて、
m−RNA34−2の5’末端に合成RNAオリゴヌク
レオチド37を導入したm−RNA34−3を得る。R
NAリガーゼはリン酸基にRNAオリゴヌクレオチドを
結合し、5’末端の水酸基にはRNAオリゴヌクレオチ
ドを結合しないので、完全長m−RNA34−2にのみ
に合成オリゴヌクレオチドが結合する。
Next, the cells are treated with tobacco acid pyrophosphatase to obtain full-length m-RNA having a cap structure.
Exposing the phosphate group 32 only at the 5 'end of 34-1, m
-RNA34-1 is converted to a structure 3 in which the phosphate group 32 is exposed.
Change to 4-2. Next, using RNA ligase,
An m-RNA34-3 in which a synthetic RNA oligonucleotide 37 has been introduced into the 5 ′ end of the m-RNA34-2 is obtained. R
Since NA ligase binds an RNA oligonucleotide to a phosphate group and does not bind an RNA oligonucleotide to a 5′-terminal hydroxyl group, a synthetic oligonucleotide binds only to full-length m-RNA34-2.

【0025】以上のようにして完全長のm−RNA34
−1にのみ合成オリゴヌクレオチド37を導入した後
に、オリゴdTプライマー、リバーストランスクリプタ
ーゼを用いて、m−RNAをc−DNA38に変換す
る。さらに、DNAポリメラーゼを用いてc−DNA3
8の2本鎖を合成して、細胞から抽出した各種のm−R
NAに関してそれぞれ得られた2本鎖c−DNA39の
混合物を2本鎖の試料DNA40として得る。
As described above, full-length m-RNA34
After introducing the synthetic oligonucleotide 37 into only -1, the m-RNA is converted to c-DNA 38 using an oligo dT primer and reverse transcriptase. Furthermore, c-DNA3 was synthesized using DNA polymerase.
8 and synthesized various mRs extracted from cells
A mixture of double-stranded c-DNA 39 obtained for each NA is obtained as a double-stranded sample DNA 40.

【0026】図4は、2種類の制限酵素により2本鎖の
試料DNAを切断し、2種類のDNAプライマーセット
を用いて相補鎖合成反応により、制限酵素の認識配列に
続く所定の1塩基を有する塩基配列を5’末端側にもつ
DNA断片を得る手順を説明する図である。図4に示す
方法は、単一の長い2本鎖DNA試料にも適用できるこ
とは言うもない。まず、2本鎖c−DNAの混合物から
なる2本鎖の試料DNA40を、制限酵素NlaIII
とHhaIにより断片化する。制限酵素NlaIII、
HhaIは各々、2本鎖DNAをCATG↓、GCG↓
Cのように切断する。切断により生成する各断片の3’
末端は、NlaIIIで切断された場合には、CATG
(NlaIII切断末端)46、HhaIで切断された
場合には、GCG(HhaI切断末端)47となる。5
0は、各制限酵素の認識配列部位(NlaIII切断末
端、HhaI切断末端)に続く5’末端側の1塩基であ
り、Nは、A、T、G、Cの何れかを表す。各DNA断
片41−1、41−2、41−3、……の3’末端に、
ライゲーションによりオリゴヌクレオチドを導入する
か、又はターミナルヌクレオチジルトランスフェラーゼ
を用いポリ鎖(ポリA鎖、ポリC鎖、ポリG鎖、ポリT
鎖いずれか1種類)を付加する。以下では、ポリA鎖4
2を付加する場合を例にとって説明する。
FIG. 4 shows that a double-stranded sample DNA is cleaved by two kinds of restriction enzymes and a complementary base synthesis reaction is carried out by using two kinds of DNA primer sets to remove a predetermined one base following the recognition sequence of the restriction enzyme. FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure for obtaining a DNA fragment having a base sequence at the 5 ′ end. It goes without saying that the method shown in FIG. 4 can also be applied to a single long double-stranded DNA sample. First, a double-stranded sample DNA 40 consisting of a mixture of double-stranded c-DNA was placed in a restriction enzyme NlaIII.
And HhaI. Restriction enzyme NlaIII,
HhaI respectively converts double-stranded DNA into CATG ↓, GCG ↓
Cut as C. 3 'of each fragment generated by cleavage
The terminus is CATG when cut with NlaIII.
(NlaIII-cut end) 46, when cut with HhaI, GCG (HhaI-cut end) 47. 5
0 is one base at the 5 ′ end following the recognition sequence site (NlaIII-cut end, HhaI-cut end) of each restriction enzyme, and N represents any of A, T, G, and C. At the 3 ′ end of each DNA fragment 41-1, 41-2, 41-3,.
Oligonucleotides are introduced by ligation, or poly-chains (poly-A chains, poly-C chains, poly-G chains, poly-T chains) using terminal nucleotidyl transferase.
Chain). In the following, poly A chain 4
The case where 2 is added will be described as an example.

【0027】DNA断片の3’末端にポリA鎖42を付
加すると、41’−1、41’−2に示すように、Nl
aIIIで切断された3’末端の塩基配列はCATGA
A…A3’となり、41’−3に示すように、HhaI
で切断された3’末端の塩基配列はGCGAA…A3’
となる。
When the poly-A chain 42 is added to the 3 'end of the DNA fragment, as shown in 41'-1 and 41'-2, Nl
The base sequence at the 3 ′ end cleaved with aIII is CATGA
A ... A3 ', and as shown in 41'-3, HhaI
The base sequence at the 3 'end cleaved with is GCGAA ... A3'
Becomes

【0028】2組のDNAプローブ(プライマー)セッ
ト49’、49”を用意する。DNAプライマーセット
49’、49”の各プライマーは蛍光体等により標識さ
れている。NlaIIIによる切断部位に相補鎖結合可
能なプライマーとして、塩基配列が5’T…TTCAT
GX3’(X=AorCorGorT)であるプライマ
ーの4種類からなる第1のDNAプライマーセット(R
1−X、R1=*T…TTCATG、*は蛍光標識を表
す)を用意する。HhaIによる切断部位に相補鎖結合
可能なプライマーとして、塩基配列が5’T…TTCG
CX3’(X=AorCorGorT)であるプライマ
ーの4種類からなる第2のDNAプライマーセット(R
2−X、R2=*T…TTCGC、*は蛍光標識を表
す)を用意する。
Two sets of DNA probe (primer) sets 49 'and 49 "are prepared. Each primer of the DNA primer sets 49' and 49" is labeled with a fluorescent substance or the like. As a primer capable of binding a complementary strand to a cleavage site by NlaIII, the base sequence is 5'T ... TTCAT
GX3 ′ (X = AorCorGorT), a first DNA primer set (R
1-X, R1 = * T... TTCATG, * represents a fluorescent label). As a primer capable of binding a complementary strand to a cleavage site by HhaI, the base sequence is 5′T ... TTCG.
A second DNA primer set (R) consisting of four primers of CX3 ′ (X = AorCorGorT)
2-X, R2 = * T... TTCGC, * represents a fluorescent label).

【0029】第1のDNAプライマーセットのプライマ
ーの5’末端からCATGまでの塩基配列はNlaII
Iにより切断されたDNA断片の全てと相補的であるの
で、NlaIIIにより切断されたDNA断片の末端に
ハイブリダイズするが、塩基配列Xの部分は、塩基Xに
相補な塩基をもつ断片にだけハイブリダイズする。例え
ば、X=Aの場合には、塩基Xの部分は塩基Nの部分5
0が相補な塩基Tをもつ断片にだけハイブリダイズす
る。塩基Nの部分50が相補な塩基でない場合には、5
2のように塩基Xの部分がハイブリダイズしない。同様
に、第2のDNAプライマーセットのプライマーの5’
末端からCGCまでの塩基配列はHhaIにより切断さ
れたDNA断片の全てと相補的であるので、HhaIに
より切断されたDNA断片の末端にハイブリダイズする
が、塩基配列Xの部分は、塩基Xに相補な塩基をもつ断
片にだけハイブリダイズする。塩基Xが完全にハイブリ
ダイズしたか否かは、ハイブリダイゼーションの安定性
を見るだけでは明確にわからない。それは、DNAプラ
イマーの殆どの部位がどの断片ともハイブリダイズする
共通部分を有し、末端の数塩基部分だけのハイブリダイ
ゼーションの安定性の差では十分大きな差にならないか
らである。しかし、DNAポリメラーゼを用いた相補鎖
合成反応を用いることにより、末端数塩基が完全にハイ
ブリダイズしているか否か見分けることができる。
The base sequence from the 5 'end of the primer of the first DNA primer set to CATG is NlaII.
Since it is complementary to all of the DNA fragments cleaved by I, it hybridizes to the end of the DNA fragment cleaved by NlaIII, but the base sequence X hybridizes only to the fragment having a base complementary to base X. Soy. For example, when X = A, the base X portion is the base N portion 5
It hybridizes only to a fragment having a base T in which 0 is complementary. When the portion 50 of the base N is not a complementary base, 5
As in 2, the base X does not hybridize. Similarly, 5 ′ of the primer of the second DNA primer set
Since the base sequence from the end to CGC is complementary to all of the DNA fragments cut with HhaI, it hybridizes to the end of the DNA fragment cut with HhaI, but the base sequence X is complementary to base X. Hybridize only to fragments with different bases. Whether or not the base X has completely hybridized is not clearly understood only by examining the stability of hybridization. This is because most sites of the DNA primer have a common portion that hybridizes to any fragment, and the difference in hybridization stability between only a few terminal bases does not make a sufficiently large difference. However, by using a complementary strand synthesis reaction using a DNA polymerase, it is possible to determine whether or not the terminal bases have completely hybridized.

【0030】2種類の制限酵素により切断されたDNA
断片の3’末端にポリA鎖42を付加した断片を含む溶
液を16個のフラクション55(55−1、55−2、
……、55−16のうち55−2、55−3を図示す
る)に分割する。16個のフラクション55−1、55
−2、……、55−16には、第1のDNAプライマー
セット49’(R1−X:X=AorCorGorT)
のプライマーと、第2のDNAプライマーセット49”
(R2−X’:X’=AorCorGorT)のプライ
マーとの異なる16種類の組合わせからなる2種類のプ
ライマーを、16種類の組合わせに対応させて16個の
フラクションに添加して、相補鎖合成反応を行なう。図
4では、フラクション55−2に添加する2種類のプラ
イマー(49−2)(R1−C、R2−T)と、フラク
ション55−3に添加する2種類のプライマー(49−
3)(R1−A、R2−T)とを示す。プライマーはD
NA断片にハイブリダイズするが、両方の3’末端が完
全に51(塩基Nの部分が完全にハイブリダイズした状
態)のようにハイブリダイズしたプライマーだけが、相
補鎖伸長して伸長した相補鎖を形成する。片方の3’末
端だけが52(塩基Nの部分がハイブリダイズしていな
い状態)のようにハイブリダイズしたプライマーは、相
補鎖伸長せず伸長した相補鎖を形成しない。
DNA cut with two kinds of restriction enzymes
A solution containing the fragment in which the poly A chain 42 was added to the 3 ′ end of the fragment was mixed with 16 fractions 55 (55-1, 55-2,
.., 55-16 out of 55-16 are illustrated). 16 fractions 55-1, 55
, ..., 55-16, the first DNA primer set 49 '(R1-X: X = AorCorGorT)
And the second DNA primer set 49 ″
(R2-X ′: X ′ = AorCorGorT) Two kinds of primers composed of 16 kinds of different combinations from the primers were added to 16 fractions corresponding to the 16 kinds of combinations, and complementary strand synthesis was performed. Perform the reaction. In FIG. 4, two types of primers (49-2) (R1-C, R2-T) added to fraction 55-2 and two types of primers (49-R) added to fraction 55-3 are shown.
3) (R1-A, R2-T). The primer is D
Although the primer hybridizes to the NA fragment, only the primer which hybridized at both 3 ′ ends, such as 51 (in a state in which the portion of base N is completely hybridized), the complementary strand extended and extended the complementary strand. Form. A primer hybridized such that only one 3 ′ end is 52 (the state of base N is not hybridized) does not form a complementary strand and does not form an extended complementary strand.

【0031】相補鎖合成反応をnサイクルを行なうこと
によって、DNA断片と同じ長さの相補鎖53は2n倍
に増幅される。プライマーが片方の3’末端だけが完全
にハイブリダイズしている場合(52)には、相補鎖合
成をnサイクル行なっても相補鎖はn倍に増幅されるだ
けなので、両方の3’末端が完全にハイブリダイズした
場合とは容易に区別できる。プライマーは、例えば、蛍
光標識してあるので、伸長した相補鎖の長さを蛍光式ゲ
ル電気泳動装置を用いて知ることができる。
By performing n cycles of the complementary strand synthesis reaction, the complementary strand 53 having the same length as the DNA fragment is amplified 2n times. When only one 3 ′ end of the primer completely hybridizes (52), the complementary strand is amplified n-fold even if the complementary strand synthesis is performed for n cycles. It can be easily distinguished from a completely hybridized case. Since the primer is, for example, fluorescently labeled, the length of the elongated complementary strand can be determined using a fluorescent gel electrophoresis apparatus.

【0032】あとは第1の実施例の場合と同様に、各フ
ラクションから得た相補鎖合成反応生成物を別々の泳動
路で電気泳動して、即ちプライマーの組合わせ毎に対応
して別々の泳動路で電気泳動して、ゲル電気泳動スペク
トルを比較することによって、試料DNAの分析ができ
る。この場合、プライマーの組合わせは4×4=16通
りであるので、16種類のDNA断片スペクトルが得ら
れる。このDNA断片のスペクトルは、元のm−RNA
に固有であるので、分析だけでなくm−RNAの診断等
にも使用できる。なお、第1のDNAプライマーセット
の各プライマーの5’末端の蛍光標識として、異なる4
種類を使用する場合には、異なる4種類の蛍光標識をも
つ第1のDNAプライマーセットのプライマーを使用す
る相補鎖合成反応は同一の容器で行なうことができ、4
個の容器内での相補鎖合成反応生成物は、容器に対応す
る4個の泳動路で1本鎖の状態で電気泳動分離できる。
Thereafter, as in the case of the first embodiment, the complementary strand synthesis reaction products obtained from the respective fractions are electrophoresed on separate electrophoresis paths, that is, separate electrophoresis is performed for each combination of primers. The sample DNA can be analyzed by electrophoresis in the migration path and comparing the gel electrophoresis spectra. In this case, since 4 × 4 = 16 combinations of primers, 16 types of DNA fragment spectra are obtained. The spectrum of this DNA fragment is the original m-RNA
Therefore, it can be used not only for analysis but also for diagnosis of m-RNA. As a fluorescent label at the 5 ′ end of each primer of the first DNA primer set, a different 4
When different types are used, the complementary strand synthesis reaction using the primers of the first DNA primer set having four different fluorescent labels can be performed in the same container.
The product of the complementary strand synthesis reaction in each container can be separated by electrophoresis in a single-stranded state on four migration paths corresponding to the containers.

【0033】第2の実施例において、3種類の制限酵素
により2本鎖の試料DNAを切断し、3種類のDNAプ
ライマーセットを用いて相補鎖合成反応により、制限酵
素の認識配列に続く所定の1塩基を有する塩基配列を
5’末端側にもつDNA断片を得ることもできる。この
場合、第1、第2のDNAプライマーセット(R1−
X、R2−X:X=AorTorGorC)に加えて、
第3のDNAプライマーセット(R3−X:X=Aor
TorGorC)を使用する。3種類の制限酵素により
切断されたDNA断片の3’末端にポリA鎖42を付加
した断片を含む溶液を、蛍光標識された第1、第2、第
3のDNAプライマーセット(R1−X、R2−X、R
3−X、:X=AorTorGorC)の各プライマー
の組合わせ、即ちR1−XとR2−Xに組合わせ16通
り、R1−XとR3−Xに組合わせ16通り、R2−X
とR3−Xに組合わせ16通りの合計48通りに対応す
る48個のフラクションに分割した後に、上記と同様の
処理を行ない、各フラクションから得た相補鎖合成反応
生成物を別々の48の泳動路で電気泳動して、即ちプラ
イマーの組合わせ毎に対応して別々の泳動路で電気泳動
して、ゲル電気泳動スペクトルを比較することによっ
て、試料DNAの分析ができる。この場合、プライマー
の組合わせは48通りであるので、48種類のDNA断
片スペクトルが得られる。このDNA断片のスペクトル
は、より詳細なm−RNAの分析だけでなくm−RNA
の診断等に使用できる。
In the second embodiment, a double-stranded sample DNA is cleaved with three types of restriction enzymes, and a complementary strand synthesis reaction is performed using three types of DNA primer sets. A DNA fragment having a base sequence having one base at the 5 'end can also be obtained. In this case, the first and second DNA primer sets (R1-
X, R2-X: X = AorTorGor C)
Third DNA primer set (R3-X: X = Aor
(TorGorC). A solution containing a fragment obtained by adding a poly-A chain 42 to the 3 ′ end of a DNA fragment cleaved by three kinds of restriction enzymes was used to prepare first, second, and third fluorescently labeled DNA primer sets (R1-X, R2-X, R
3-X,: X = AorTorGor), that is, 16 combinations of R1-X and R2-X, 16 combinations of R1-X and R3-X, and R2-X
After dividing into 48 fractions corresponding to a total of 48 combinations of 16 combinations of R3 and R3-X, the same treatment as above was performed, and the complementary strand synthesis reaction product obtained from each fraction was subjected to 48 separate electrophoresis runs. The sample DNA can be analyzed by comparing the gel electrophoresis spectra by electrophoresis on a gel path, that is, by electrophoresis on separate electrophoresis paths corresponding to each combination of primers. In this case, since there are 48 combinations of primers, 48 types of DNA fragment spectra are obtained. The spectrum of this DNA fragment shows not only more detailed analysis of m-RNA but also m-RNA
It can be used for diagnosis and the like.

【0034】図4で説明した第1、第2のDNAプライ
マーセット(R1−X、R2−X:X=AorTorG
orC)の代わりに、それぞれR1−XY、R2−ZW
(X、Y、Z、Wは、A、T、G、Cに何れかである)
の塩基配列をもつプライマーから構成される第1、第2
のDNAプライマーセットを用いてもよい。このような
第1、第2のDNAプライマーセットは、第1の実施例
で説明したように、塩基X及びYの組合わせの16種
類、塩基Z及びWYの組合わせの16種類からなり、プ
ライマーの組合わせは16×16=256通りである。
従って、2種類の制限酵素により切断されたDNA断片
の3’末端にポリA鎖42を付加した断片を含む溶液を
256個のフラクションに分割した後に、上記と同様の
処理を行なう。このような処理を行ない、256の泳動
路で電気泳動を行なった結果、図2に示したのと全く同
様の結果を得ることができる。なお、第1のDNAプラ
イマーセットの各プライマーの5’末端の蛍光標識とし
て、異なる4種類を使用する場合には、異なる4種類の
蛍光標識をもつ第1のDNAプライマーセットのプライ
マーを使用する相補鎖合成反応は同一の容器で行なうこ
とができ、64個の容器内での相補鎖合成反応生成物
は、容器に対応する64個の泳動路で1本鎖の状態で電
気泳動分離できる。
The first and second DNA primer sets described in FIG. 4 (R1-X, R2-X: X = AorTorG)
orC) instead of R1-XY and R2-ZW, respectively.
(X, Y, Z, and W are any of A, T, G, and C)
First and second primers composed of primers having a base sequence of
May be used. As described in the first embodiment, such first and second DNA primer sets consist of 16 types of combinations of bases X and Y and 16 types of combinations of bases Z and WY. Are 16 × 16 = 256 combinations.
Therefore, after the solution containing the fragment obtained by adding the poly A chain 42 to the 3 ′ end of the DNA fragment cleaved by the two kinds of restriction enzymes is divided into 256 fractions, the same treatment as above is performed. As a result of performing such processing and performing electrophoresis on 256 migration paths, the same result as that shown in FIG. 2 can be obtained. When four different types of fluorescent labels at the 5 ′ end of each primer of the first DNA primer set are used, complementary primers using the primers of the first DNA primer set having four different types of fluorescent labels are used. The strand synthesis reaction can be carried out in the same container, and the products of the complementary strand synthesis reaction in the 64 containers can be separated by electrophoresis in a single-stranded state on 64 migration paths corresponding to the containers.

【0035】以上のように、複数種類の制限酵素により
試料DNAを切断し、複数種類のDNAプライマーセッ
トを用いて相補鎖合成反応により、制限酵素の認識配列
全て又は認識配列の3’末端側の一部に相補な塩基配列
に続く所定の塩基配列を5’末端側にもつDNA断片を
分離して得ることができ、試料DNAから得る複数種類
のDNA断片スペクトルが得られる。このDNA断片の
スペクトルは、より詳細な試料DNAの分析だけでなく
診断等に使用できる。
As described above, a sample DNA is cleaved by a plurality of types of restriction enzymes, and a complementary strand synthesis reaction is carried out using a plurality of types of DNA primer sets, thereby performing all of the recognition sequences of the restriction enzymes or the 3′-terminal of the recognition sequence. A DNA fragment having a predetermined base sequence following the partially complementary base sequence at the 5 ′ end can be obtained by separation, and a plurality of types of DNA fragment spectra obtained from the sample DNA can be obtained. The spectrum of the DNA fragment can be used not only for more detailed analysis of the sample DNA but also for diagnosis and the like.

【0036】(第3の実施例)第3の実施例は、細胞か
らポリA尾部を利用して抽出したm−RNAの分析に本
発明を利用した例を示す。
(Third Embodiment) The third embodiment shows an example in which the present invention is used for analysis of m-RNA extracted from cells using a poly A tail.

【0037】図5は、本発明の第3の実施例であり、m
−RNAから調整した2本鎖c−DNA混合物を2種類
の制限酵素により切断し、相補鎖合成反応により、制限
酵素の認識配列に続く所定の塩基配列を5’末端側にも
つDNA断片を得る手順を説明する図である。従来技術
(文献:Sambrook et.al.、MOlec
ular Clonong a laboratory
manual 2nd edition、7.1〜
7.36(1987)(Cold SpringHar
bor Laboratory Press))に従っ
て、培養細胞を1%SDSを含むバッファーで処理して
細胞膜を破壊した後、proteinaseKで処理
し、遠心分離を行なって細胞中の核酸を抽出する。オリ
ゴdTカラムを用いて核酸成分からポリA尾部をもつ成
分、即ちm−RNA60(混合物)を得る。m−RNA
60からリバーストランスクリプターゼ、ビオチン化オ
リゴdTプライマー70、DNAポリメラーゼを用い
て、2本鎖c−DNA61(混合物)を調整する。得ら
れた2本鎖c−DNA61(混合物)を分画A(6
2)、分画B(63)に分ける。分画A(62)の2本
鎖c−DNAを制限酵素NlaIIIで切断し、分画B
(63)の2本鎖c−DNAを制限酵素HhaIで切断
する。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
-A double-stranded c-DNA mixture prepared from RNA is cleaved with two types of restriction enzymes, and a complementary strand synthesis reaction is performed to obtain a DNA fragment having a predetermined base sequence following the recognition sequence of the restriction enzyme on the 5 'end side. It is a figure explaining a procedure. Prior Art (Documents: Sambrook et. Al., MOlec
ullar cronong a laboratory
manual 2nd edition, 7.1-
7.36 (1987) (Cold Spring Har)
The cultured cells are treated with a buffer containing 1% SDS to break the cell membrane, and then treated with proteinase K, followed by centrifugation to extract nucleic acids in the cells according to Bor Laboratory Press). Using an oligo dT column, a component having a poly A tail, ie, m-RNA60 (mixture), is obtained from the nucleic acid component. m-RNA
From 60, double-stranded c-DNA 61 (mixture) is prepared using reverse transcriptase, biotinylated oligo dT primer 70, and DNA polymerase. The obtained double-stranded c-DNA61 (mixture) was subjected to fraction A (6
2) Divide into fraction B (63). The double-stranded c-DNA of fraction A (62) was cut with restriction enzyme NlaIII and fraction B
The double-stranded c-DNA of (63) is cut with a restriction enzyme HhaI.

【0038】切断生成物のうち、ビオチンbを含む2本
鎖c−DNAのNlaIIIによる切断断片64、ビオ
チンbを含む2本鎖c−DNAのHhaIによる切断断
片65をビーズに結合したアビジン71を用いて捕捉
し、ビオチンbを含まない2本鎖c−DNAのNlaI
IIによる切断断片66、ビオチンbを含まない2本鎖
c−DNAのHhaIによる切断断片67を除去する。
各分画中の2本鎖c−DNAの末端に各制限酵素の切断
部位に相補結合する既知塩基配列をもつ2本鎖オリゴヌ
クレオチド72(NlaIII切断部位に相補結合す
る)、73(HhaI切断部位に相補結合する)を結合
させる。
Among the cleavage products, avidin 71 in which a double-stranded c-DNA containing biotin b fragment cleaved by NlaIII and a double-stranded c-DNA containing biotin b fragment HhaI 65 were bound to beads was used. NlaI of double-stranded c-DNA captured without biotin b
The fragment 66 cut by II and the fragment 67 cut by HhaI of the double-stranded c-DNA containing no biotin b are removed.
Double-stranded oligonucleotides 72 (complementary to the NlaIII cleavage site) and 73 (HhaI cleavage site) having a known base sequence complementary to the cleavage site of each restriction enzyme at the end of the double-stranded c-DNA in each fraction That complementarily bind to).

【0039】分画A(62)の2本鎖c−DNAを制限
酵素HhaIで切断し、分画B(63)の2本鎖c−D
NAを制限酵素NlaIIIで切断する。各分画からビ
ーズを除去して、ビーズに結合したアビジン71とビオ
チンbとの結合により、ビーズに捕捉された2本鎖c−
DNAを各分画から除いて、ビーズに捕捉されていない
HhaIによる切断断片68、ビーズに捕捉されていな
いNlaIIIによる切断断片69を各分画に残す。各
制限酵素の切断部位に相補結合する既知塩基配列をもつ
2本鎖オリゴヌクレオチド72、73を結合させた、2
本鎖c−DNA断片81、81’を得る。
The double-stranded c-DNA of the fraction A (62) was digested with the restriction enzyme HhaI, and the double-stranded c-D of the fraction B (63) was digested.
The NA is cut with the restriction enzyme NlaIII. The beads were removed from each fraction, and the binding between avidin 71 bound to the beads and biotin b caused the double-stranded c-
The DNA is removed from each fraction, leaving a fragment 68 of HhaI not captured by the beads and a fragment 69 of NlaIII not captured by the beads in each fraction. Double-stranded oligonucleotides 72 and 73 having a known nucleotide sequence complementary to the cleavage site of each restriction enzyme were bound,
The main chain c-DNA fragments 81 and 81 'are obtained.

【0040】制限酵素認識部位が、3’末端側からNl
aIII、HhaIの順に存在する2本鎖c−DNAで
は、分画Bにおいて2種類の制限酵素部位で切断された
2本鎖c−DNA断片81が得られ、逆に、HhaI、
NlaIIIの順に存在する2本鎖c−DNAでは、分
画Aにおいて2種類の制限酵素部位で切断された2本鎖
c−DNA断片81’が得られる。なお、両末端とも同
一の制限酵素で切断された2本鎖c−DNA断片80が
生じることもあるが、このような断片は、以下で行なう
相補鎖合成反応で区別できる。
The restriction enzyme recognition site is Nl from the 3 'end.
In the double-stranded c-DNA present in the order of aIII and HhaI, a double-stranded c-DNA fragment 81 cut at two kinds of restriction enzyme sites in fraction B was obtained.
In the case of the double-stranded c-DNA existing in the order of NlaIII, a double-stranded c-DNA fragment 81 ′ which is cleaved at two kinds of restriction enzyme sites in fraction A is obtained. In addition, a double-stranded c-DNA fragment 80 may be generated in which both ends are cleaved with the same restriction enzyme, and such a fragment can be distinguished by a complementary strand synthesis reaction performed below.

【0041】後は、分画A、分画Bから得られた2本鎖
c−DNA断片を混合あわせ、第1、又は第2の実施例
と同様に、第1のDNAプライマーセット(制限酵素N
laIIIの認識配列に相補な塩基配列部分をもつ)、
第2のDNAプライマーセット(制限酵素HhaIの認
識配列に相補な塩基配列部分をもつ)を用いて相補鎖合
成反応を行ない、第1、第2のDNAプライマーセット
のプライマーの組合わせに対応して、相補鎖合成反応生
成物を別々の泳動路で電気泳動分離して泳動スペクトル
を測定して、DNAの分析等に使用する。第1の実施例
で説明した16種類からなるDNAプライマーセットを
用いる場合には、得られる泳動スペクトルは16×16
=256通りとなり、第2の実施例に示した4種類から
なるDNAプライマーセットを用いる場合には、得られ
る泳動スペクトルは4×4=16通りとなる。また、選
択配列を1塩基として第1のDNAプライマーセットを
4種類からなるプライマーから構成し、選択配列を2塩
基として第2のDNAプライマーセットを16種類から
なるプライマーから構成する場合には、第1、第2のD
NAプライマーセットのプライマーの組合わせは4×1
6=64通りになるので、得られるDNA断片の電気泳
動スペクトルは64通りとなる。
Thereafter, the double-stranded c-DNA fragments obtained from Fraction A and Fraction B were mixed, and the first DNA primer set (restriction enzyme) was used in the same manner as in the first or second embodiment. N
having a nucleotide sequence complementary to the laIII recognition sequence),
A complementary strand synthesis reaction was carried out using a second DNA primer set (having a base sequence portion complementary to the recognition sequence of the restriction enzyme HhaI), and corresponding to the primer combination of the first and second DNA primer sets. The product of the complementary strand synthesis reaction is electrophoretically separated on separate electrophoresis paths, and the electrophoretic spectrum is measured, and used for DNA analysis and the like. When the 16 types of DNA primer sets described in the first embodiment are used, the obtained electrophoresis spectrum is 16 × 16
= 256 patterns, and when the four types of DNA primer sets shown in the second embodiment are used, the obtained electrophoretic spectrum is 4 x 4 = 16 patterns. When the first DNA primer set is composed of four types of primers with the selected sequence as one base and the second DNA primer set is composed of 16 types of primers with the selected sequence as two bases, 1, the second D
Primer combination of NA primer set is 4 × 1
Since 6 = 64 patterns, the resulting DNA fragment has 64 electrophoretic spectra.

【0042】以上説明したように、従来技術のDNAプ
ライマーを用いるDNA診断方法では、せいぜい数種類
〜十種類のDNA断片を一度に調べられるだけで、数百
〜数千種類にも及ぶc−DNAやDNA断片の検査には
不向きであり、どこに異常があるか不明な長いDNAの
検査には適用できなかったが、本発明では、DNA断片
の3’末端に結合したオリゴヌクレオチドと、制限酵素
が認識する塩基配列の全部又は一部とにハイブリダイズ
し、3’末端に目的とするDNA断片とハイブリダイズ
するか否かを判別する1〜4塩基からなる塩基配列(選
択配列)をもつDNAプライマーセットを複数種類用い
て、選択的にDNA断片を識別して相補鎖合成を行ない
増幅し、複数種類のDNAプライマーセットのプライマ
ーの組合わせに対応させて、別々の泳動路でゲル電気泳
動で分離して、合成された相補鎖の長さを表わす泳動パ
ターンからフィンガープリントを得ることができ、従来
技術の問題点を克服する新しいフィンガープリント法、
DNA検査法を可能とする。このように複数のDNAプ
ライマーセットを用いて、簡便に試料DNAの分類が可
能になり、多数のDNA断片を含む試料の分析が可能に
なる。
As described above, in the conventional DNA diagnostic method using DNA primers, only several to ten types of DNA fragments can be examined at a time, and several hundred to several thousand types of c-DNA and Although it is unsuitable for DNA fragment testing and cannot be applied to long DNA testing where the abnormality is unknown, the present invention recognizes the oligonucleotide bound to the 3 ′ end of the DNA fragment and the restriction enzyme. Primer set having a base sequence of 1 to 4 bases (selection sequence) that hybridizes to all or a part of the base sequence to be hybridized and determines whether or not to hybridize with the target DNA fragment at the 3 ′ end Using multiple types, selectively identify DNA fragments, perform complementary strand synthesis, amplify, and support multiple types of DNA primer set primer combinations So it separates by gel electrophoresis in separate migration path, the length of the synthesized complementary strand could be obtained fingerprint from electrophoresis pattern representing the new fingerprinting to overcome the problems of the prior art,
Enables DNA testing. As described above, it is possible to easily classify a sample DNA by using a plurality of DNA primer sets, and to analyze a sample containing many DNA fragments.

【0043】本発明で使用する制限酵素は、3’突出末
端、3’平滑末端、5’突出末端の何れかを与える。
3’平滑末端を与える制限酵素によるDNA断片の末端
に結合させるオリゴヌクレオチドとして、ポリ鎖(ポリ
A鎖、ポリC鎖、ポリG鎖、ポリT鎖いずれか1種類)
を付加するのが簡便である。
The restriction enzyme used in the present invention provides any of 3 'overhang, 3' blunt end and 5 'overhang.
Polynucleotide (any one of poly A chain, poly C chain, poly G chain, poly T chain) as an oligonucleotide to be bound to the end of the DNA fragment by a restriction enzyme giving a 3 ′ blunt end
Is convenient.

【0044】また、以上で説明した各実施例において、
電気泳動分離による泳動分離パターン(フインガープリ
ントパターン)が非常に複雑である場合には、上記各実
施例において使用する各DNAプライマーセットの各D
NAプライマーにビオチン付加しておき、最終的に合成
された相補鎖だけを捕捉し、捕捉されたDNA断片を新
たな試料と見なして、上記各実施例において使用する制
限酵素の種類を変更して、再び各実施例における処理を
行う。この結果得られる電気泳動分離による泳動分離パ
ターン(フインガープリントパターン)がより識別しや
すくなり、試料の分析がより正確にできる。即ち、本発
明では、多数のDNA断片の長さ情報をそのままフィン
ガープリントとして利用するのではなく、複数の制限酵
素を用いて試料DNAを切断して、制限酵素の切断部に
続く末端塩基配列によりDNA断片のグループ分けをし
て、各グループ毎に断片長を計測しフィンガープリント
とするので、同じ断片長でも重ならず高いDNA断片の
識別能が得られる利点や、制限酵素の組合わせを変化さ
せて、識別能の調節ができる利点がある。
In each of the embodiments described above,
When the electrophoretic separation pattern (finger print pattern) by electrophoretic separation is extremely complicated, each DNA primer set used in each of the above-described examples has a different DNA primer set.
Biotin was added to the NA primer, and only the finally synthesized complementary strand was captured. The captured DNA fragment was regarded as a new sample, and the type of the restriction enzyme used in each of the above Examples was changed. Then, the processing in each embodiment is performed again. The resulting electrophoretic separation pattern (finger print pattern) by electrophoretic separation is more easily distinguished, and the sample can be analyzed more accurately. That is, in the present invention, instead of using the length information of a large number of DNA fragments as a fingerprint as it is, the sample DNA is cut using a plurality of restriction enzymes, and the terminal base sequence following the cut portion of the restriction enzyme is used. Since DNA fragments are grouped and the fragment length is measured and fingerprinted for each group, the advantage of obtaining high DNA fragment discrimination ability without overlapping even with the same fragment length, and changing the combination of restriction enzymes Thus, there is an advantage that the discrimination ability can be adjusted.

【0045】以上説明した本発明を要約して説明する
と、本発明の核酸分析方法は、 1)核酸試料を2種類以上の制限酵素で試料DNAを切
断してDNA断片を得る工程と、 2)DNA断片の両末端にデオキシヌクレオチド又はそ
のアナログを含むオリゴヌクレオチドを結合する工程
と、 3)結合したオリゴヌクレオチドの塩基配列、及び結合
したオリゴヌクレオチドの塩基配列に続く制限酵素が認
識する塩基配列の一部又は全部と相補な塩基配列と、
3’末端に1塩基〜3塩基からなる選択塩基配列をも
ち、かつ標識されたDNAプライマーセット(選択塩基
配列が1塩基の時は4種類、2塩基の時は16種類、3
塩基の時は64種類の標識されたDNAプライマーから
なる)の、少なくとも2セット以上をプライマーとし
て、異なる制限酵素が認識する塩基配列に挟まれた領域
の相補鎖合成反応を行なう工程と、 4)相補鎖合成生成物を電気泳動分離してDNA断片を
検出する工程とを含むことに特徴を有し、さらに以下の
特徴がある。
To summarize the present invention described above, the nucleic acid analysis method of the present invention comprises the following steps: 1) obtaining a DNA fragment by cleaving a nucleic acid sample with two or more types of restriction enzymes; Binding an oligonucleotide containing a deoxynucleotide or an analog thereof to both ends of the DNA fragment; 3) one of the nucleotide sequence of the bound oligonucleotide and the nucleotide sequence recognized by the restriction enzyme following the nucleotide sequence of the bound oligonucleotide; A base sequence complementary to part or all,
A labeled DNA primer set having a selection base sequence consisting of 1 to 3 bases at the 3 ′ end (4 types when the selection base sequence is 1 base, 16 types when the base sequence is 2 bases, 3 types)
(4) a step of conducting a complementary strand synthesis reaction of a region sandwiched between base sequences recognized by different restriction enzymes using at least two or more sets of primers as primers; And a step of detecting a DNA fragment by electrophoretically separating a complementary strand synthesis product, and further has the following characteristics.

【0046】イ)核酸試料がRNAであり、RNAをリ
バーストランスクリプターゼを用いてDNA鎖に変換す
ること。
A) The nucleic acid sample is RNA, and the RNA is converted into a DNA chain using reverse transcriptase.

【0047】ロ)DNAプライマーの3’末端の1塩基
〜3塩基の塩基配列は、実質全ての塩基種の組合わせか
らなり、DNAプライマーは、放射性同位体、ビオチ
ン、蛍光体等の何れかで標識されていること。
B) The base sequence of 1 to 3 bases at the 3 'end of the DNA primer consists of a combination of substantially all base types, and the DNA primer can be any of radioisotopes, biotin, fluorescent substances and the like. Be labeled.

【0048】ハ)3’末端1基〜3塩基が全ての可能な
塩基配列をもつDNAプライマーセットを同時に複数種
用いて、2種類の制限酵素が認識する塩基配列に挟まれ
る領域を相補鎖合成により生成した標識されたDNA断
片であること。
C) Using a plurality of DNA primer sets in which one to three bases at the 3 'end have all possible base sequences at the same time, synthesize a complementary chain in a region sandwiched by base sequences recognized by two kinds of restriction enzymes. Is a labeled DNA fragment generated by the above method.

【0049】ニ)制限酵素は、3’突出末端、3’平滑
末端、5’突出末端の何れかを与えること。
D) The restriction enzyme should give any of 3 'overhang, 3' blunt end and 5 'overhang.

【0050】また、本発明の核酸分析方法において用い
るDNAプライマーセットの各DNAプライマーは、
5’N12…Nn12…Xm12…Zh12…Y
k3’の構造を有し、N12…Nn(5≦n≦27)はD
NA断片の末端に結合したオリゴヌクレオチドと実質相
補な塩基配列であり、X12…Xm(1≦m≦6)は制
限酵素が認識する塩基配列の一部と相補な塩基配列であ
り、Z12…Zh(0≦h≦3)は複数種のヌクレオチ
ドとハイブリダイズし得るヌクレオチドアナログであ
り、Y12…Yk(1≦k≦4)はA、C、G及びTの
組合わせ(4のk乗)の種類からなり、N12…Nn
構成する何れかのヌクレオチドが標識されていることに
特徴がある
Each DNA primer of the DNA primer set used in the nucleic acid analysis method of the present invention comprises:
5'N 1 N 2 ... N n X 1 X 2 ... X m Z 1 Z 2 ... Z h Y 1 Y 2 ... Y
k 3 ′, and N 1 N 2 ... N n (5 ≦ n ≦ 27)
An oligonucleotide substantially complementary nucleotide sequences attached to the ends of NA fragments, X 1 X 2 ... X m (1 ≦ m ≦ 6) is a part complementary to the nucleotide sequence of the restriction enzyme that recognizes a base sequence , Z 1 Z 2 ... Z h (0 ≦ h ≦ 3) are nucleotide analogs capable of hybridizing with plural kinds of nucleotides, and Y 1 Y 2 ... Y k (1 ≦ k ≦ 4) are A, C, G And T (4 to the kth power), characterized in that any of the nucleotides constituting N 1 N 2 ... N n is labeled.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料DNAを2種類以上の制限酵素で切断し、所定のDN
Aプライマーセットを用いて相補鎖合成反応を行ない、
DNA断片を増幅し、多数のDNA断片をグループに区
分けし、各グループのDNA断片数を減らし、各グルー
プのDNA断片数の電気泳動分離スペクトルパターンの
比較から試料DNAの構成を知ることができる。試料D
NAを2種類の制限酵素で切断して、DNA断片の両端
部の塩基配列を明確に特定し、断片長を確定するととも
に、DNA断片をグループの区分けの数を多くできる。
DNA断片末端の配列を識別するためのプライマーの選
択塩基配列の数を、例えば、3塩基とすると、43=6
4通りにDNA断片をグループに区分けできる。この6
4通りの選択塩基配列をもつプライマーからなるDNA
プライマーセットを2組用いると、64×64=409
6通りにDNA断片をグループに区分けできる。ゲル電
気泳動の分解能では、各区分当たり100種類以上のD
NA断片を分離して識別できるので、4096区分では
合計4096×100≒400000種類以上ものDN
A断片を区別できる。本発明では、長い核酸から制限酵
素により得られる多数のDNA断片から、長い核酸の検
査を可能とするフィンガープリントパターンを得ること
ができる。
As described above, according to the present invention, a sample DNA is cut with two or more types of restriction enzymes, and a predetermined DNA is cut.
Perform a complementary strand synthesis reaction using the A primer set,
The DNA fragments are amplified, a large number of DNA fragments are divided into groups, the number of DNA fragments in each group is reduced, and the composition of the sample DNA can be known from the comparison of the electrophoretic separation spectral pattern of the number of DNA fragments in each group. Sample D
The NA is cleaved with two types of restriction enzymes to clearly identify the nucleotide sequences at both ends of the DNA fragment, determine the fragment length, and increase the number of DNA fragments divided into groups.
Assuming that the number of selected base sequences of the primer for identifying the sequence at the end of the DNA fragment is, for example, 3 bases, 4 3 = 6
The DNA fragments can be divided into groups in four ways. This 6
DNA consisting of primers having four different base sequences
When two primer sets are used, 64 × 64 = 409
The DNA fragments can be divided into groups in six ways. In the resolution of gel electrophoresis, more than 100 kinds of D
Since the NA fragments can be separated and identified, the total of 4096 x 100 / 400,000 types of DN
The A fragment can be distinguished. In the present invention, it is possible to obtain a fingerprint pattern that enables a long nucleic acid to be tested from a large number of DNA fragments obtained from a long nucleic acid by a restriction enzyme.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例であり、試料DNAから
DNA断片混合物の作成し、相補鎖合成反応によりDN
A断片を得る手順を説明する図。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a DNA fragment mixture is prepared from a sample DNA and DN
The figure explaining the procedure to obtain the A fragment.

【図2】本発明の第1の実施例における相補鎖合成反応
生成物のDNA断片のゲル電気泳動スペクトルの一部を
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a part of a gel electrophoresis spectrum of a DNA fragment of a complementary strand synthesis reaction product according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例で使用する、m−RNA
から2本鎖c−DNAを合成して試料DNAを得る従来
技術の反応の手順を説明する図。
FIG. 3 shows m-RNA used in the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional reaction procedure for obtaining a sample DNA by synthesizing a double-stranded c-DNA from a DNA.

【図4】本発明の第2の実施例において、2種類の制限
酵素を用いて2本鎖c−DNA混合物を切断し、相補鎖
合成反応によりDNA断片を得る手順を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a procedure for obtaining a DNA fragment by a complementary strand synthesis reaction by cleaving a double-stranded c-DNA mixture using two types of restriction enzymes in a second example of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例であり、m−RNAから
調整した2本鎖c−DNA混合物を2種類の制限酵素を
用いて切断し、相補鎖合成反応によりDNA断片を得る
手順を説明する図。
FIG. 5 is a third embodiment of the present invention, in which a double-stranded c-DNA mixture prepared from m-RNA is cleaved with two types of restriction enzymes to obtain a DNA fragment by a complementary strand synthesis reaction. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…大腸菌ゲノムDNA、2−1、2−2、〜…2本鎖
DNA切断断片、3−1、3−2、〜…両末端に第1の
ヌクレオチドが結合したDNA断片、4−1、4−2、
〜、4’−1、4’−2、〜…NlaIIIにより切断
されたDNA断片、4”−1、4”−2、〜…両末端に
第2のヌクレオチドをもつDNA断片、5−1、5−
2、〜…一方の末端に第1のヌクレオチド、他方の末端
に第2のヌクレオチドが結合したDNA断片、6(6−
1、6−2、〜)…ビオチンを含まない相補鎖、10…
NotI認識配列に対合する1本鎖のビオチン化ヌクレ
オチド、101…オリゴヌクレオチド10に相補な塩基
配列、102…NotIの認識する塩基配列に相補な塩
基配列、11…塩基配列101と塩基配列102の全て
又は一部とを5’末端にもつ1本鎖オリゴヌクレオチ
ド、100…2本鎖のビオチン化オリゴヌクレオチド、
12…1本鎖オリゴヌクレオチド、111…オリゴヌク
レオチド12に相補な塩基配列、112…NlaIII
の認識する塩基配列に相補な塩基配列、13…塩基配列
111と塩基配列112の全部又は一部とを5’末端に
もつ1本鎖オリゴヌクレオチド、110…2本鎖の第2
のオリゴヌクレオチド、14…ビーズ、15…アビジ
ン、16−1…NotIの認識配列全て又はNotIの
認識配列の3’末端側の一部からなる塩基配列、16−
2…2塩基からなる選択配列、16(16−、16−
、〜)…蛍光標識した第1のDNAプライマーセット
のプライマー、17−1…NlaIIIの認識配列全て
又はNlaIIIの認識配列の3’末端側の一部からな
る塩基配列、17−2…2塩基からなる選択配列、17
(17−、17−、〜)…第2のDNAプライマー
セットのプライマー、21…全てのDNA断片を区分け
しないで同時に測定した場合のスペクトル、22…区分
けされたDNA断片によるスペクトル、24…塩基長、
31…キャップ塩基、32…リン酸基、33…ポリA尾
部、34−1…完全長m−RNA、35−1…不完全長
m−RNA、34−2…m−RNA34−1のリン酸基
32を露出させた構造、37…合成RNAオリゴヌクレ
オチド、34−3…合成RNAオリゴヌクレオチド37
を導入したm−RNA、36…水酸基、35−2…m−
RNA35−1の水酸基36を露出させた構造、38…
c−DNA、39…2本鎖c−DNA、40…2本鎖の
試料DNA、41−1、41−2、〜…c−DNA断
片、42…ポリA鎖、41’−1、41’−2、〜…ポ
リA鎖42を3’末端に付加したDNA断片、46…N
laIII切断末端、47…HhaI切断末端、4
9’、49”…DNAプライマーセット 49−1、49−2、49−3、〜…フラクションに添
加する2種類のプライマー、50…N部分、51…N部
分が完全にハイブリダイズした状態、52…N部分がハ
イブリダイズしていない状態、53…伸長した相補鎖、
55(55−1、55−2、〜)…フラクション、60
…m−RNA混合物、61…2本鎖c−DNA混合物、
62…分画A、63…分画B、64…ビオチンを含むc
−DNAのNlaIII切断断片、65…ビオチンを含
むc−DNAのHhaI切断断片、66…ビオチンを含
まないc−DNAのNlaIII切断断片、67…ビオ
チンを含まないc−DNAのHhaI切断断片、68…
ビーズに捕捉されていないHhaI切断断片、69…ビ
ーズに捕捉されていないNlaIII切断断片、70…
ビオチン化オリゴdTプライマー、71…ビーズに結合
したアビジン、72…NlaIII切断部位に対応する
オリゴヌクレオチド、73…HhaI切断部位に対応す
るオリゴヌクレオチド、80…両末端とも同一の制限酵
素で切断されたc−DNA断片、81、81’…2種類
の制限酵素で切断され各々の切断部位にオリゴヌクレオ
チドを結合したc−DNA断片。
1 ... E. coli genomic DNA, 2-1 2-2, ... ... double-stranded DNA fragment, 3-1, 3-2, ... ... DNA fragment with the first nucleotide bound to both ends, 4-1 4-2,
..., 4'-1, 4'-2, ... DNA fragments cleaved with NlaIII, 4 "-1, 4" -2, ... DNA fragments having second nucleotides at both ends, 5-1, 5-
2,..., A DNA fragment having the first nucleotide bound to one end and the second nucleotide bound to the other end, 6 (6-
1, 6-2, ...) ... complementary strand not containing biotin, 10 ...
A single-stranded biotinylated nucleotide paired with the NotI recognition sequence; 101, a base sequence complementary to the oligonucleotide 10; 102, a base sequence complementary to the base sequence recognized by NotI; A single-stranded oligonucleotide having all or part thereof at the 5 ′ end, 100... A double-stranded biotinylated oligonucleotide,
12: single-stranded oligonucleotide; 111: base sequence complementary to oligonucleotide 12, 112: NlaIII
A single-stranded oligonucleotide having a base sequence complementary to the base sequence recognized at step 13 ... base sequence 111 and all or a part of base sequence 112 at the 5 'end, 110 ... double-stranded second base
Oligonucleotides, 14 ... beads, 15 ... avidin, 16-1 ... all of the NotI recognition sequences or a base sequence consisting of a part of the 3 'end of the NotI recognition sequence, 16-
2 ... Selected sequence consisting of 2 bases, 16 (16-, 16-
, ...): a primer of the first DNA primer set that is fluorescently labeled, 17-1 ... a base sequence consisting of the entire NlaIII recognition sequence or a part of the 3 'end of the NlaIII recognition sequence, 17-2 ... 2 bases Selection sequence, 17
(17-, 17-,...)... The primers of the second DNA primer set, 21... Spectrum when all the DNA fragments are measured simultaneously without segmentation, 22... Spectrum with the segmented DNA fragments, 24. ,
31: cap base, 32: phosphate group, 33: poly A tail, 34-1: full length m-RNA, 35-1: incomplete length m-RNA, 34-2: phosphate of m-RNA 34-1 Structure exposing group 32, 37 ... Synthetic RNA oligonucleotide, 34-3 ... Synthetic RNA oligonucleotide 37
M-RNA, 36 ... hydroxyl, 35-2 ... m-
Structure in which the hydroxyl group 36 of RNA35-1 is exposed, 38 ...
c-DNA, 39: double-stranded c-DNA, 40: double-stranded sample DNA, 41-1, 41-2, ... c-DNA fragment, 42: poly A chain, 41'-1, 41 ' ..., a DNA fragment having a poly A chain 42 added to the 3 'end, 46 ... N
LaIII cut end, 47 ... HhaI cut end, 4
9 ′, 49 ″ DNA primer set 49-1, 49-2, 49-3,..., Two types of primers to be added to the fraction, 50 ... N part, 51 ... N part completely hybridized, 52 ... N-part not hybridized, 53 ... Extended complementary strand,
55 (55-1, 55-2, ...) ... fraction, 60
... m-RNA mixture, 61 ... double-stranded c-DNA mixture,
62 ... fraction A, 63 ... fraction B, 64 ... c containing biotin
-NlaIII digestion fragment of DNA, 65 ... HhaI digestion fragment of c-DNA containing biotin, 66 ... NlaIII digestion fragment of c-DNA containing no biotin, 67 ... HhaI digestion fragment of c-DNA containing no biotin, 68 ...
HhaI cleavage fragment not captured by beads, 69 ... NlaIII cleavage fragment not captured by beads, 70 ...
Biotinylated oligo dT primer, 71 ... avidin bound to beads, 72 ... oligonucleotide corresponding to NlaIII cleavage site, 73 ... oligonucleotide corresponding to HhaI cleavage site, 80 ... c cleaved at both ends by the same restriction enzyme -DNA fragments, 81, 81 '... c-DNA fragments cleaved by two types of restriction enzymes and having oligonucleotides bonded to respective cleavage sites.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1)2本鎖DNA試料を複数の制限酵素に
より切断して2本鎖DNA断片を得る工程と、 2)前記2本鎖DNA断片の両3’末端の塩基配列の違
いを少なくとも2種類のDNAプライマーの3’末端の
1塩基〜4塩基の塩基配列により識別して、前記2本鎖
DNA断片の両3’末端の塩基配列が所定の塩基配列を
もつ前記2本鎖DNA断片を、前記2種類のDNAプラ
イマーを用いた相補鎖合成反応を用いて、選択的に分離
する工程と、 3)前記相補鎖合成反応の生成物の長さを計測する工程
とを有し、前記複数の制限酵素によるDNA断片長の分
布のパターンを検出することを特徴とする核酸分析方
法。
(1) a step of obtaining a double-stranded DNA fragment by cleaving a double-stranded DNA sample with a plurality of restriction enzymes; and (2) determining the difference in the base sequences at both 3 'ends of the double-stranded DNA fragment. The double-stranded DNA having at least two types of DNA primers, each having a predetermined base sequence, wherein the base sequences at both 3 ′ ends of the double-stranded DNA fragment are identified by base sequences of 1 to 4 bases at the 3 ′ end. A step of selectively separating fragments using a complementary strand synthesis reaction using the two types of DNA primers; and 3) a step of measuring a length of a product of the complementary strand synthesis reaction, A nucleic acid analysis method, comprising detecting a pattern of distribution of DNA fragment lengths by the plurality of restriction enzymes.
【請求項2】1)2本鎖DNA試料を複数の制限酵素に
より切断して2本鎖DNA断片を得る工程と、 2)前記2本鎖DNA断片の両末端にオリゴヌクレオチ
ドを結合する工程と、 3)前記オリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前記オリ
ゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記制限酵素が認識
する塩基配列の一部又は全部と相補な塩基配列と、3’
末端に1塩基〜4塩基からなる選択塩基配列をもつ、標
識されたDNAプライマーの複数からなるDNAプライ
マーセットの複数セットを用いて、異なる前記制限酵素
が認識する塩基配列に挟まれた、前記2本鎖DNA断片
の領域の相補鎖合成反応を行なう工程と、 4)前記相補鎖合成反応の生成物を電気泳動分離する工
程とを有し、前記2本鎖DNA試料の分析を行なうこと
を特徴とする核酸分析方法。
2. A step of obtaining a double-stranded DNA fragment by cleaving a double-stranded DNA sample with a plurality of restriction enzymes; and 2) binding oligonucleotides to both ends of the double-stranded DNA fragment. 3) a base sequence of the oligonucleotide, a base sequence following the base sequence of the oligonucleotide, which is complementary to a part or all of the base sequence recognized by the restriction enzyme, and 3 ′
Using a plurality of sets of labeled DNA primers each having a selected base sequence consisting of 1 to 4 bases at the end, using a plurality of sets of DNA primer sets each comprising a plurality of labeled DNA primers, Performing a complementary strand synthesis reaction in the region of the single-stranded DNA fragment; and 4) electrophoretically separating the product of the complementary strand synthesis reaction, wherein the double-stranded DNA sample is analyzed. Nucleic acid analysis method.
【請求項3】クレーム2の核酸分析方法において、RN
A試料をリバーストランスクリプターゼを用いて、前記
2本鎖DNA試料を得る工程を有することを特徴とする
核酸分析方法。
3. The method of claim 2, wherein RN
A method for analyzing nucleic acid, comprising the step of obtaining the double-stranded DNA sample from the A sample using reverse transcriptase.
【請求項4】クレーム2の核酸分析方法において、前記
選択塩基配列は、実質全ての塩基種の組合わせからなる
ことを特徴とする核酸分析方法。
4. The nucleic acid analysis method according to claim 2, wherein the selected base sequence comprises a combination of substantially all base types.
【請求項5】1)2本鎖DNA試料を第1の制限酵素に
より切断して2本鎖DNA断片を得る工程と、 2)前記2本鎖DNA断片の両末端に第1のオリゴヌク
レオチドを結合する工程と、3)工程2)の生成物を第
2の制限酵素により切断して2本鎖DNA断片を得る工
程と、 4)工程3)で得た前記2本鎖DNA断片の末端に第2
のオリゴヌクレオチドを結合する工程と、 5)前記第1、第2のオリゴヌクレオチドをそれぞれ両
末端に有する前記2本鎖DNA断片を捕捉する工程と、 6)工程5)で捕捉された前記2本鎖DNA断片を1本
鎖DNA断片にした後、前記1本鎖DNA断片を含む液
を複数の容器に分画する工程と、 7)前記第1のオリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前
記第1のオリゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記第
1の制限酵素が認識する塩基配列の一部又は全部と相補
な塩基配列と、3’末端に1塩基〜4塩基からなる第1
の選択塩基配列をもつ、標識された第1のDNAプライ
マーの複数からなる第1のDNAプライマーセットと、
前記第2のオリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前記第
2のオリゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記第2の
制限酵素が認識する塩基配列の一部又は全部と相補な塩
基配列と、3’末端に1塩基〜4塩基からなる第2の選
択塩基配列をもつ、標識された第2のDNAプライマー
の複数からなる第2のDNAプライマーセットとから、
前記第1のDNAプライマーと前記第2のDNAプライ
マーとの組合わせからなるDNAプライマーを、前記各
組合わせに対応させて前記各容器に添加して、前記第
1、第2の制限酵素が認識する塩基配列に挟まれた、前
記2本鎖DNA断片の領域の相補鎖合成反応を、前記各
容器で行なう工程と、 8)前記各容器での前記相補鎖合成反応の生成物を電気
泳動分離する工程とを有し、前記2本鎖DNA試料の分
析を行なうことを特徴とする核酸分析方法。
5. A method comprising: 1) cutting a double-stranded DNA sample with a first restriction enzyme to obtain a double-stranded DNA fragment; 2) attaching a first oligonucleotide to both ends of the double-stranded DNA fragment. Binding; 3) cleaving the product of step 2) with a second restriction enzyme to obtain a double-stranded DNA fragment; 4) attaching a double-stranded DNA fragment obtained in step 3) to the end of the double-stranded DNA fragment. Second
5) a step of capturing the double-stranded DNA fragment having the first and second oligonucleotides at both ends, and 6) a step of capturing the two strands captured in step 5). After converting the single-stranded DNA fragment into single-stranded DNA fragments, fractionating the liquid containing the single-stranded DNA fragment into a plurality of containers; 7) the base sequence of the first oligonucleotide; Following the oligonucleotide base sequence, a base sequence complementary to a part or all of the base sequence recognized by the first restriction enzyme, and a first base consisting of 1 to 4 bases at the 3 ′ end
A first DNA primer set comprising a plurality of labeled first DNA primers having a selected base sequence of:
Following the base sequence of the second oligonucleotide, and the base sequence of the second oligonucleotide, a base sequence complementary to a part or all of the base sequence recognized by the second restriction enzyme, A second DNA primer set comprising a plurality of labeled second DNA primers having a second selected base sequence consisting of 1 to 4 bases,
A DNA primer comprising a combination of the first DNA primer and the second DNA primer is added to each of the containers in correspondence with each of the combinations, so that the first and second restriction enzymes recognize the combination. Performing the complementary strand synthesis reaction of the region of the double-stranded DNA fragment sandwiched by the base sequences to be performed in each of the containers; and 8) electrophoretically separating the product of the complementary strand synthesis reaction in each of the containers. And analyzing the double-stranded DNA sample.
【請求項6】クレーム5の核酸分析方法において、工程
8)において前記各容器での前記相補鎖合成反応の生成
物を、それぞれ異なる泳動路で電気泳動分離することを
特徴とする核酸分析方法。
6. The nucleic acid analysis method according to claim 5, wherein in step 8), the products of the complementary strand synthesis reaction in each of the vessels are separated by electrophoresis on different migration paths.
【請求項7】クレーム5の核酸分析方法において、工程
5)に続いて、工程5)の生成物を第3の制限酵素によ
り切断して2本鎖DNA断片を得る工程を有することを
特徴とする核酸分析方法。
7. The nucleic acid analysis method according to claim 5, further comprising, following the step 5), a step of cleaving the product of the step 5) with a third restriction enzyme to obtain a double-stranded DNA fragment. Nucleic acid analysis method.
【請求項8】1a)2本鎖DNA試料を第1の制限酵素
により切断して2本鎖DNA断片を担体に保持する工程
と、 2a)前記2本鎖DNA断片の末端に第1のオリゴヌク
レオチドを結合する工程と、 3a)工程2a)の生成物を第2の制限酵素により切断
して2本鎖DNA断片を得る工程と、 4a)工程3a)で得た前記2本鎖DNA断片の末端に
第2のオリゴヌクレオチドを結合する工程と、 1b)前記2本鎖DNA試料を前記第2の制限酵素によ
り切断して2本鎖DNA断片を担体に保持する工程と、 2b)工程1b)で得た前記2本鎖DNA断片の末端に
前記第2のオリゴヌクレオチドを結合する工程と、 3b)工程2b)の生成物を前記第1の制限酵素により
切断して2本鎖DNA断片を得る工程と、 4b)工程3b)で得た前記2本鎖DNA断片の末端に
前記第1のオリゴヌクレオチドを結合する工程と、 5)工程4a)及び工程4b)の生成物を混合して、前
記担体に保持された2本鎖DNA断片を除去した後に、
前記2本鎖DNA断片を1本鎖DNA断片にした後、前
記1本鎖DNA断片を含む液を複数の容器に分画する工
程と、 6)前記第1のオリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前
記第1のオリゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記第
1の制限酵素が認識する塩基配列の一部又は全部と相補
な塩基配列と、3’末端に1塩基〜4塩基からなる第1
の選択塩基配列をもつ、標識された第1のDNAプライ
マーの複数からなる第1のDNAプライマーセットと、
前記第2のオリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前記第
2のオリゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記第2の
制限酵素が認識する塩基配列の一部又は全部と相補な塩
基配列と、3’末端に1塩基〜4塩基からなる第2の選
択塩基配列をもつ、標識された第2のDNAプライマー
の複数からなる第2のDNAプライマーセットとから、
前記第1のDNAプライマーと前記第2のDNAプライ
マーとの組合わせからなるDNAプライマーを、前記各
組合わせに対応させて前記各容器に添加して、前記第
1、第2の制限酵素が認識する塩基配列に挟まれた、前
記2本鎖DNA断片の領域の相補鎖合成反応を、前記各
容器で行なう工程と、 7)前記各容器での前記相補鎖合成反応の生成物を電気
泳動分離する工程とを有し、前記2本鎖DNA試料の分
析を行なうことを特徴とする核酸分析方法。
8. A method comprising the steps of: 1a) cleaving a double-stranded DNA sample with a first restriction enzyme to retain a double-stranded DNA fragment on a carrier; 2a) attaching a first oligo to the end of said double-stranded DNA fragment. 3a) a step of cleaving the product of step 2a) with a second restriction enzyme to obtain a double-stranded DNA fragment; 4a) a step of cutting the double-stranded DNA fragment obtained in step 3a). Binding a second oligonucleotide to the terminus; 1b) cleaving the double-stranded DNA sample with the second restriction enzyme to retain a double-stranded DNA fragment on a carrier; 2b) step 1b) Bonding the second oligonucleotide to the end of the double-stranded DNA fragment obtained in 3), 3b) cleaving the product of step 2b) with the first restriction enzyme to obtain a double-stranded DNA fragment And 4b) obtained in step 3b) Binding the first oligonucleotide to the end of the double-stranded DNA fragment; and 5) mixing the products of steps 4a) and 4b) to mix the double-stranded DNA fragment held on the carrier. After removal,
Converting the double-stranded DNA fragment into a single-stranded DNA fragment, and fractionating the solution containing the single-stranded DNA fragment into a plurality of containers; 6) the base sequence of the first oligonucleotide; Following the base sequence of the first oligonucleotide, a base sequence complementary to a part or all of the base sequence recognized by the first restriction enzyme, and a first base consisting of 1 to 4 bases at the 3 ′ end.
A first DNA primer set comprising a plurality of labeled first DNA primers having a selected base sequence of:
Following the base sequence of the second oligonucleotide, and the base sequence of the second oligonucleotide, a base sequence complementary to a part or all of the base sequence recognized by the second restriction enzyme, A second DNA primer set comprising a plurality of labeled second DNA primers having a second selected base sequence consisting of 1 to 4 bases,
A DNA primer comprising a combination of the first DNA primer and the second DNA primer is added to each of the containers in correspondence with each of the combinations, so that the first and second restriction enzymes recognize the combination. Performing the complementary strand synthesis reaction of the region of the double-stranded DNA fragment sandwiched by the base sequences to be performed in each of the containers; and 7) electrophoretically separating the product of the complementary strand synthesis reaction in each of the containers. And analyzing the double-stranded DNA sample.
【請求項9】クレーム8の核酸分析方法において、工程
7)において前記各容器での前記相補鎖合成反応の生成
物を、それぞれ異なる泳動路で電気泳動分離することを
特徴とする核酸分析方法。
9. The nucleic acid analysis method according to claim 8, wherein in step 7), the products of the complementary strand synthesis reaction in each of the containers are separated by electrophoresis on different migration paths.
【請求項10】1)2本鎖DNA試料を複数種類の制限
酵素により切断して2本鎖DNA断片を得る工程と、 2)前記2本鎖DNA断片の両末端に複数種類のオリゴ
ヌクレオチドを結合する工程と、 3)前記2本鎖DNA断片を含む液を複数の容器に分画
する工程と、 4)前記オリゴヌクレオチドの塩基配列、及び前記オリ
ゴヌクレオチドの塩基配列に続く、前記制限酵素が認識
する塩基配列の一部又は全部と相補な塩基配列と、3’
末端に1塩基〜4塩基からなる選択塩基配列をもつ、標
識された第DNAプライマーの複数からなるDNAプラ
イマーセットの複数セットの、それぞれのセットからの
前記DNAプライマーの組合わせからなるDNAプライ
マーを、前記各組合わせに対応させて前記各容器に添加
して、2種類の前記制限酵素が認識する塩基配列に挟ま
れた、前記2本鎖DNA断片の領域の相補鎖合成反応
を、前記各容器で行なう工程と、 5)前記各容器での前記相補鎖合成反応の生成物を電気
泳動分離する工程とを有し、前記2本鎖DNA試料の分
析を行なうことを特徴とする核酸分析方法。
10. A step of obtaining a double-stranded DNA fragment by cleaving a double-stranded DNA sample with a plurality of types of restriction enzymes; and 2) adding a plurality of types of oligonucleotides to both ends of the double-stranded DNA fragment. A step of binding; 3) a step of fractionating the solution containing the double-stranded DNA fragment into a plurality of containers; 4) the base sequence of the oligonucleotide, and the restriction enzyme following the base sequence of the oligonucleotide. A base sequence complementary to a part or all of the recognized base sequence;
A DNA primer comprising a combination of the DNA primers from each of a plurality of sets of a DNA primer set comprising a plurality of labeled DNA primers having a selected base sequence consisting of 1 to 4 bases at the end, The complementary strand synthesis reaction of the region of the double-stranded DNA fragment sandwiched between the base sequences recognized by the two types of restriction enzymes was added to each of the containers corresponding to each of the combinations, and the reaction was performed in each of the containers. And 5) electrophoretically separating the product of the complementary strand synthesis reaction in each of the vessels, wherein the double-stranded DNA sample is analyzed.
【請求項11】クレーム10の核酸分析方法において、
工程5)において前記各容器での前記相補鎖合成反応の
生成物を、それぞれ異なる泳動路で電気泳動分離するこ
とを特徴とする核酸分析方法。
11. The method of claim 10, wherein the nucleic acid analysis method comprises:
A nucleic acid analysis method, wherein in step 5), the products of the complementary strand synthesis reaction in each of the containers are subjected to electrophoretic separation on different migration paths.
【請求項12】クレーム10の核酸分析方法において、
工程1)において前記2本鎖DNA試料を2種類の制限
酵素により切断することを特徴とする核酸分析方法。
12. The method of claim 10, wherein the nucleic acid analysis method comprises:
A nucleic acid analysis method, wherein the double-stranded DNA sample is cleaved with two types of restriction enzymes in step 1).
【請求項13】クレーム10の核酸分析方法において、
工程1)において前記2本鎖DNA試料を3種類の制限
酵素により切断することを特徴とする核酸分析方法。
13. The nucleic acid analysis method according to claim 10, wherein
A nucleic acid analysis method, wherein the double-stranded DNA sample is cleaved with three types of restriction enzymes in step 1).
【請求項14】クレーム10の核酸分析方法において、
前記オリゴヌクレオチドが、ポリN(N=AorTor
GorC)鎖からなることを特徴とする核酸分析方法。
14. The method of claim 10, wherein the nucleic acid analysis method comprises:
The oligonucleotide is poly-N (N = AorTorr)
(GorC) chain.
【請求項15】クレーム2、5、8、10の核酸分析方
法に用いるDNAプライマーセットであり、DNAプラ
イマーセットは複数のDNAプライマーからなり、各D
NAプライマーは、5’N12…Nn12…Xm12
…Zh12…Yk3’の構造を有し、N12…Nn(5
≦n≦27)は、2本鎖DNA断片の末端に結合したオ
リゴヌクレオチドと実質相補な塩基配列であり、N12
…Nnを構成する何れかのヌクレオチドが標識されてお
り、X12…Xm(1≦m≦6)は、制限酵素が認識す
る塩基配列の一部又は全部と相補な塩基配列であり、Z
12…Zh(0≦h≦3)は、複数種類のヌクレオチド
とハイブリダイズし得るヌクレオチドアナログであり、
12…Yk(1≦k≦4)は、A、C、G及びTの組
合わせの(4のk乗)の種類からなることを特徴とする
DNAプライマーセット。
15. A DNA primer set used in the nucleic acid analysis method of claims 2, 5, 8, and 10, wherein the DNA primer set comprises a plurality of DNA primers,
NA primer, 5'N 1 N 2 ... N n X 1 X 2 ... X m Z 1 Z 2
... has the structure of Z h Y 1 Y 2 ... Y k 3 ', N 1 N 2 ... N n (5
≦ n ≦ 27) is a base sequence substantially complementary to the oligonucleotide bound to the end of the double-stranded DNA fragment, and N 1 N 2
... are any nucleotide labeling constituting the N n, X 1 X 2 ... X m (1 ≦ m ≦ 6) is a complementary base sequence and part or all of the restriction enzymes that recognize base sequences Yes, Z
1 Z 2 ... Z h (0 ≦ h ≦ 3) are nucleotide analogs capable of hybridizing with a plurality of types of nucleotides,
Y 1 Y 2 ... Y k ( 1 ≦ k ≦ 4) is, A, C, DNA primer set characterized by comprising the type of combination of G and T (4 k-th power).
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