JPH11127862A - Detection of target nucleic acid - Google Patents

Detection of target nucleic acid

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JPH11127862A
JPH11127862A JP9300943A JP30094397A JPH11127862A JP H11127862 A JPH11127862 A JP H11127862A JP 9300943 A JP9300943 A JP 9300943A JP 30094397 A JP30094397 A JP 30094397A JP H11127862 A JPH11127862 A JP H11127862A
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JP
Japan
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nucleic acid
hybrid
target nucleic
sample
labeling
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JP9300943A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Suzuki
智博 鈴木
Hisashi Okamoto
尚志 岡本
Nobuko Yamamoto
伸子 山本
Mitsuhiko Shiotani
光彦 塩谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply detect the presence or absence of the hybrid of a target nucleic acid with a probe nucleic acid by using as a labeling system a plural kinds of labeled substances which are interacted with each other in the coexistence of the hybrid. SOLUTION: This method for detecting a target nucleic acid comprises binding through a linker at least two kinds of labeled substances (e.g. a combination of an electron donor with an electron acceptor) capable of interacting with each other by a phenomenon in which electrons flow in the double spiral structure in the coexistence of the hybrid, thus preparing a labeled unit, adding a probe nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence of a target nucleic acid to a sample, leaving the mixture under a condition capable of forming the hybrid of the target nucleic acid with the probe nucleic acid, mixing the prepared labeled unit with the sample in which the hybrid may be formed, detecting the presence or absence of a change based on the interaction of at least one of the labeled substances in the labeled unit, and thereby detecting the presence or absence of the hybrid in the sample.

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】本発明は特定の塩基配列を有
する標的核酸を検出する技術に関する。
The present invention relates to a technique for detecting a target nucleic acid having a specific base sequence.

【0002】[0002]

【従来の技術】特定の塩基配列を有する標的核酸の検出
方法としては、これまで様々な技術が提案されてきてお
り、一部実用化されているものもある。最も代表的な技
術は、DNAプローブを用いた固相ハイブリダイゼーシ
ョン法である。固相ハイブリダイゼーション法の問題点
としては、固相への標的核酸もしくはプローブ核酸のト
ラップの効率が悪い、標的核酸とハイブリッドを形成し
たプローブ核酸と、ハイブリッドを形成しなかったプロ
ーブ核酸を分離する処理(B/F分離)が必要である、
またB/F分離の際の洗浄の条件に厳密性を要求される
等の点が挙げられ、これらの問題点を解決すべく数多く
の技術の提案がなされてきている。その例としては、プ
ローブ核酸が標的核酸の一本鎖とハイブリッドを形成し
た際に、蛍光物質を標識したプローブの蛍光の偏向特性
が変化することを利用した蛍光偏向解消法、同様に、ス
ピンラベルしたESR(電子スピン共鳴)特性が変化す
ることを利用するスピン解消法等が挙げられる。
2. Description of the Related Art Various techniques for detecting a target nucleic acid having a specific base sequence have been proposed so far, and some of them have been put to practical use. The most typical technique is a solid phase hybridization method using a DNA probe. The problem with the solid-phase hybridization method is that the efficiency of trapping the target nucleic acid or the probe nucleic acid on the solid phase is low, and the process of separating the probe nucleic acid hybridized with the target nucleic acid from the probe nucleic acid not hybridized (B / F separation) is required,
In addition, strictness is required for the washing conditions at the time of B / F separation, and many techniques have been proposed to solve these problems. Examples of such a method include a fluorescence depolarization method that utilizes a change in the polarization characteristic of the fluorescence of a probe labeled with a fluorescent substance when a probe nucleic acid forms a hybrid with a single strand of a target nucleic acid. And a spin elimination method utilizing the fact that the ESR (electron spin resonance) characteristics change.

【0003】また近年では、プローブ核酸が標的核酸と
ハイブリッドを形成した際に、プローブ核酸の両末端に
結合した蛍光物質が立体的に近い位置に配置され、その
近接効果で、一方の蛍光物質を励起した場合に、他方の
蛍光物質にエネルギーが移動し、その結果後者の蛍光物
質が発光することを利用したエネルギー移動法が提案さ
れており、これに類する技術に関する特許出願も多い。
In recent years, when a probe nucleic acid forms a hybrid with a target nucleic acid, a fluorescent substance bonded to both ends of the probe nucleic acid is arranged at a position three-dimensionally close to each other. An energy transfer method utilizing the fact that energy is transferred to the other fluorescent substance when excited, and as a result the latter fluorescent substance emits light, has been proposed, and there are many patent applications relating to similar techniques.

【0004】また、近年核酸の二重らせん構造内部の、
核酸塩基対のつながりの中を電子が比較的流れやすいと
いう報告があり(J.Am.Chem.Soc.199
2,114,3656−3660)、それを利用して、
例えば、プローブ核酸が標的核酸とハイブリッドを形成
した際に、プローブ核酸の一方の末端に結合した電子供
与体から他方の末端に結合した電子受容体に電子が移動
し、その結果としての電子供与体及び電子受容体の少な
くとも一方の変化を検出することにより、標的核酸の存
在を検出する方法が特開平6−153999号公報に開
示されている。
[0004] In recent years, the double helix structure of nucleic acids has
There is a report that electrons are relatively easy to flow through the connection of nucleic acid base pairs (J. Am. Chem. Soc. 199).
2,114,3656-3660),
For example, when a probe nucleic acid hybridizes with a target nucleic acid, electrons transfer from an electron donor attached to one end of the probe nucleic acid to an electron acceptor attached to the other end, resulting in an electron donor. JP-A-6-153999 discloses a method for detecting the presence of a target nucleic acid by detecting a change in at least one of an electron acceptor and an electron acceptor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ここでハイブリッド体
の有無の正確な検出、さらにはハイブリッド体中のミス
マッチの正確な検出の為には電子供与体と電子受容体と
の距離を制御することが好ましい。そして該電子供与体
と電子受容体との距離を制御する具体的な方法として
は、例えばこれらの物質をプローブ核酸の所定の位置に
各々結合させておく方法がある。しかしこの方法におい
ては、各塩基配列に対応したプローブ核酸それぞれに対
し、電子供与体あるいは電子受容体などの標識物質を結
合しなくてはならないことにある。プローブ核酸は検出
におけるターゲットである標的核酸の認識すべき塩基配
列に対して相補的な塩基配列を持つ必要があることか
ら、標的核酸が異なればそれに対応したプローブ核酸の
塩基配列もその都度変えなければならない。プローブ核
酸に標識物質を結合するには様々な方法があり、プロー
ブ核酸の結合に望ましい位置、化学構造、標識物質の化
学構造に応じて結合操作における難易度も様々である
が、特に、プローブ核酸の二ヶ所以上にそれぞれ異なる
物質を結合する場合には難しさも当然増してくることに
なる。このプローブ核酸の合成を標的核酸の各塩基配列
ごとに行うことは非常に手間のかかる操作となり、それ
にともなう検出コストも上昇することになる。
Here, in order to accurately detect the presence or absence of a hybrid, and also to accurately detect a mismatch in the hybrid, it is necessary to control the distance between the electron donor and the electron acceptor. preferable. As a specific method for controlling the distance between the electron donor and the electron acceptor, for example, there is a method in which these substances are respectively bound to predetermined positions of the probe nucleic acid. However, in this method, a labeling substance such as an electron donor or an electron acceptor must be bound to each probe nucleic acid corresponding to each base sequence. Since the probe nucleic acid must have a base sequence complementary to the base sequence to be recognized by the target nucleic acid to be detected in the detection, if the target nucleic acid is different, the base sequence of the corresponding probe nucleic acid must be changed each time. Must. There are various methods for binding a labeling substance to a probe nucleic acid, and the degree of difficulty in the binding operation varies depending on the desired position for binding the probe nucleic acid, the chemical structure, and the chemical structure of the labeling substance. If different substances are combined at two or more locations, the difficulty will naturally increase. Performing the synthesis of the probe nucleic acid for each base sequence of the target nucleic acid is a very laborious operation, and the detection cost is also increased accordingly.

【0006】本発明の目的は、上述した少なくとも2種
の標識物質から標識系を形成して、標的核酸とプローブ
核酸とのハイブリッド体を検出する方法における上述し
た問題点を解決することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a method for detecting a hybrid of a target nucleic acid and a probe nucleic acid by forming a labeling system from at least two kinds of labeling substances described above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の検出方法は、サ
ンプル中の標的核酸とプローブ核酸とのハイブリッド体
の存在の有無を検出する方法であって、ハイブリッド体
との共存下においてその二重らせん構造中を電子が流れ
る現象によって相互作用可能である第1及び第2の標識
物質を、リンカーを介して結合した標識化ユニットを用
意する工程;該標的核酸の塩基配列と相補的な塩基配列
を有するプローブ核酸を該サンプル中に加え、次いで該
サンプルを該標的核酸と該プローブ核酸とがハイブリッ
ド体を形成可能な条件下に置く工程;及び該ハイブリッ
ド体が形成されている可能性のあるサンプルと該標識化
ユニットを混合し、該標識化ユニットの第1の標識物質
及び第2の標識物質の少なくとも一方の該相互作用に基
づく変化の有無を検出し、該サンプル中のハイブリッド
体の存在の有無を検出する工程、を有することを特徴と
する。
The detection method of the present invention is a method for detecting the presence or absence of a hybrid of a target nucleic acid and a probe nucleic acid in a sample. Preparing a labeling unit in which a first and a second labeling substance capable of interacting with each other by a phenomenon in which electrons flow in a helical structure are connected via a linker; a base sequence complementary to the base sequence of the target nucleic acid Adding to the sample a probe nucleic acid having the formula: and then subjecting the sample to conditions under which the target nucleic acid and the probe nucleic acid can form a hybrid; and a sample in which the hybrid may be formed And the labeling unit are mixed, and the presence or absence of a change based on the interaction of at least one of the first labeling substance and the second labeling substance of the labeling unit is determined. Out, and having a step, of detecting the presence or absence of hybrid in the sample.

【0008】本発明の方法は、プローブ核酸に標識物質
を予め結合させた状態でこれを標的核酸に作用させる代
りに、プローブ核酸と標的核酸とのハイブリッド体を形
成させた後に、リンカーで連結した少なくとも2種の標
識物質を該ハイブリッド体に作用させて、これを検出す
るものであり、本発明によれば、各プローブ核酸ごとに
標識物質を選定して、結合させるという煩雑な操作を省
略して、操作の簡便化と測定効率の簡便化を図ることが
可能となる。
According to the method of the present invention, instead of allowing the probe nucleic acid to act on the target nucleic acid in a state in which the labeling substance is previously bound, a hybrid substance of the probe nucleic acid and the target nucleic acid is formed and then linked with a linker. According to the present invention, a complicated operation of selecting and binding a labeling substance for each probe nucleic acid is omitted. As a result, the operation can be simplified and the measurement efficiency can be simplified.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明において用いられる標識物
質は、リンカーで結合された状態で標的核酸とプローブ
核酸とのハイブリッド体の検出に用いられる。この標識
物質としては、少なくとも2種の物質で、これらの物質
間における電子移動に伴って検出可能な変化を生じるこ
とのできる標識系を形成できるものを用いることができ
る。例えば、電子供与体と電子受容体の組合せなどを用
いることができる。電子供与体及び電子受容体として
は、これらの機能を有する各種色素を挙げることができ
る。具体例としては、リンカーの両末端に電子供与性の
色素(ドナー)と電子受容性の色素(アクセプター)を
結合させておき、ドナーからアクセプターへの電子の移
動を、光励起によるドナー色素の消光現象あるいはアク
セプター色素の発光現象により検出する方法が挙げられ
る。更に、TEMPO(2,2,6,6−tetram
ethyl−piperidinyloxy;free
radical)のようなスピントラップ剤を用いて
電子の移動を捕らえてこれを検出する方法も利用でき
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The labeling substance used in the present invention is used for detecting a hybrid of a target nucleic acid and a probe nucleic acid in a state of being bound with a linker. As the labeling substance, at least two kinds of substances that can form a labeling system capable of producing a detectable change in accordance with electron transfer between these substances can be used. For example, a combination of an electron donor and an electron acceptor can be used. Examples of the electron donor and the electron acceptor include various dyes having these functions. As a specific example, an electron-donating dye (donor) and an electron-accepting dye (acceptor) are bonded to both ends of a linker, and the transfer of electrons from the donor to the acceptor is caused by photoexcitation of the donor dye. Alternatively, there is a method of detecting by a light emission phenomenon of an acceptor dye. Furthermore, TEMPO (2,2,6,6-tetram)
ethyl-piperidinyloxy; free
A method of capturing and detecting the movement of electrons by using a spin trapping agent such as a radical trap may be used.

【0010】本発明におけるリンカーは、複数の標識物
質を連結した状態で検出系へ添加するための標識化ユニ
ットの骨格を形成するもので、このリンカー自体を介し
て電子移動が生じないものであって、しかも、ハイブリ
ッド体の二重らせん構造との標識物質が結合した状態に
おいて、検出に必要な変化をハイブリッド体を介した電
子移動によって生じる程度に適当な間隔で複数の標識物
質を連結できるような材質及び構造を有するものが利用
される。
The linker in the present invention forms a skeleton of a labeling unit for adding a plurality of labeling substances to the detection system in a linked state, and does not cause electron transfer via the linker itself. Moreover, in a state where the labeling substance is bound to the double helix structure of the hybrid, a plurality of labeling substances can be linked at appropriate intervals to such an extent that a change required for detection is caused by electron transfer through the hybrid. Those having various materials and structures are used.

【0011】なお、本発明で利用される標識物質間での
電子移動による変化は、標識化ユニットがハイブリッド
体に結合していない状態と、結合している状態との間で
検出可能な程度に十分なものであればよく、標識化ユニ
ットがハイブリッド体に結合して初めて電子移動が可能
となるような標識物質の組合せを用いるのが、検出精度
を高める上でより好ましい。
[0011] The change due to electron transfer between the labeling substances used in the present invention can be detected between a state in which the labeling unit is not bound to the hybrid and a state in which the labeling unit is bound to the hybrid. It is sufficient if it is sufficient, and it is more preferable to use a combination of labeling substances that enables electron transfer only after the labeling unit binds to the hybrid in order to enhance detection accuracy.

【0012】標識物質をリンカーで連結して形成した標
識化ユニットは、標的核酸、プローブ核酸、及び標的核
酸とプローブ核酸とのハイブリッド体が可溶な溶媒に可
溶であることが望ましく、この溶媒としては、例えば、
核酸等の生体分子を取り扱う際と同様の、水系の緩衝液
を好適に用いることができる。
The labeling unit formed by linking a labeling substance with a linker is preferably soluble in a solvent in which the target nucleic acid, the probe nucleic acid, and the hybrid of the target nucleic acid and the probe nucleic acid are soluble. For example,
An aqueous buffer similar to that used when handling biomolecules such as nucleic acids can be suitably used.

【0013】リンカーの構造は、上記の条件を満たすも
のであれば特に限定されず、例えば、単一または複数の
構成要素からなるオリゴマーまたはポリマー等を用いる
ことができる。リンカーを構成する要素としては、アミ
ノ酸、リン酸、ヌクレオチド、糖、エステル、グリコー
ル、イミド等が挙げられるが、ハイブリッド体との反応
の条件を考慮すれば、水溶性の化合物であることが望ま
しい。特に、α−ヘリックス構造を有する水溶性のペプ
チドは、長さを安定に維持でき、また、標識物質の向き
(配向)もある程度制御できることから、より望まし
い。
The structure of the linker is not particularly limited as long as it satisfies the above conditions. For example, an oligomer or a polymer comprising a single or a plurality of constituent elements can be used. Elements constituting the linker include amino acids, phosphoric acids, nucleotides, sugars, esters, glycols, imides, and the like, and are preferably water-soluble compounds in consideration of the reaction conditions with the hybrid. In particular, a water-soluble peptide having an α-helical structure is more preferable because it can maintain the length stably and can control the direction (orientation) of the labeling substance to some extent.

【0014】リンカーと標識物質の結合には、種々の結
合様式が利用可能であり、例えば、アミド結合、エステ
ル結合及びチオエーテル結合等を挙げることができる。
リンカーの好ましい長さとしては、二本鎖DNAの15
〜20塩基対に相当する50Å程度を挙げることができ
る。
Various bonding modes can be used for bonding the linker and the labeling substance, and examples thereof include an amide bond, an ester bond, and a thioether bond.
The preferred length of the linker is 15 double-stranded DNA.
About 50 ° corresponding to に 20 base pairs.

【0015】リンカーに結合した標識物質のハイブリッ
ド体との結合様式は、少なくとも一つの標識物質がハイ
ブリッド体に測定に必要な程度で安定に結合し、その結
果として、少なくとも二つの標識物質間で二重らせん構
造を介した電子移動が可能な状態になる結合様式であれ
ばよく、特に限定されない。物質と二重らせん構造との
結合様式としては、物質が二重らせんの塩基対間に挿入
されるインターカレーションと二重らせん構造によって
形成されている溝に物質が入り込むグルーブバインディ
ングが一般的に知られている。本発明においても、標識
物質と二重らせん構造を有するハイブリッド体との結合
様式として、結合の安定性性等を考慮すると、これらイ
ンターカレーションあるいはグルーブバインディングが
望ましい。
[0015] The binding mode of the labeling substance bound to the linker with the hybrid is such that at least one labeling substance is stably bound to the hybrid to the extent necessary for measurement, and as a result, at least two labeling substances are bound to each other. The binding mode is not particularly limited as long as it is a binding mode in which electron transfer via the heavy helical structure is possible. In general, the mode of binding between a substance and a double helix structure is intercalation, in which the substance is inserted between base pairs of the double helix, and groove binding, in which the substance enters a groove formed by the double helix structure. Are known. Also in the present invention, these intercalations or groove bindings are desirable as a binding mode between the labeling substance and the hybrid having a double helix structure, in consideration of the stability of the binding and the like.

【0016】標的核酸が二本鎖核酸である場合において
は、片方の一本鎖とプローブ核酸とでハイブリッドを形
成させた後、標識物質を結合させたリンカーと反応させ
るが、その際、このリンカーがハイブリッド体以外の反
応系中に含まれる二本鎖に非特異的に結合して検出に支
障をきたすような場合には、標的核酸を一本鎖化して用
いるとよい。また、標的核酸がRNAなどの一本鎖核酸
ある場合にはこのような問題を考慮する必要はない。
When the target nucleic acid is a double-stranded nucleic acid, a hybrid is formed between one of the single-stranded nucleic acids and the probe nucleic acid, and then reacted with a linker to which a labeling substance is bound. In the case where is detected by non-specifically binding to a double strand contained in a reaction system other than the hybrid and hinders detection, the target nucleic acid may be used as a single strand. When the target nucleic acid is a single-stranded nucleic acid such as RNA, it is not necessary to consider such a problem.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 実施例1 [1]ルテニウム錯体及びロジウム錯体を結合したペプ
チドの合成 (1)Ru(phen)2phen’2+の合成 ルテニウム錯体Ru(phen)2phen’2+の合成
は、A.M.Pyleら(J.Am.Chem.So
c.1989,111,3051−3058を参考に合
成を行った。ここで、phenは1,10−フェナンス
ロリン(phenanthroline)を示し、ph
en’は5−アミノ−1,10−フェナンスロリンを示
す。 (2)固相法によるロジウム錯体を末端に持つペプチド
の合成 末端にロジウム錯体[Rh(phi)2phen]を有
するペプチドはNiranjan Y.Sardesa
iら(Bioconjugate Chem.199
5,6,302−312)に従って合成した。ここでp
hiはフェナンスレンキノン ジイミンを示す。この文
献に従い、樹脂上において、Fmoc固相ペプチド合成
法により以下の24のアミノ酸からなる配列(配列番
号:1)を有するペプチドを合成した後、末端のアミノ
基にグルタル酸を介してロジウム錯体を結合させた。 NH2−Ala-Lys-Leu-Gln-Lys-Ala-Ala-Leu-Ala-Leu-Ala
-Gln-Lys-Ile-Ala-Ala-Lys-Leu-Val-Ala-Ala-Leu-Lys-G
ly−樹脂 なお、ペプチドを構成するアミノ酸はペプチドが両親媒
性となるように疎水性のアミノ酸と親水性のアミノ酸を
分離配置した。 (3)ペプチドの樹脂からの切り出し 樹脂からのペプチドの切り出しも先に引用したNira
njan Y.Sardesaiらの文献に従って行っ
た。切り出した後、高速液体クロマトグラフィー(HP
LC)にて精製を行い、凍結乾燥により目的物を回収し
た。切り出したペプチドのC−末端のカルボン酸基への
ルテニウム錯体との結合は、DMF(ジメチルホルムア
ミド)中でDCCカップリング反応を行うことにより行
った。ここでDCCはジシクロヘキシルカルボジイミド
を示す。ルテニウム錯体とDCC関連試薬(DCC及び
1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)大過剰の条件でカ
ップリング反応を行い、逆相カラムを用いたHPLCを
用いて精製を行った後、凍結乾燥によりこれを回収し
た。 (4)合成したペプチドのα−ヘリックス形成 合成したロジウム錯体及びルテニウム錯体をペプチドで
連結した標識化ユニットの円偏光二色性スペクトルを1
mMリン酸緩衝液(pH7.0)/145mMNaCl
/5 mM KCl中で測定した結果220nm付近に
負のピークがあり、標識化ユニットを構成するペプチド
がリン酸緩衝液中でα−ヘリックス構造をとっているこ
とが確認された。 [2]オリゴヌクレオチドの合成 標的DNAとしてのM13mp18DNA(一本鎖)の
一部と相補的な以下の塩基配列を有する一本鎖DNAを
常法により合成し、HPLCにより純度を確認してから
プローブ核酸として使用した。 5’−GTTGTAAAACGACGGCCAGT−
3’(配列番号:2) [3]オリゴヌクレオチドとM13mp18DNAとの
ハイブリッド形成反応 上記の20量体プローブ核酸の0.2μMと、各濃度の
M13mp18DNA(宝酒造社製)を1mMリン酸緩
衝液(pH7.0)/145mM NaCl/5 mM
KCl中で80℃まで加熱し、その後、徐々に冷却し
て室温まで温度を下げて、部分的に二本鎖を有するハイ
ブリッド体を作製した。次に、得られたハイブリッド体
に、先に合成した標識化ユニットを最終濃度が0.2μ
Mとなるように加えた。 [4]蛍光強度の測定 蛍光強度の測定は、日立製作所 分光蛍光光度計 F−
4010を用いて行った。測定には人工石英のセルを使
用し、プローブ核酸と標識化ユニットの濃度を固定し、
標的核酸の濃度を0Mから0.25μMまで0.05μ
Mずつ変化させ各濃度におけるルテニウム錯体の蛍光強
度の変化を測定した。なお、ルテニウム錯体の励起波長
は450nmであり、600nmにおける蛍光強度を測
定した。図1に各濃度における蛍光強度比(標的核酸を
含有しない場合(0M)での蛍光強度を1とした場合の
強度比)を示す。図1から、標的核酸であるM13mp
18DNAの濃度が増えるに従って、ルテニウム錯体か
らの蛍光が弱まる様子がわかる。これは、ハイブリッド
体に標識化ユニットが結合した結果、二本鎖DNA内部
を電子が流れたことによるものである。このことによ
り、プローブ核酸と標的核酸のハイブリッド体が標識化
ユニットによって検出されたことになる。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Example 1 [1] Synthesis of peptide bound to ruthenium complex and rhodium complex (1) Synthesis of Ru (phen) 2 phen ' 2+ The synthesis of ruthenium complex Ru (phen) 2 phen' 2+ was described in A. M. Pyle et al. (J. Am. Chem. So
c. Synthesis was performed with reference to 1989, 111, 3051-3058. Here, phen indicates 1,10-phenanthroline,
en 'represents 5-amino-1,10-phenanthroline. (2) Synthesis of Peptide Having Rhodium Complex at Terminal by Solid Phase Method Peptide having a rhodium complex [Rh (phi) 2 phen] at a terminal is described by Niranjan Y. Sardesa
i et al. (Bioconjugate Chem. 199).
5, 6, 302-312). Where p
hi indicates phenanthrenequinone diimine. According to this document, a peptide having a sequence consisting of the following 24 amino acids (SEQ ID NO: 1) is synthesized on a resin by the Fmoc solid-phase peptide synthesis method, and a rhodium complex is added to the terminal amino group via glutaric acid. Combined. NH 2 -Ala-Lys-Leu-Gln-Lys-Ala-Ala-Leu-Ala-Leu-Ala
-Gln-Lys-Ile-Ala-Ala-Lys-Leu-Val-Ala-Ala-Leu-Lys-G
ly-resin In addition, the amino acids constituting the peptide were separated from the hydrophobic amino acid and the hydrophilic amino acid so that the peptide became amphiphilic. (3) Excision of Peptide from Resin Peptide extraction from peptide was also performed by Nira
njan Y. This was performed according to Sardesai et al. After cutting out, high performance liquid chromatography (HP
LC), and the desired product was recovered by freeze-drying. The coupling of the cleaved peptide with the ruthenium complex to the C-terminal carboxylic acid group was performed by performing a DCC coupling reaction in DMF (dimethylformamide). Here, DCC indicates dicyclohexylcarbodiimide. The coupling reaction was carried out under the condition of a large excess of the ruthenium complex and the DCC-related reagents (DCC and 1-hydroxybenzotriazole), purification was carried out using HPLC using a reversed-phase column, and then this was recovered by freeze-drying. (4) Formation of α-helix of synthesized peptide The circular dichroism spectrum of the labeled unit obtained by linking the synthesized rhodium complex and ruthenium complex with a peptide is 1
mM phosphate buffer (pH 7.0) / 145 mM NaCl
As a result of measurement in / 5 mM KCl, a negative peak was observed at around 220 nm, and it was confirmed that the peptide constituting the labeling unit had an α-helix structure in the phosphate buffer. [2] Synthesis of oligonucleotide A single-stranded DNA having the following base sequence complementary to a part of M13mp18 DNA (single-stranded) as a target DNA is synthesized by a conventional method, and the purity is confirmed by HPLC. Used as nucleic acid. 5'-GTTGTAAAACGACGGCCAGT-
3 ′ (SEQ ID NO: 2) [3] Hybridization reaction between oligonucleotide and M13mp18 DNA 0.2 μM of the above 20-mer probe nucleic acid and M13mp18 DNA (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) at each concentration were added to a 1 mM phosphate buffer (pH 7). .0) / 145 mM NaCl / 5 mM
The mixture was heated to 80 ° C. in KCl, and then gradually cooled to lower the temperature to room temperature to produce a hybrid having a partially double-stranded structure. Next, the previously synthesized labeled unit was added to the obtained hybrid at a final concentration of 0.2 μm.
M was added. [4] Measurement of fluorescence intensity Measurement of fluorescence intensity was performed by using a spectrofluorometer F-
4010. Using an artificial quartz cell for the measurement, fixing the concentration of the probe nucleic acid and the labeling unit,
The concentration of the target nucleic acid is 0.05 μM from 0 M to 0.25 μM
The change in the fluorescence intensity of the ruthenium complex at each concentration was measured while changing the amount by M. The excitation wavelength of the ruthenium complex was 450 nm, and the fluorescence intensity at 600 nm was measured. FIG. 1 shows the fluorescence intensity ratio at each concentration (the intensity ratio when the fluorescence intensity when the target nucleic acid is not contained (0M) is 1). FIG. 1 shows that the target nucleic acid M13mp
It can be seen that the fluorescence from the ruthenium complex weakens as the concentration of 18DNA increases. This is because electrons flow inside the double-stranded DNA as a result of the binding of the labeling unit to the hybrid. This means that the hybrid of the probe nucleic acid and the target nucleic acid has been detected by the labeling unit.

【0018】実施例2 プローブ核酸として以下の配列のものを用いる以外は実
施例1と同様にして、各標的核酸濃度における蛍光強度
の変化を調べた。 5’−GTTGTAAAAGGACGGCCAGT−
3’(配列番号:3) この配列は、実施例1の配列と1塩基異なっており、M
13mp18DNAとはミスマッチするように設計され
ているものである。得られた結果を図1に示す。図をみ
ると実施例1で見られたような大きな消光現象は認めら
れず、標的核酸の濃度を増やしても蛍光強度に大きな変
化は見られなかった。この結果は、プローブ核酸と標的
核酸の間にミスマッチが生じて正確な二本鎖が形成され
ず、ハイブリッド体を介して電子の移動が起らなかった
ことによるものといえる。
Example 2 A change in fluorescence intensity at each target nucleic acid concentration was examined in the same manner as in Example 1 except that the probe nucleic acid having the following sequence was used. 5'-GTTGTAAAAGGACGGCCAGT-
3 ′ (SEQ ID NO: 3) This sequence differs from the sequence of Example 1 by one base,
13mp18 DNA is designed to be mismatched. The results obtained are shown in FIG. As shown in the figure, no large quenching phenomenon as observed in Example 1 was observed, and no significant change was observed in the fluorescence intensity even when the concentration of the target nucleic acid was increased. This result can be attributed to the mismatch between the probe nucleic acid and the target nucleic acid, preventing the formation of an accurate double strand and the transfer of electrons through the hybrid.

【0019】実施例3 プローブ核酸として以下の配列を有するものを用いる以
外は実施例1と同様にして各標的核酸濃度における蛍光
強度の変化を調べた。 5’−TATATAAAATATATATATAT−
3’(配列番号:4) 得られた結果を図1に示す。図をみると、実施例2と同
様、消光現象は認められず、標的核酸の濃度を増やして
も大きな変化は見られなかった。この結果は、プローブ
核酸の標的核酸に対する相補性が低いために正確な二本
鎖が形成されず、電子の移動が起らなかったことによる
ものといえる。
Example 3 A change in fluorescence intensity at each target nucleic acid concentration was examined in the same manner as in Example 1 except that a probe nucleic acid having the following sequence was used. 5'-TATATAAAATADATATADATA-
3 ′ (SEQ ID NO: 4) The results obtained are shown in FIG. As shown in the figure, as in Example 2, no quenching phenomenon was observed, and no significant change was observed even when the concentration of the target nucleic acid was increased. This result can be attributed to the fact that the probe nucleic acid had low complementarity to the target nucleic acid, so that an accurate double strand was not formed and no electron transfer occurred.

【0020】実施例4 標識化ユニットによるmRNAの検出 [1]オリゴヌクレオチドの合成 ヒトβ2アドレナリン作用受容体mRNAの塩基配列の
一部分に相補的な以下の塩基配列を有する22量体のプ
ローブ核酸を常法により合成した。 5’−ATGCTGGCCGTGACGCACAGCA
−3’(配列番号:5) [2]mRNAの合成 常法によりヒトβ2アドレナリン作用受容体cDNAか
らT7RNAポリメレースを用いてヒトβ2アドレナリ
ン作用受容体mRNAを合成し、DNase処理後精製
した。 [3]プローブ核酸とmRNAとのハイブリッド形成反
応 上記で合成した22量体オリゴヌクレオチドの0.2μ
Mと、ヒトβ2アドレナリン作用受容体mRNAの0.
2μMを1mMリン酸緩衝液(pH7.0)/145m
M NaCl/5 mM KCl中で80℃まで加熱
し、その後、徐々に冷却して室温まで温度を下げて部分
的に二本鎖核酸を有するハイブリッド体を作製した。
Example 4 Detection of mRNA Using a Labeling Unit [1] Synthesis of Oligonucleotide A 22-mer probe nucleic acid having the following base sequence complementary to a part of the base sequence of human β2-adrenergic receptor mRNA was prepared. It was synthesized by the method. 5'-ATGCTGGCCGTGACGCACAGCA
-3 '(SEQ ID NO: 5) [2] from human β2 adrenergic receptor cDNA using T 7 RNA polymerase synthesizes the human β2 adrenergic receptor mRNA by combining a conventional method of mRNA, and purified after DNase treatment. [3] Hybridization reaction between probe nucleic acid and mRNA 0.2 μm of the 22-mer oligonucleotide synthesized above
M and 0.M of human β2 adrenergic receptor mRNA.
2 μM in 1 mM phosphate buffer (pH 7.0) / 145 m
The mixture was heated to 80 ° C. in M NaCl / 5 mM KCl, and then gradually cooled to lower the temperature to room temperature to produce a hybrid having a partially double-stranded nucleic acid.

【0021】このハイブリッド体に対して、実施例1と
同様にして、蛍光強度の測定を行うと、mRNAが存在
しない時に比べてルテニウム錯体の蛍光強度が大きく減
少した。このことは実施例1と同様ハイブリッド体に金
属錯体を有する標識ユニットが結合した結果、二本鎖D
NA内部を電子が流れたことによるものである。これに
より、特定の塩基配列を有するmRNAが検出できたこ
とになる。
When the fluorescence intensity of this hybrid was measured in the same manner as in Example 1, the fluorescence intensity of the ruthenium complex was greatly reduced as compared with the case where no mRNA was present. This is because the labeling unit having the metal complex bound to the hybrid as in Example 1
This is because electrons flow inside the NA. This means that mRNA having a specific base sequence was detected.

【0022】実施例5 以下の配列を有するプローブ核酸を用いる以外は実施例
4と同様にして、各標的核酸濃度における蛍光強度の変
化を調べた。 5’−CGATAAATCAGCATTGCTATTT
−3’(配列番号:6) なお、このプローブ核酸の配列はヒトβ2アドレナリン
作用受容体mRNAの塩基配列と相補的なものではな
い。この塩基配列を有するプローブ核酸を用いた場合で
は、実施例4のような消光現象は認められず、標識化ユ
ニットのみを用いて測定した場合と同じ蛍光強度が測定
された。この結果は、プローブ核酸の塩基配列が標的核
酸に対して相補的でないために、二本鎖核酸が形成され
ず、二本鎖核酸を介した電子移動によるルテニウム錯体
の消光現象が起らなかったためであるといえる。
Example 5 A change in fluorescence intensity at each target nucleic acid concentration was examined in the same manner as in Example 4 except that a probe nucleic acid having the following sequence was used. 5'-CGATAAATCAGCATTGCTATTT
-3 '(SEQ ID NO: 6) The sequence of this probe nucleic acid is not complementary to the nucleotide sequence of human β2-adrenergic receptor mRNA. When the probe nucleic acid having this base sequence was used, the quenching phenomenon as in Example 4 was not observed, and the same fluorescence intensity was measured as when measured using only the labeling unit. This result is because a double-stranded nucleic acid was not formed because the base sequence of the probe nucleic acid was not complementary to the target nucleic acid, and the quenching phenomenon of the ruthenium complex due to electron transfer through the double-stranded nucleic acid did not occur. You can say that.

【0023】実施例6 [1]ルテニウム錯体、ピレン、TEMPOを結合した
ペプチドの合成 (1)Ru(phen)2phen''2+の合成 ルテニウム錯体Ru(phen)2phen''2+は、
A.M.Pyleら(J.Am.Chem.Soc.1
989,111,3051−3058を参考に合成し
た。ここで、phenは1,10−フェナンスロリン
(phenanthroline)を示し、phen''
は5−(アミノグルタリル)−1,10−フェナンスロ
リン[5−(aminoglutaryl)−1,10
−phenanthroline]を示す。また、ph
en''の合成は、Niranjan Y.Sardes
aiら(Bioconjugate Chem.199
5,6,302−312)に従って行った。 (2)ペプチドの合成 以下のアミノ酸配列(配列番号:7)を有するペプチド
の合成を、実施例1と同様にFmoc固相合成法に従っ
て行った。 NH2−Ala-Lys-Leu-Gln-Lys-Ala-Ala-Leu-Ala-Leu-Ala
-Gln-Lys-Ile-Ala-Ala-Lys-Leu-Val-Ala-Ala-Leu-Lys-G
ly−樹脂 ただし、ペプチドの特定部位の側鎖(N末端から2番目
のLysのアミノ基)にTEMPOを導入する必要があ
ることから、N末端に最も近いリジン(Lys)として
は、側鎖のアミノ基をBoc(tert−butoxy
carbonyl)基で保護したものを使用し、それ以
外のリジンについてはアミノ基がClZ(carbob
enzoxy chloride)基によって保護され
ているものを使用した。樹脂中のペプチドの含有量は
0.2mmolとして合成を行った。 (3)ペプチドと1−ピレン酪酸(1−pyreneb
utyric acid)との結合 1−ピレン酪酸231mg(0.8mmol)をDMF
0.8mlに溶かし、1−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール(1−hydroxybenzotriazol
e:HoBt)の0.5M DMF溶液1.6mlとジ
イソプロピルカルボジイミド101mg(0.8mmo
l)を加え、室温で30分間攪拌した。このピレンのH
oBtエステルを、脱保護した樹脂上のペプチドに加
え、10分間反応させた。ニンヒドリン反応等により反
応が完全に進んだことを確認した後、DMFで洗浄し
た。 (4)保護基であるBoc基の除去及びペプチドの樹脂
からの切り出し ペプチドの樹脂からの切り出しは常法に従ってトリフル
オロ酢酸を用いて行った。トリフルオロ酢酸により切り
出しを行ったことで、リジンのアミノ基を保護している
Boc基が除去され、リジンのアミノ基はこの段階で脱
保護された。なお、この段階で保護基であるClZ基は
脱離しない。得られた生成物はHPLCで精製し、凍結
乾燥により回収した。 (5)TEMPOのペプチドへの結合 得られたペプチドを少量のDMSO(ジメチルスルホキ
シド)に溶解させた後、4−イソチオシアネートTEM
PO 21mg(0.1mmol)を加え、一晩反応さ
せた。反応終了後、特に精製は行わずに、DMSO溶液
のまま次の反応に使用した。 (6)ルテニウム錯体のペプチドへの結合 ピレン及びTEPOの結合したペプチドの末端のアミノ
基と先に合成したルテニウム錯体Ru(phen)2
hen''2+のアミノ基を通常のDCCカップリング反応
により結合させた。反応は、ルテニム錯体及びDCC関
連試薬大過剰の条件で行った。反応後、HPLCにより
精製を行い、ピレン、TEMPO及びルテニウム錯体を
結合した標識化ユニットとしてのペプチドを得た。 (7)ClZ基の除去 トリフルオロ酢酸により除去されなかった保護基である
ClZ基は常法に従ってTMSOTf/TFAにより除
去して脱保護を行った。 (8)合成したペプチドのα−ヘリックス形成 合成した標識化ユニットの円偏光二色性酸スペクルを1
mMリン酸緩衝液(pH7.0)/145mM NaC
l/5mM KCl中で測定した結果220nm付近に
負のピークが現れた。このピークはα−ヘリックス構造
を持つペプチドの典型的なピークであり、標識化ユニッ
トの骨格をなすペプチドがこの緩衝液中でα−ヘリック
ス構造を形成していることが確認された。 [2]プローブ核酸及び標的核酸 標識化ユニットを上記(1)〜(7)の操作で得られた
ものに代える以外は実施例1の[3]と同様にして反応
を行った。 [3]ESRスペクトルの測定 上記[2]の各反応で得られたサンプルについてのES
Rは日本電子社製の装置を利用して行った。測定には、
人工石英の扁平セルを用いた。サンプル調製後、ルテニ
ウム錯体の励起波長である450nmの励起光を照射し
て測定に用いた。ESR及び光照射装置の設定は以下の
とおりである。
Example 6 [1] Synthesis of Peptide Linked with Ruthenium Complex, Pyrene and TEMPO (1) Synthesis of Ru (phen) 2 phen ″ 2+ The ruthenium complex Ru (phen) 2 phen ″ 2+
A. M. Pyle et al. (J. Am. Chem. Soc. 1)
989, 111, 3051-3058. Here, phen indicates 1,10-phenanthroline, and phen ''
Is 5- (aminoglutaryl) -1,10-phenanthroline [5- (aminoglutaryl) -1,10
-Phenanthroline]. Also, ph
The synthesis of en '' is described in Niranjan Y. Sardes
ai et al. (Bioconjugate Chem. 199)
5, 6, 302-312). (2) Synthesis of peptide A peptide having the following amino acid sequence (SEQ ID NO: 7) was synthesized according to the Fmoc solid-phase synthesis method as in Example 1. NH 2 -Ala-Lys-Leu-Gln-Lys-Ala-Ala-Leu-Ala-Leu-Ala
-Gln-Lys-Ile-Ala-Ala-Lys-Leu-Val-Ala-Ala-Leu-Lys-G
ly-resin However, since it is necessary to introduce TEMPO into the side chain at the specific site of the peptide (the amino group of the second Lys from the N-terminal), lysine (Lys) closest to the N-terminal is defined as The amino group is changed to Boc (tert-butoxy)
Those protected with a carbonyl group are used, and the amino group of the other lysine is ClZ (carbobyl).
Those protected by an enzyme chloride group were used. The synthesis was performed with the content of the peptide in the resin being 0.2 mmol. (3) Peptide and 1-pyrenebutyric acid (1-pyreneb)
231 mg (0.8 mmol) of 1-pyrenebutyric acid in DMF
Dissolve in 0.8 ml and add 1-hydroxybenzotriazole (1-hydroxybenzotriazole).
e: HoBt) in 1.6 ml of a 0.5 M DMF solution and 101 mg of diisopropylcarbodiimide (0.8 mmol)
l) was added and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. H of this pyrene
The oBt ester was added to the deprotected peptide on the resin and allowed to react for 10 minutes. After confirming that the reaction was completely completed by a ninhydrin reaction or the like, the resultant was washed with DMF. (4) Removal of Boc group as a protecting group and cleavage of peptide from resin Removal of peptide from resin was performed using trifluoroacetic acid according to a conventional method. By excision with trifluoroacetic acid, the Boc group protecting the amino group of lysine was removed, and the amino group of lysine was deprotected at this stage. At this stage, the ClZ group which is a protecting group is not eliminated. The resulting product was purified by HPLC and collected by freeze-drying. (5) Binding of TEMPO to peptide After dissolving the obtained peptide in a small amount of DMSO (dimethyl sulfoxide), 4-isothiocyanate TEM
21 mg (0.1 mmol) of PO was added and reacted overnight. After completion of the reaction, the DMSO solution was used for the next reaction without purification, in particular. (6) Binding of Ruthenium Complex to Peptide The terminal amino group of the peptide to which pyrene and TEPO are bound and the previously synthesized ruthenium complex Ru (phen) 2 p
The amino group of hen '' 2+ was coupled by a conventional DCC coupling reaction. The reaction was performed under the condition of a large excess of the ruthenium complex and the DCC-related reagent. After the reaction, purification was performed by HPLC to obtain a peptide as a labeling unit to which pyrene, TEMPO and a ruthenium complex were bound. (7) Removal of ClZ group ClZ group which was not removed by trifluoroacetic acid, which was a protecting group, was removed by TMSOTf / TFA and deprotected according to a conventional method. (8) α-Helix formation of the synthesized peptide The circular dichroic acid speckle of the synthesized labeling unit is 1
mM phosphate buffer (pH 7.0) / 145 mM NaC
As a result of measurement in 1/5 mM KCl, a negative peak appeared around 220 nm. This peak is a typical peak of a peptide having an α-helical structure, and it was confirmed that the peptide constituting the skeleton of the labeling unit formed an α-helical structure in this buffer. [2] Probe nucleic acid and target nucleic acid A reaction was carried out in the same manner as in [3] of Example 1, except that the labeling unit was changed to the one obtained by the above operations (1) to (7). [3] Measurement of ESR spectrum ES of sample obtained by each reaction of the above [2]
R was performed using an apparatus manufactured by JEOL Ltd. For the measurement,
A flat cell made of artificial quartz was used. After preparing the sample, the sample was irradiated with excitation light of 450 nm, which is the excitation wavelength of the ruthenium complex, and used for measurement. The settings of the ESR and the light irradiation device are as follows.

【0024】[0024]

【表1】 図2、3に標的核酸の濃度に対するESRシグナル強度
比及び線幅を示す。図2、3からもわかるように、標的
核酸の濃度を上げていくと、線幅に変化を与えないま
ま、ESRの強度比が減少している様子がわかる。線幅
に変化が生じないことから、このESRの強度変化は化
学変化に由来するものでないことがわかる。従って、ペ
プチドの末端に結合したルテニウム錯体からペプチドを
介して反対側に結合したTEMPOに電子が流れた結
果、TEMPOのスピンが解消されたことが確認され
た。
[Table 1] 2 and 3 show the ESR signal intensity ratio and the line width with respect to the concentration of the target nucleic acid. As can be seen from FIGS. 2 and 3, it can be seen that as the concentration of the target nucleic acid is increased, the ESR intensity ratio decreases without changing the line width. Since no change occurs in the line width, it can be seen that this change in ESR intensity is not due to a chemical change. Therefore, as a result of electrons flowing from the ruthenium complex bonded to the terminal of the peptide to the TEMPO bonded to the opposite side via the peptide, it was confirmed that the spin of TEMPO was eliminated.

【0025】実施例7 プローブ核酸の配列として下記の配列を用いる以外は実
施例6と同様にして各サンプルにおけるESRの強度を
測定した。 5’−GTTGTAAAAGGACGGCCAGT−
3’(配列番号:8) この配列は、実施例6の配列とは1塩基異なっており、
M13mp18DNAとミスマッチするように設計され
たものである。各サンプルのESRの強度を測定した結
果、実施例6で見られるような標的核酸の濃度に依存し
たESRシグナルの強度変化は観測されず、プローブ核
酸のみを反応系に用いた(標的核酸は含有しない)場合
と同じ強度であった。このことはミスマッチしたプロー
ブ核酸と標的核酸とのハイブリッド体の場合には正確な
二本鎖が形成されず、電子が移動しなかったためといえ
る。
Example 7 The ESR intensity of each sample was measured in the same manner as in Example 6 except that the following sequence was used as the probe nucleic acid sequence. 5'-GTTGTAAAAGGACGGCCAGT-
3 ′ (SEQ ID NO: 8) This sequence differs from the sequence of Example 6 by one base,
It is designed to mismatch with M13mp18 DNA. As a result of measuring the ESR intensity of each sample, the intensity change of the ESR signal depending on the concentration of the target nucleic acid as observed in Example 6 was not observed, and only the probe nucleic acid was used in the reaction system (the target nucleic acid contained No), the same strength as in the case. This can be said that in the case of a hybrid of a mismatched probe nucleic acid and target nucleic acid, an accurate double strand was not formed and electrons did not move.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の標的核酸の検出方法は、各塩基
配列ごとにプローブ核酸のラベル化などの複雑な合成を
行う必要がないという利点を持つ。また、標識物質をプ
ローブ核酸に結合する方法においてはこれらのマッチン
グにおいて標識として使用できるものに制限が加わる場
合があるが、本発明においては、標識物質とプローブ核
酸との結合におけるマッチングを考慮する必要はなく、
標識物質の選択幅を拡大できる。その結果、各塩基配列
ごとにプローブ核酸を合成するだけで、容易に標的核酸
の検出が可能となる。
The method for detecting a target nucleic acid according to the present invention has an advantage that it is not necessary to perform complicated synthesis such as labeling of a probe nucleic acid for each base sequence. Further, in the method of binding a labeling substance to a probe nucleic acid, there may be a case where a restriction can be imposed on a substance that can be used as a label in these matchings. Not,
The selection range of the labeling substance can be expanded. As a result, the target nucleic acid can be easily detected simply by synthesizing the probe nucleic acid for each base sequence.

【0027】[0027]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:24 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Ala Lys Leu Gln Lys Ala Ala Leu Ala Leu Ala Gln Lys Ile 1 5 10 Ala Ala Lys Leu Val Ala Ala Leu Lys Gly 15 20 配列番号:2 配列の長さ:20 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 GTTGTAAAAC GACGGCCAGT 20 配列番号:3 配列の長さ:20 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 GTTGTAAAAG GACGGCCAGT 配列番号:4 配列の長さ:20 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 TATATAAAAT ATATATATAT 20 配列番号:5 配列の長さ:22 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 ATGCTGGCCG TGACGCACAG CA 22 配列番号:6 配列の長さ:22 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 CGATAAATCA GCATTGCTAT TT 22 配列番号:7 配列の長さ:24 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Ala Lys Leu Gln Lys Ala Ala Leu Ala Leu Ala Gln Lys Ile Ala Ala Lys 1 5 10 15 Leu Val Ala Ala leu Lys Gly 20 配列番号:8 配列の長さ:20 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 GTTGTAAAAG GACGGCCAGT SEQ ID NO: 1 Sequence length: 24 Sequence type: Amino acid Topology: Linear Sequence type: Peptide Sequence Ala Lys Leu Gln Lys Ala Ala Leu Ala Leu Ala Gln Lys Ile 1 5 10 Ala Ala Lys Leu Val Ala Ala Leu Lys Gly 15 20 SEQ ID NO: 2 Sequence length: 20 Sequence type: Nucleic acid Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence GTTGTAAAAC GACGGCCAGT 20 SEQ ID NO: 3 Sequence length: 20 Sequence Type: Nucleic acid Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence GTTGTAAAAG GACGGCCAGT SEQ ID NO: 4 Sequence length: 20 Sequence type: Nucleic acid Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence TATATAAAAT ATATATATAT 20 SEQ ID NO: 5 Sequence length: 22 Sequence type: Nucleic acid Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence ATGCTGGCCG TGACGCACAG CA 22 SEQ ID NO: 6 Sequence length: 22 Sequence type : Acid Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence CGATAAATCA GCATTGCTAT TT 22 SEQ ID NO: 7 Sequence length: 24 Sequence type: Amino acid Topology: Linear Sequence type: Peptide sequence Ala Lys Leu Gln Lys Ala Ala Leu Ala Leu Ala Gln Lys Ile Ala Ala Lys 1 5 10 15 Leu Val Ala Ala leu Lys Gly 20 SEQ ID NO: 8 Sequence length: 20 Sequence type: Nucleic acid Topology: Linear Sequence type: Other Nucleic acid of synthetic DNA sequence GTTGTAAAAG GACGGCCAGT

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

【図1】実施例1〜3において測定した蛍光強度を、標
的核酸を加えない場合の蛍光強度を1とした蛍光強度比
として表わした図であり、●は実施例1で得られた結果
を、×は実施例2で得られた結果を、■は実施例3で得
られた結果をそれぞれ示す。
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the fluorescence intensities measured in Examples 1 to 3 as a fluorescence intensity ratio where the fluorescence intensity without adding a target nucleic acid is 1; , × indicate the results obtained in Example 2, and Δ indicate the results obtained in Example 3.

【図2】実施例6及び7において得られたESRシグナ
ル強度の経時的変化を、標的核酸を加えない場合の強度
を1とした強度比として表わした図であり、△は実施例
6で得られた結果を、■は実施例7で得られた結果をそ
れぞれ示す。
FIG. 2 is a diagram showing a time-dependent change in ESR signal intensity obtained in Examples 6 and 7 as an intensity ratio where the intensity when a target nucleic acid is not added is set to 1; ■ indicates the results obtained in Example 7, respectively.

【図3】実施例6及び7において得られたESRシグナ
ルの線幅の経時的変化を示す図であり、△は実施例6で
得られた結果を、■は実施例7で得られた結果をそれぞ
れ示す。
FIG. 3 is a diagram showing a change over time in the line width of an ESR signal obtained in Examples 6 and 7, in which Δ represents the result obtained in Example 6, and Δ represents the result obtained in Example 7. Are respectively shown.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩谷 光彦 愛知県岡崎市竜美南2−4−1 竜美ヶ丘 公務員宿舎2−43 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiko Shioya 2-4-1 Tatsumigaoka, Okazaki City, Aichi Prefecture

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サンプル中の標的核酸とプローブ核酸と
のハイブリッド体の存在の有無を検出する方法であっ
て、 ハイブリッド体との共存下においてその二重らせん構造
中を電子が流れる現象によって相互作用可能である第1
及び第2の標識物質を、リンカーを介して結合した標識
化ユニットを用意する工程;該標的核酸の塩基配列と相
補的な塩基配列を有するプローブ核酸を該サンプル中に
加え、次いで該サンプルを該標的核酸と該プローブ核酸
とがハイブリッド体を形成可能な条件下に置く工程;及
び該ハイブリッド体が形成されている可能性のあるサン
プルと該標識化ユニットを混合し、該標識化ユニットの
第1の標識物質及び第2の標識物質の少なくとも一方の
該相互作用に基づく変化の有無を検出し、該サンプル中
のハイブリッド体の存在の有無を検出する工程、を有す
ることを特徴とする検出方法。
1. A method for detecting the presence or absence of a hybrid of a target nucleic acid and a probe nucleic acid in a sample, wherein the interaction is caused by a phenomenon that electrons flow through the double helix structure in the presence of the hybrid. First possible
And preparing a labeling unit in which a second labeling substance is bound via a linker; adding a probe nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence of the target nucleic acid to the sample; Placing the target nucleic acid and the probe nucleic acid under conditions capable of forming a hybrid; and mixing the sample in which the hybrid is likely to be formed with the labeling unit; Detecting the presence or absence of a change based on the interaction of at least one of the labeling substance and the second labeling substance, and detecting the presence or absence of the hybrid in the sample.
【請求項2】 前記電子移動が、前記標識化ユニットの
有する標識物質が前記二重らせん構造に結合した結果は
じめて生じるものである請求項1に記載の検出方法。
2. The detection method according to claim 1, wherein the electron transfer occurs only after the labeling substance of the labeling unit binds to the double helix structure.
【請求項3】 前記標識化ユニットが、前記標的核酸、
前記プローブ核酸、前記ハイブリッド体が可溶な溶媒に
可溶である請求項1に記載の検出方法。
3. The method according to claim 2, wherein the labeling unit comprises the target nucleic acid,
The detection method according to claim 1, wherein the probe nucleic acid and the hybrid are soluble in a soluble solvent.
【請求項4】 前記溶媒が水系の緩衝液である請求項3
に記載の検出方法。
4. The method according to claim 3, wherein the solvent is an aqueous buffer.
The detection method described in 1.
【請求項5】 前記リンカーが水溶性の構成物質からな
るオリゴマーまたはポリマーである請求項1に記載の検
出方法。
5. The detection method according to claim 1, wherein the linker is an oligomer or a polymer composed of a water-soluble constituent.
【請求項6】 前記リンカーの構成要素が、リン酸、ヌ
クレオチド、糖、グリコール、アミノ酸及びイミドの少
なくとも1種を含む請求項5に記載の検出方法。
6. The detection method according to claim 5, wherein the constituent elements of the linker include at least one of phosphate, nucleotide, sugar, glycol, amino acid and imide.
【請求項7】 前記リンカーがα−ヘリックス構造を持
ったペプチドである請求項5に記載の検出方法。
7. The detection method according to claim 5, wherein the linker is a peptide having an α-helix structure.
【請求項8】 前記標識物質の少なくとも1種と前記二
重らせん構造との結合が、インターカレーションによる
ものである請求項1に記載の検出方法。
8. The detection method according to claim 1, wherein the binding between at least one of the labeling substances and the double helix structure is by intercalation.
【請求項9】 前記標識物質の少なくとも1種と前記二
重らせん構造との結合が、グルーブバインディングによ
るものである請求項1に記載の検出方法。
9. The detection method according to claim 1, wherein the binding between at least one of the labeling substances and the double helix structure is by groove binding.
【請求項10】 前記標的核酸が一本鎖核酸である請求
項1に記載の検出方法。
10. The method according to claim 1, wherein the target nucleic acid is a single-stranded nucleic acid.
【請求項11】 前記一本鎖核酸がRNAである請求項
10に記載の検出方法。
11. The detection method according to claim 10, wherein the single-stranded nucleic acid is RNA.
【請求項12】 前記RNAがmRNAである請求項1
1に記載の検出方法。
12. The method according to claim 1, wherein the RNA is mRNA.
2. The detection method according to 1.
【請求項13】 二重らせん構造を有する核酸ハイブリ
ッド中のミスマッチの有無を検出する方法であって、 該二重らせん構造中にミスマッチがない場合に生じる、
二重らせん構造中を電子が流れる現象によって相互作用
可能である第1及び第2の標識物質を、リンカーを介し
て結合した標識化ユニットを用意する工程;サンプル中
に含まれる標的核酸の塩基配列と相補的である可能性の
高い塩基配列を有するプローブ核酸を該サンプルと混合
し、次いで該サンプル中で該プローブ核酸と該標的核酸
とをハイブリダイズさせる工程;及び該プローブ核酸と
該標的核酸のハイブリッド体を含むサンプルと該標識化
ユニットとを混合し、該第1及び第2の標識物質の少な
くとも一方の、該相互作用に基づく変化の有無を検出
し、それによって該ハイブリッド体中のミスマッチの有
無を検出する工程、を有することを特徴とする検出方
法。
13. A method for detecting the presence or absence of a mismatch in a nucleic acid hybrid having a double helix structure, wherein the method occurs when there is no mismatch in the double helix structure.
A step of preparing a labeling unit in which a first and a second labeling substance which can interact with each other by a phenomenon in which electrons flow in a double helix structure are connected via a linker; a base sequence of a target nucleic acid contained in the sample Mixing a probe nucleic acid having a base sequence that is likely to be complementary to the sample with the sample, and then hybridizing the probe nucleic acid and the target nucleic acid in the sample; and A sample containing a hybrid is mixed with the labeling unit, and the presence or absence of a change based on the interaction of at least one of the first and second labeling substances is detected, whereby a mismatch in the hybrid is detected. Detecting the presence / absence of the sample.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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