JPH11113585A - Oligonucleotide for detecting bacillus dysenteriae and its detection using the same - Google Patents
Oligonucleotide for detecting bacillus dysenteriae and its detection using the sameInfo
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- JPH11113585A JPH11113585A JP10224999A JP22499998A JPH11113585A JP H11113585 A JPH11113585 A JP H11113585A JP 10224999 A JP10224999 A JP 10224999A JP 22499998 A JP22499998 A JP 22499998A JP H11113585 A JPH11113585 A JP H11113585A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検疫、臨床検査、
とくに食中毒または細菌性下痢症にかかる検査、あるい
は食品検査での赤痢菌の検出に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to quarantine, clinical examination,
In particular, it relates to testing for food poisoning or bacterial diarrhea, or detection of Shigella in food testing.
【0002】[0002]
【従来の技術】赤痢菌の検出は、種々の医学および公衆
衛生に関して重要で、従来にあっては次の工程による検
出を行っていた。先ず、検査材料の患者糞便および食品
からDHL寒天、マッコンキー寒天等の培地を用いた分
離培養を行い、その後、TSI寒天、LIM寒天培地等
を用いた鑑別培養である。2. Description of the Related Art Detection of Shigella is important for various medical and public health purposes, and conventionally, detection has been carried out by the following steps. First, isolation culture using a medium such as DHL agar or MacConkey agar is performed from the patient's feces and food as test materials, and then differential culture using a TSI agar, a LIM agar, or the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来法
においては各培養段階で要する時間は18〜24時間で
あり、総所要時間にすると3〜4日となり、迅速性に乏
しい。また、赤痢菌の志賀毒素に対する特異抗体を用い
た逆受身ラテックス粒子凝集法、赤痢菌および腸管侵入
性大腸菌の病原性に関与する140メガダルトンのプラ
スミド産物に対する特異抗体を用いたEIA法(伊藤健
一郎ら、日本細菌学雑誌41,414(1986) )やipaB遺
伝子、ipaC遺伝子、またはipaD遺伝子を検出し
ようとするDNAプローブ法(U.S. patent Applicatio
n No. 888194)があるが、これらの試験法は、試薬およ
び検体の調製が複雑で面倒であり、しかも多大の時間を
要する。However, in the conventional method, the time required for each culturing step is 18 to 24 hours, and the total required time is 3 to 4 days, which is poor in quickness. Reverse passive latex agglutination using a specific antibody against Shiga toxin of Shigella, and an EIA method using a specific antibody against a 140 megadalton plasmid product involved in the pathogenicity of Shigella and enteroinvasive E. coli (Kenichiro Ito) Et al., Japanese Bacteriological Journal 41,414 (1986)) and a DNA probe method for detecting the ipaB gene, ipaC gene, or ipaD gene (US Patent Applicatio).
n No. 888194), however, these test methods involve complicated and cumbersome preparation of reagents and specimens, and require much time.
【0004】そこで、本発明は、簡便、迅速かつ高感度
な新規な検出法を検疫、臨床検査、および食品検査に提
供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a simple, rapid and highly sensitive novel detection method for quarantine, clinical examination and food inspection.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、オリゴヌクレオチドを核酸合成反応のプラ
イマーとして機能させた遺伝子増幅技術により赤痢菌お
よび腸管侵入性大腸菌のipaH、invEを検出する
ものある。本発明で用いるオリゴヌクレオチドは、検体
中に存在する赤痢菌(Shigelladysenteriae, Shigella
flexneri,Shigella boydii および Shigella sonnei)
および腸管侵入性大腸菌(enteroinvasive Escherichi
a coli)に選択的に存在しているipaH遺伝子をコー
ドするヌクレオチド配列を標的とする場合は、そのヌク
レオチド配列と相補的となるように化学合成されたオリ
ゴヌクレオチドであって、合成ヌクレオチドが以下の配
列群の少なくとも連続した10塩基以上を含むオリゴヌ
クレオチド (5’)−TGTATCACAGATATGGCATGC−(3’) ・・・・(c;配列番号1) (5’)−TCCGGAGATTGTTCCATGTG−(3’) ・・・・・(d;配列番号2) または対応する相補的配列からなる。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention detects ipaH and invE of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli by a gene amplification technique in which an oligonucleotide functions as a primer for a nucleic acid synthesis reaction. There is something. Oligonucleotides used in the present invention are Shigella bacteria (Shigelladysenteriae, Shigella) present in a sample.
flexneri, Shigella boydii and Shigella sonnei)
And enteroinvasive Escherichi
a), the target is a nucleotide sequence encoding the ipaH gene selectively present in an a.coli) oligonucleotide that is chemically synthesized so as to be complementary to the nucleotide sequence. Oligonucleotide containing at least 10 consecutive nucleotides or more of the sequence group (5 ′)-TGTATCACAGATATGGCATGC- (3 ′) (c; SEQ ID NO: 1) (5 ′)-TCCGGAGATTGTTCCATGTG- (3 ′) -(D; SEQ ID NO: 2) or the corresponding complementary sequence.
【0006】検体中に存在する赤痢菌(Shigella dysen
teriae, Shigella flexneri,Shigella boydii, および
Shigella sonnei)および腸管侵入性大腸菌(enteroinv
asiveEscherichia coli)に選択的に存在しているin
vE遺伝子をコードするヌクレオチド配列を標的とする
場合は、そのヌクレオチド配列と相補的となるように化
学合成されたオリゴヌクレオチドであって、合成ヌクレ
オチドが以下の配列群の少なくとも連続した10塩基以
上を含むオリゴヌクレオチド、 (5’)−CAAGATTTAACCTTCGTCAACC−(3’) ・・・・・(e;配列番号3) (5’)−AGTTCTCGGATGCTATGCTC−(3’) ・・・・・(f;配列番号4) または対応する相補的配列からなる。[0006] Shigella dysen present in a specimen
teriae, Shigella flexneri, Shigella boydii, and
Shigella sonnei) and enteroinvasive Escherichia coli (enteroinv)
asive Escherichia coli)
When targeting a nucleotide sequence encoding the vE gene, it is an oligonucleotide chemically synthesized so as to be complementary to the nucleotide sequence, wherein the synthetic nucleotide contains at least 10 consecutive bases or more of the following sequence group: Oligonucleotide, (5 ')-CAAGATTTAACCTTCGTCCAACC- (3') ... (e; SEQ ID NO: 3) (5 ')-AGTTCTCGGATGCTATGCTC- (3') ... (f; SEQ ID NO: 4) or Consists of the corresponding complementary sequence.
【0007】遺伝子増幅は、Saiki らが開発したPolyme
rase Chain Reaction 法(以下、略してPCR法とい
う;Science 230, 1350(1985) )をもとに行っている。
この方法は、ある特定のヌクレオチド配列領域(本発明
の場合は、赤痢菌および腸管侵入性大腸菌のipaH、
invE)を検出する場合、その領域の両端の一方は+
鎖を、他方は−鎖をそれぞれ認識してハイブリダイゼー
ションするようなオリゴヌクレオチドを用意し、それを
熱変性により1本鎖状態にした試料核酸に対し鋳型依存
性ヌクレオチド重合反応のプライマーとして機能させ、
生成した2本鎖核酸を再び1本鎖に分離し、再び同様な
反応を起こさせる。この一連の操作を繰り返すことで2
つのプライマーに挟まれた領域は検出できるまでにコピ
ー数が増大してくる。[0007] Gene amplification is carried out using the Polyme
It is carried out based on the rase chain reaction method (hereinafter abbreviated as PCR method; Science 230, 1350 (1985)).
This method uses a specific nucleotide sequence region (in the case of the present invention, ipaH of Shigella and enteroinvasive E. coli).
invE), one of both ends of the region is +
An oligonucleotide is prepared that recognizes the strand and recognizes the-strand on the other side and hybridizes, and functions as a primer for a template-dependent nucleotide polymerization reaction on a sample nucleic acid that has been made into a single-stranded state by heat denaturation,
The generated double-stranded nucleic acid is again separated into single-stranded, and the same reaction is caused again. By repeating this series of operations, 2
The copy number of the region between the two primers increases until it can be detected.
【0008】検体としては、臨床検査材料、例えば、糞
便、尿、血液、組織ホモジェネートなど、また、食品材
料でもよい。これら材料をPCRの試料として用いるに
は、材料中に存在する菌体から核酸成分を遊離させる操
作が前処理として必要となる。しかし、プライマーがハ
イブリダイズできる核酸が数分子から数十分子以上存在
すればPCRは進むので、検査材料を溶菌酵素、界面活
性剤、アルカリ等で短時間処理するだけでPCRを進行
させるに十分な核酸量を持った試料液が調製できる。The specimen may be a clinical test material such as feces, urine, blood, tissue homogenate, or a food material. In order to use these materials as a sample for PCR, an operation of releasing nucleic acid components from cells present in the materials is required as pretreatment. However, if the nucleic acid to which the primer can hybridize is present from several molecules to several tens of nucleons or more, the PCR will proceed. A sample solution having a nucleic acid amount can be prepared.
【0009】本発明でプライマーとして用いられるオリ
ゴヌクレオチドは、選択性や検出感度および再現性から
考えて、10塩基以上、望ましくは15塩基以上の長さ
を持ったヌクレオチド断片で、化学合成あるいは天然の
どちらでもよい。また、プライマーは、特に検出用とし
て標識されていなくてもよい。The oligonucleotide used as a primer in the present invention is a nucleotide fragment having a length of 10 bases or more, preferably 15 bases or more in consideration of selectivity, detection sensitivity and reproducibility. either will do. Further, the primer may not be particularly labeled for detection.
【0010】プライマーが規定している赤痢菌および腸
管侵入性大腸菌の遺伝子のヌクレオチド配列における増
幅領域は、50塩基から2、000塩基、望ましくは、
100塩基から1、000塩基となればよい。鋳型依存
性ヌクレオチド重合反応には、耐熱性DNAポリメラー
ゼを用いているが、この酵素の起源については90〜9
5℃、プライマーをハイブリダイズさせるアニーリング
操作の温度は37〜65℃、重合反応は50〜75℃
で、これを1サイクルとしたPCRを20から42サイ
クル行って増幅させる。The amplified region in the nucleotide sequence of the Shigella and enterotoxigenic Escherichia coli genes defined by the primers is 50 to 2,000 bases, preferably
What is necessary is just to change from 100 bases to 1,000 bases. For the template-dependent nucleotide polymerization reaction, a thermostable DNA polymerase is used.
5 ° C, the temperature of the annealing operation for hybridizing the primer is 37 to 65 ° C, and the polymerization reaction is 50 to 75 ° C.
Then, the PCR is carried out for 20 to 42 cycles in which this is defined as one cycle, and amplification is performed.
【0011】検出はPCRを終えた反応液をそのままア
ガロースゲル電気泳動にかけることで、増幅されたヌク
レオチド断片の存在、およびその長さが確認できる。そ
の結果から、検体中にプライマーが認識すべき配列を持
ったヌクレオチドが存在しているかどうか判定すること
ができる。この判定は、そのまま赤痢菌および腸管侵入
性大腸菌のipaH、invEをもつ赤痢菌の有無を判
定するものとなる。増幅されたヌクレオチド断片の検出
には、その他の電気泳動やクロマトグラフィーも有効で
ある。The detection can be carried out by directly subjecting the reaction solution after PCR to agarose gel electrophoresis to confirm the presence and length of the amplified nucleotide fragment. From the result, it can be determined whether or not a nucleotide having a sequence to be recognized by the primer exists in the sample. This determination directly determines the presence or absence of Shigella with Shiga and intestinal enteric Escherichia coli having ipaH and invE. Other electrophoresis and chromatography are also effective for detecting the amplified nucleotide fragment.
【0012】[0012]
(実施例1:赤痢菌および腸管侵入性大腸菌のipaH
遺伝子の検出) [実験例1] 検体の調製 使用した赤痢菌および腸管侵入性大腸菌の菌株は、患者
等から由来したもので表1の総計341株を用いた。各
菌株をLB培地(1%トリプトン、0. 5%イーストエ
クストラクト、および1%塩化ナトリウムに接種し、3
7℃、好気的条件下で、終夜振とう培養を行った。各菌
株培養液を10mMトリス−塩酸緩衝液pH7. 5(以
下TE緩衝液)で10倍に希釈し、95℃で10分間の
加熱処理を行った後、これらを遠心し、その上清を検体
とした。(Example 1: lipaH of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli)
[Detection of Gene] [Experimental Example 1] Preparation of Specimens The strains of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli used were derived from patients and the like, and a total of 341 strains shown in Table 1 were used. Each strain was inoculated into LB medium (1% tryptone, 0.5% yeast extract, and 1% sodium chloride, and
Shaking culture was performed overnight at 7 ° C. under aerobic conditions. Each strain culture was diluted 10-fold with 10 mM Tris-HCl buffer pH 7.5 (hereinafter referred to as TE buffer), heated at 95 ° C. for 10 minutes, centrifuged, and the supernatant was used as a sample. And
【0013】プライマーの合成 文献(Hartman, A. B., et al., J. Bacteriol., 172,
1905-1915, 1990 、Venkatesan, M. M.,et al., Mol. M
icrobiol. 5, 2435-2446 1991 )に記載された赤痢菌お
よび腸管侵入性大腸菌のipaH遺伝子の塩基配列か
ら、請求項第1項に示した各配列を選び、それと同じ配
列を持つオリゴヌクレオチドを化学合成した。化学合成
は、サイクロンプラスDNA合成装置(ミリジェン/バ
イオリサーチ社製)を用い、β−シアノエチルフォスホ
アミダイト法により行った。合成したオリゴヌクレオチ
ドの精製はC18逆相カラムを用いた高速液体クロマトグ
ラフィーで行った。Synthesis of primers (Hartman, AB, et al., J. Bacteriol., 172,
1905-1915, 1990, Venkatesan, MM, et al., Mol.M
icrobiol. 5, 2435-2446 1991), each of the sequences shown in claim 1 is selected from the nucleotide sequence of the ipaH gene of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli, and an oligonucleotide having the same sequence is chemically synthesized. Synthesized. Chemical synthesis was performed by a β-cyanoethylphosphoramidite method using a cyclone plus DNA synthesizer (Milligen / BioResearch). Purification of the synthesized oligonucleotide was performed by high performance liquid chromatography using a C18 reverse phase column.
【0014】PCR 前記検体液3μlを用い、それに滅菌蒸留水17. 05
μl、10x反応用緩衝液3μl,dNTP溶液4. 8
μl、プライマー(1) 1. 0μl、プライマー(2) 1.
0μl、および耐熱性DNAポリメラーゼ0. 15μl
を加えて、全量30μlの反応液を調製した。この反応
液の入った容器にミネラルオイル(SIGMA 社製)を50
μl加え、反応液上に重層した。各使用した溶液の内
容、およびプライマー(1) と(2) の組合せは、次のとお
りである。PCR Using 3 μl of the sample solution, add 17.05 sterile distilled water.
μl, 3 μl of 10x reaction buffer, dNTP solution 4.8
μl, Primer (1) 1.0 μl, Primer (2) 1.
0 μl and 0.15 μl of thermostable DNA polymerase
Was added to prepare a reaction solution having a total volume of 30 μl. 50 ml of mineral oil (manufactured by SIGMA) is added to the container containing
μl was added and overlaid on the reaction solution. The contents of each used solution and the combinations of the primers (1) and (2) are as follows.
【0015】10x 反応用緩衝液: 500mM KCl, 100mM Tri
s-HCl pH8.3, 15mM MgCl2 ,0.1%(w/V) ゼラチン dNTP溶液: dATP, dCTP, dGTP, dTTPを混合させたも
ので各終濃度が1.25mM プライマー(1) および(2): 前述した化学合成精製品の
水溶液(濃度3.75 OD/ml) プライマーの組合せ: 前述の化学合成精製品を下記のと
おりに組合せて使用した。 プライマー(1) + プライマー(2) (c) + (d) 耐熱性DNAポリメラーゼ: TaqDNAポリメラーゼ
(5 unit/ml; PerkinElmer cetus 社製)10x reaction buffer: 500mM KCl, 100mM Tri
s-HCl pH 8.3, 15 mM MgCl2, 0.1% (w / V) gelatin dNTP solution: A mixture of dATP, dCTP, dGTP, and dTTP, each having a final concentration of 1.25 mM primers (1) and (2): as described above Aqueous solution of purified chemically synthesized product (concentration 3.75 OD / ml) Combination of primers: The above-mentioned chemically synthesized product was used in combination as follows. Primer (1) + Primer (2) (c) + (d) Thermostable DNA polymerase: Taq DNA polymerase (5 units / ml; PerkinElmer cetus)
【0016】反応条件は、次のとおりである。 熱変性:94℃、1分 アニーリング:55℃、1分 重合反応:72℃、1分 熱変性からアニーリングを経て、重合反応に至る過程を
1サイクル(所要時間5.7 分)とし、これを35サイク
ル(総所要時間約3時間)行った。これらの操作は、D
NAサーマルサイクラー(Perkin Elmer Cetus社製)に
上記反応条件をプログラムして行った。The reaction conditions are as follows. Thermal denaturation: 94 ° C., 1 minute Annealing: 55 ° C., 1 minute Polymerization reaction: 72 ° C., 1 minute The process from heat denaturation to annealing to the polymerization reaction is one cycle (required time: 5.7 minutes), and this is 35 cycles (Total time required: about 3 hours). These operations are
The above reaction conditions were programmed into an NA thermal cycler (Perkin Elmer Cetus) and performed.
【0017】検出 反応液から増幅されたヌクレオチド断片を検出するた
め、アガロースゲル電気泳動を以下のように行った。ア
ガロースゲルはゲル濃度3%(W/V )とし、臭化エチジ
ウム(0.5 μl/ml)を含むものを用いた。泳動の条件は
定電圧100V、30分で行った。操作方法ならびに他
の条件は、Maniatis等著 Molecular Cloning 第2版
(1989)に記載されている技法で行った。反応液の他に
分子量マーカーの泳動も同時に行い、相対移動度の比較
によりヌクレオチド断片の長さを算出した。Detection In order to detect the amplified nucleotide fragment from the reaction solution, agarose gel electrophoresis was performed as follows. The agarose gel used had a gel concentration of 3% (W / V) and contained ethidium bromide (0.5 μl / ml). The electrophoresis was performed at a constant voltage of 100 V for 30 minutes. The operation method and other conditions were performed by the technique described in Maniatis et al., Molecular Cloning, 2nd edition (1989). In addition to the reaction solution, electrophoresis of a molecular weight marker was performed at the same time, and the length of the nucleotide fragment was calculated by comparing the relative mobilities.
【0018】コロニーハイブリダイゼーション試験 ipaH遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブ
を用いて、Grunsteinの方法(Grunstein, M. and Hogne
ss, D., Proc. Natl. Acad. Sci. 72, 3961(1975) )に
したがって行った。Colony Hybridization Test The Grunstein method (Grunstein, M. and Hogne) was performed using an oligonucleotide probe specific for the ipaH gene.
ss, D., Proc. Natl. Acad. Sci. 72, 3961 (1975)).
【0019】結果 前述したように赤痢菌および腸管侵入性大腸菌のipa
H遺伝子は、すでに塩基配列が決定されており、本発明
のオリゴヌクレオチド、すなわち、プライマーがPCR
により増幅させるヌクレオチドの大きさは容易に推定で
きる。それによるとプライマー(c) と(d) の組合せで
は、242塩基(または242塩基対)の長さのヌクレ
オチドが増幅されてくるはずである。これらの推定値と
増幅されたヌクレオチドの長さが一致した場合、このプ
ライマーの組合せは、ipaH遺伝子中の標的としてい
る領域を正しく増幅しており、かつ、当該菌株はipa
H遺伝子を有していると判断した。被験菌株347株で
調べた結果を表1に示す。Results As described above, Shipa and Shigella enteropathy E. coli ipa
The base sequence of the H gene has already been determined, and the oligonucleotide of the present invention, that is, the primer is PCR
The size of the nucleotide to be amplified can be easily estimated. According to this, in the combination of the primers (c) and (d), a nucleotide having a length of 242 bases (or 242 base pairs) should be amplified. If these estimates match the length of the amplified nucleotides, this combination of primers correctly amplifies the targeted region in the ipaH gene and the strain is ipaH.
It was determined to have the H gene. Table 1 shows the results of the tests performed on the test strain 347 strains.
【0020】本発明のプライマーは、コロニーハイブリ
ダイゼーション試験で、ipaH遺伝子陽性と判断され
た菌株のDNAのみを増幅し、ipaH遺伝子陰性の菌
株DNAとは全く反応しなかった。すなわち、ipaH
遺伝子を正しく増幅し、ipaH遺伝子をもつ赤痢菌お
よび腸管侵入性大腸菌を正確に検出していることを示し
ている。The primer of the present invention amplified only the DNA of the strain determined to be positive for the ipaH gene in the colony hybridization test, and did not react at all with the DNA of the strain negative for the ipaH gene. That is, ipaH
This indicates that the gene was correctly amplified, and Shigella with the ipaH gene and Escherichia coli were correctly detected.
【0021】[0021]
【表1−1】 [Table 1-1]
【表1−2】 [Table 1-2]
【表1−3】 [Table 1-3]
【表1−4】 [Table 1-4]
【表1−5】 [Table 1-5]
【表1−6】 [Table 1-6]
【表1−7】 [Table 1-7]
【0022】[実験例2]実験例1で得られた結果がi
paH遺伝子に対して、選択的なものかどうかを確かめ
るため、臨床検査において検査対象となる、赤痢菌およ
び腸管侵入性大腸菌以外の下痢症菌等の遺伝子について
本発明のプライマーが反応するかどうかを調べた。方法
は検体の調製法を除いて、実験例1で示したものと同じ
である。[Experiment 2] The result obtained in Experiment 1 is i
In order to confirm whether the primers are selective for the paH gene, whether the primers of the present invention react with genes such as diarrhea bacillus other than Shigella and enteroinvasive Escherichia coli to be tested in clinical tests is examined. Examined. The method is the same as that shown in Experimental Example 1 except for the method of preparing the specimen.
【0023】検体の調製 表2中に示した各菌株ををそれぞれ適当な増菌培地に接
種し、37℃、好気的、または嫌気的条件下で終夜培養
を行った(このうち嫌気的条件下で培養した菌株は、Cl
ostridium perfringens 、Campylobacter jejuni、Camp
ylobactercoli、Bacteroides flagilis、Bacteroides v
ulgatus、Lactobacillusacidophilus 、Bifidobacteriu
m adolescentisである)。各菌株培養液0. 5mlから
遠心操作により、菌体を回収し、TE緩衝液で菌体を1
回洗浄した。この菌体に50mMリン酸緩衝液pH7.
5に溶解したN- アセチルムラミニダーゼ溶液、および
アクロモペプチダーゼ溶液を各終濃度が50μg/m
l、および1mg/mlとなるように加え、37℃で1
0分間処理し、溶菌した。TE緩衝液飽和でさせたフェ
ノールおよびクロロフォルムからなる混合液(混合比
1:1)を溶菌液に加えて、よく撹拌した。遠心後、上
層液を回収し、エタノール処理を行って、核酸成分を沈
澱させた。この沈澱物を1mlのTE緩衝液に溶かして
検体とした。また、ヒト胎盤由来DNA(Human placen
ta DNA)は、1μg/mlの濃度のものを調製し、これ
も同様にPCRを行わせた。Preparation of Specimens Each of the strains shown in Table 2 was inoculated into an appropriate enrichment medium, and cultured overnight at 37 ° C. under aerobic or anaerobic conditions (anaerobic conditions among them) The strain grown underneath is Cl
ostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Camp
ylobactercoli, Bacteroides flagilis, Bacteroides v
ulgatus, Lactobacillusacidophilus, Bifidobacteriu
m adolescentis). The cells were collected from 0.5 ml of each culture by centrifugation, and the cells were collected with TE buffer.
Washed twice. Add 50 mM phosphate buffer pH 7.
5 was dissolved in an N-acetylmuraminidase solution and an achromopeptidase solution at a final concentration of 50 μg / m 2.
l, and 1 mg / ml.
Treated for 0 minutes and lysed. A mixture of phenol and chloroform (1: 1 mixing ratio) saturated with TE buffer was added to the lysate, and the mixture was stirred well. After centrifugation, the upper layer solution was collected and treated with ethanol to precipitate nucleic acid components. The precipitate was dissolved in 1 ml of a TE buffer to obtain a sample. In addition, human placenta-derived DNA (Human placen
ta DNA) was prepared at a concentration of 1 μg / ml and subjected to PCR in the same manner.
【0024】結果 表2にプライマーの組合せにおける試験結果を示す。本
発明のプライマーの組合せは、赤痢菌および腸管侵入性
大腸菌のDNAを除いて、下痢症菌DNAをはじめとす
る種々のDNAについて、それらのDNAを増幅するこ
とはなかった。したがって、本発明のオリゴヌクレオチ
ド、すなわちプライマーは、ipaH遺伝子を有する菌
にのみ、選択的に反応するものと断言できる。Results Table 2 shows the test results for the primer combinations. The primer combination of the present invention did not amplify various DNAs, including diarrhea DNA, except for DNAs of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli. Therefore, it can be said that the oligonucleotide of the present invention, that is, the primer, selectively reacts only with the bacterium having the ipaH gene.
【0025】[0025]
【表2】 [Table 2]
【0026】(実施例2:赤痢菌および腸管侵入性大腸
菌のinvE遺伝子の検出) [実験例1] 検体の調整 赤痢菌および腸管侵入性大腸菌の菌株として表1の34
1株を用い、実施例1と同様の手法で検体を調整した。(Example 2: Detection of invE gene of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli) [Experimental Example 1] Preparation of specimen As strains of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli, 34 in Table 1 were used.
Using one strain, a sample was prepared in the same manner as in Example 1.
【0027】プライマーの合成 文献(Watanabe, H. et al., J. Bacteriol., 172, 619
-629, 1990)に記載された赤痢菌および腸管侵入性大腸
菌のinvE遺伝子の塩基配列から、請求項第3項に示
した各配列を選び、それと同じ配列を持つオリゴヌクレ
オチドを化学合成した。化学合成は、サイクロンプラス
DNA合成装置(ミリジェン/バイオリサーチ社製)を
用い、β−シアノエチルフォスホアミダイト法により行
った。合成したオリゴヌクレオチドの精製はC18逆相カ
ラムを用いた高速液体クロマトグラフィーで行った。Synthesis of primers Reference (Watanabe, H. et al., J. Bacteriol., 172, 619)
-629, 1990), each of the sequences shown in claim 3 was selected from the nucleotide sequence of the invE gene of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli, and an oligonucleotide having the same sequence was chemically synthesized. Chemical synthesis was performed by a β-cyanoethylphosphoramidite method using a cyclone plus DNA synthesizer (Milligen / BioResearch). Purification of the synthesized oligonucleotide was performed by high performance liquid chromatography using a C18 reverse phase column.
【0028】PCR プライマーの組合せとして、下記の組合せを用いた以外
は、実施例1と同様の反応条件でPCRを行った。 プライマー(1) + プライマー(2) (e) + (f)PCR was performed under the same reaction conditions as in Example 1 except that the following combinations were used as combinations of PCR primers. Primer (1) + Primer (2) (e) + (f)
【0029】検出 実施例1と同様の方法で行った。Detection was carried out in the same manner as in Example 1.
【0030】コロニーハイブリダイゼーション試験 invE遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブ
を用いて、Grunsteinの方法(Grunstein, M. and Hogne
ss, D., Proc. Natl. Acad. Sci. 72, 3961(1975) )に
したがって行った。Colony hybridization test Using an oligonucleotide probe specific to the invE gene, the Grunstein method (Grunstein, M. and Hogne) was used.
ss, D., Proc. Natl. Acad. Sci. 72, 3961 (1975)).
【0031】結果 前述したように赤痢菌および腸管侵入性大腸菌のinv
E遺伝子は、すでに塩基配列が決定されており、本発明
のオリゴヌクレオチド、すなわち、プライマーがPCR
により増幅させるヌクレオチドの大きさは容易に推定で
きる。それによるとプライマー(e) と(f) の組合せで
は、293塩基(または293塩基対)の長さのヌクレ
オチドが増幅されてくるはずである。これらの推定値と
増幅されたヌクレオチドの長さが一致した場合、このプ
ライマーの組合せは、invE遺伝子中の標的としてい
る領域を正しく増幅しており、かつ、当該菌株はinv
E遺伝子を有していると判断した。被験菌株347株で
調べた結果を表3に示す。Results As described above, Shigella and enteroinvasive Escherichia coli inv
The base sequence of the E gene has already been determined, and the oligonucleotide of the present invention, that is, the primer is PCR
The size of the nucleotide to be amplified can be easily estimated. According to this, in the combination of the primers (e) and (f), a nucleotide having a length of 293 bases (or 293 base pairs) should be amplified. If the lengths of the amplified nucleotides match these estimates, the combination of primers correctly amplifies the targeted region in the invE gene and the strain is inv
It was determined to have the E gene. Table 3 shows the results obtained by examining the test strain 347 strains.
【0032】本発明のプライマーは、コロニーハイブリ
ダイゼーション試験で、invE遺伝子陽性と判断され
た菌株のDNAのみを増幅し、invE遺伝子陰性の菌
株DNAとは全く反応しなかった。すなわち、invE
遺伝子を正しく増幅し、invE遺伝子をもつ赤痢菌お
よび腸管侵入性大腸菌を正確に検出していることを示し
ている。The primer of the present invention amplified only the DNA of the strain determined to be positive for the invE gene in the colony hybridization test, and did not react at all with the DNA of the strain negative for the invE gene. That is, invE
This shows that the gene was correctly amplified, and Shigella and intestinal invasive Escherichia coli having the invE gene were correctly detected.
【0033】[0033]
【表3−1】 [Table 3-1]
【表3−2】 [Table 3-2]
【表3−3】 [Table 3-3]
【表3−4】 [Table 3-4]
【表3−5】 [Table 3-5]
【表3−6】 [Table 3-6]
【表3−7】 [Table 3-7]
【0034】[実験例2]実験例1で得られた結果がi
nvE遺伝子に対して、選択的なものかどうかを確かめ
るため、臨床検査において検査対象となる、赤痢菌およ
び腸管侵入性大腸菌以外の下痢症菌等の遺伝子について
本発明のプライマーが反応するかどうかを調べた。方法
は検体の調製法を除いて、実験例1で示したものと同じ
である。[Experimental Example 2] The result obtained in Experimental Example 1 is i
In order to confirm whether the primers are selective for the nvE gene, it is determined whether or not the primer of the present invention reacts with genes such as Shigella and diarrhea other than intestinal invasive Escherichia coli to be tested in clinical tests. Examined. The method is the same as that shown in Experimental Example 1 except for the method of preparing the specimen.
【0035】検体の調製 表4中に示した各菌株を実施例1の実験例2と同様の手
法で行った。Preparation of Specimens Each strain shown in Table 4 was prepared in the same manner as in Experimental Example 2 of Example 1.
【0036】結果 表4にプライマーの組合せにおける試験結果を示す。本
発明のプライマーの組合せは、赤痢菌および腸管侵入性
大腸菌のDNAを除いて、下痢症菌DNAをはじめとす
る種々のDNAについて、それらのDNAを増幅するこ
とはなかった。したがって、本発明のオリゴヌクレオチ
ド、すなわちプライマーは、invE遺伝子を有する菌
にのみ、選択的に反応するものと断言できる。Results Table 4 shows the test results for the combinations of primers. The primer combination of the present invention did not amplify various DNAs, including diarrhea DNA, except for DNAs of Shigella and enteroinvasive Escherichia coli. Therefore, it can be said that the oligonucleotide of the present invention, that is, the primer, selectively reacts only with the bacterium having the invE gene.
【0037】[0037]
【表4】 [Table 4]
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明では、PCR法を用いたこと、お
よび赤痢菌の一病原因子であるipaH、invE遺伝
子を標的とするプライマーを用いたことにより、志賀毒
素遺伝子を有する菌の検出において、遺伝子増幅作用に
よる高い検出感度と、2つ、あるいは、それ以上の数の
プライマーで反応が規定されることによる高い選択性と
が得られる。According to the present invention, the use of the PCR method and the use of primers targeting the inpaE and invE genes, which are one of the pathogenic factors of Shigella, enable the detection of bacteria having the Shiga toxin gene. High detection sensitivity due to the gene amplification effect and high selectivity due to the reaction being defined by two or more primers are obtained.
【0039】また、検出感度が高いので、多量の検体を
必要とせず、検体の前処理も簡便で済む。本発明におけ
る実施例では、反応時間3時間、検出にかかる操作が3
0分であった。そのうえ、検出にアガロースゲル電気泳
動法と臭化エチジウムによる核酸染色法を用いること
で、プライマー等を標識せずに検出が行える。しかも増
幅されたヌクレオチドの長さを確認できるので、試験結
果の信頼性は高いものとなる。Further, since the detection sensitivity is high, a large amount of the sample is not required, and the pretreatment of the sample can be simplified. In the embodiment of the present invention, the reaction time is 3 hours, and the operation for detection is 3 hours.
It was 0 minutes. Furthermore, by using agarose gel electrophoresis and nucleic acid staining with ethidium bromide for detection, detection can be performed without labeling primers or the like. Moreover, since the length of the amplified nucleotide can be confirmed, the reliability of the test result is high.
【0040】赤痢菌の検査には、発見患者の迅速・適切
な治療および防疫措置のために、遅滞のない正確な結果
が要求される。また、本発明は、赤痢菌の病原因子の一
つであるipaH、invE遺伝子を選択的に検出する
ものである。したがって、本発明により、起因菌として
の赤痢菌の検出を正確に行うことが可能となる。Inspection of Shigella requires accurate results without delay in order to promptly and appropriately treat the detected patients and take preventive measures. Further, the present invention selectively detects ipaH and invE genes, which are one of the pathogenic factors of Shigella. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately detect Shigella as the causative bacterium.
【0041】[0041]
配列番号(SEQ ID NO);1 配列の長さ 21塩基 配列の型 核酸 鎖の数 一本鎖 トポロジー 直鎖状 配列の種類 Genomic DNA ハイポセティカル配列 NO アンチセンス NO 起源 Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Shigella boydiiおよび Shigella sonnei 配列の特徴 特徴を決定した方法 S 配列 TGTATCACAGATATGGCATGCSEQ ID NO: 1 Sequence length 21 bases Sequence type Number of nucleic acid strands Single strand Topology Linear Sequence type Genomic DNA Hypothetical sequence NO Antisense NO Origin Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Characteristics of Shigella boydii and Shigella sonnei sequences Method of determining S sequence TGTATCACAGATATGCGCATGC
【0042】配列番号(SEQ ID NO);2 配列の長さ 20塩基 配列の型 核酸 鎖の数 一本鎖 トポロジー 直鎖状 配列の種類 Genomic DNA ハイポセティカル配列 NO アンチセンス NO 起源 Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Shigella boydiiおよび Shigella sonnei 配列の特徴 特徴を決定した方法 S 配列 TCCGGAGATTGTTCCATGTG Sequence number (SEQ ID NO); 2 Sequence length 20 bases Sequence type Number of nucleic acid strands Single strand Topology Linear Sequence type Genomic DNA Hypothetical sequence NO Antisense NO Origin Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Characteristics of Shigella boydii and Shigella sonnei sequences Method of determining S sequence TCCGGAGATTGTTCCATGTG
【0043】配列番号(SEQ ID NO);3 配列の長さ 22塩基 配列の型 核酸 鎖の数 一本鎖 トポロジー 直鎖状 配列の種類 Genomic DNA ハイポセティカル配列 NO アンチセンス NO 起源 Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Shigella boydiiおよび Shigella sonnei 配列の特徴 特徴を決定した方法 S 配列 CAAGATTTAACCTTCGTCAACCSequence number (SEQ ID NO); 3 Sequence length 22 bases Sequence type Number of nucleic acid strands Single strand Topology Linear Sequence type Genomic DNA Hypothetical sequence NO Antisense NO Origin Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Characteristics of Shigella boydii and Shigella sonnei Sequences Method of Characterization S Sequence CAAGATTTAACCTTCGTCAACC
【0044】配列番号(SEQ ID NO);4 配列の長さ 20塩基 配列の型 核酸 鎖の数 一本鎖 トポロジー 直鎖状 配列の種類 Genomic DNA ハイポセティカル配列 NO アンチセンス NO 起源 Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Shigella boydiiおよび Shigella sonnei 配列の特徴 特徴を決定した方法 S 配列 AGTTCTCGGATGCTATGCTCSEQ ID NO: 4 Sequence length 20 bases Sequence type Number of nucleic acid strands Single strand Topology Linear Sequence type Genomic DNA Hypothetical sequence NO Antisense NO Origin Shigella dysenteriae, Shigella flexneri,
Characteristics of Shigella boydii and Shigella sonnei Sequences Method of Characterization S Sequence AGTTCTCGGATGCTATGCTC
Claims (3)
enteriae,Shigella flexneri,Shigella boydii および
Shigella sonnei)および腸管侵入性大腸菌(enteroinv
asive Escherichia coli)に選択的に存在しているi
paH遺伝子をコードするヌクレオチド配列を標的と
し、そのヌクレオチド配列と相補的となるように化学合
成されたオリゴヌクレオチドであって、合成ヌクレオチ
ドが以下の配列の少なくとも連続した10塩基以上を含
むオリゴヌクレオチド (5’)−TGTATCACAGATATGGCATGC−(3’)・・(c) (5’)−TCCGGAGATTGTTCCATGTG−(3’)・・・(d) または対応する相補的配列からなることを特徴とするオ
リゴヌクレオチド。1. Shigella dys (Shigella dys) present in a sample
enteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii and
Shigella sonnei) and enteroinvasive Escherichia coli (enteroinv)
asive Escherichia coli)
An oligonucleotide which targets a nucleotide sequence encoding the paH gene and is chemically synthesized so as to be complementary to the nucleotide sequence, wherein the synthetic nucleotide comprises at least 10 consecutive nucleotides or more of the following sequence (5 (5) -TCCGGAGATTGTTCCATGTG- (3 ')... (D) or a corresponding complementary sequence.
enteriae,Shigella flexneri, Shigella boydii, およ
び Shigella sonnei)および腸管侵入性大腸菌(entero
invasiveEscherichia coli)に選択的に存在しているi
nvE遺伝子をコードするヌクレオチド配列を標的と
し、そのヌクレオチド配列と相補的となるように化学合
成されたオリゴヌクレオチドであって、合成ヌクレオチ
ドが以下の配列群の少なくとも連続した10塩基以上を
含むオリゴヌクレオチド (5’)−CAAGATTTAACCTTCGTCAACC−(3’) ・・・・(e) (5’)−AGTTCTCGGATGCTATGCTC−(3’) ・・・・・・(f) または対応する相補的配列からなることを特徴とするオ
リゴヌクレオチド。2. Shigella dys (Shigella dys) present in a specimen.
enteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii, and Shigella sonnei) and enteroinvasive E. coli (entero
invasive Escherichia coli)
An oligonucleotide which targets a nucleotide sequence encoding the nvE gene and is chemically synthesized so as to be complementary to the nucleotide sequence, wherein the synthetic nucleotide comprises at least 10 consecutive nucleotides or more of the following sequence group ( 5 ')-CAAGATTTAACCTTCGTCCAACC- (3') (e) (5 ')-AGTTCTCGGATGCTATGCTC- (3') (f) or a corresponding complementary sequence Oligonucleotides.
ゴヌクレオチドの配列のうちの一つを有するオリゴヌク
レオチドの配列を選択的に増幅させることを特徴とする
方法であって、 (a)検体中の1本の鎖状態の標的ヌクレオチド配列にプ
ライマーをハイブリダイズさせ、4種のヌクレオチドの
重合反応により鎖長反応を行わせ、 (b)得られた2本鎖ヌクレオチド配列を1本鎖に分離し
た場合、その相補鎖は他方のプライマーによる鎖長反応
の鋳型として機能し、 (c)これら2種のプライマーによる同時鎖長反応、鎖長
生成物の鋳型からの分離、そして新たなプライマーによ
るハイブリダイゼーションを繰り返すことにより、特定
のヌクレオチド配列を増幅させ、検出し、 (d)その結果、前記検体中に認識されるべき配列が存在
しているか否かを判定することで、赤痢菌の検出を行う
ことを特徴とする方法。3. A method comprising selectively amplifying a sequence of an oligonucleotide having one of the sequences of the oligonucleotides according to claims 1 and 2, wherein a) A primer is hybridized to a target nucleotide sequence in a single strand state in a sample, and a chain length reaction is carried out by a polymerization reaction of four nucleotides. (b) One double-stranded nucleotide sequence obtained is obtained. When separated into strands, the complementary strand functions as a template for the chain reaction with the other primer, (c) simultaneous chain length reaction with these two primers, separation of the chain length product from the template, and new By repeating the hybridization with the primers, a specific nucleotide sequence is amplified and detected. (D) As a result, it is determined whether or not the sequence to be recognized exists in the sample. It is a method which is characterized in that the detection of Shigella that.
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