JPH11221076A - Cloning of specific gene - Google Patents

Cloning of specific gene

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JPH11221076A
JPH11221076A JP10022269A JP2226998A JPH11221076A JP H11221076 A JPH11221076 A JP H11221076A JP 10022269 A JP10022269 A JP 10022269A JP 2226998 A JP2226998 A JP 2226998A JP H11221076 A JPH11221076 A JP H11221076A
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cdna
linker
fragment
bases
test
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Mikio Yamamoto
三毅夫 山本
Naoki Yamamoto
直樹 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for accurately and efficiently cloning a gene specifically expressed in cells or cDNA in a more reproducible way, and to obtain a cDNA fragment specifically expressed in the cells and a probe having the same. SOLUTION: This method comprises obtaining a cDNA small fragment library consisting of 5'-linker X-(16 bases having a Rsal cleavage site (AC) on the 5' side)-linker Y-3' by subjecting a cDNA specimen to treatment with the restriction enzyme Rsal, ligation with an optional linker X, treatment with the restriction enzyme BsmFl and ligation with an optional linker Y different from the linker X and then cloning 14 bases following the Rsal cleavage site (AC) specific to the cDNA specimen from the library. According to this invention, since differences in functions and morphology in optional two cells can be elucidated as differences in the state of gene expression, this method can be widely applied to all biological phenomena under physiological conditions or morbid conditions.

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】本発明は細胞又はcDNAに
特異的に発現又は発現量が増減している遺伝子のクロー
ニング法、被検細胞に特異的なcDNA断片及びプロー
ブに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for cloning a gene whose expression or expression level is specifically increased or decreased in a cell or cDNA, a cDNA fragment and a probe specific to a test cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】ひとつの生物種はある特定の遺伝子を持
ち、免疫細胞など一部の例外を除き、いかに分化しよう
と、この遺伝子配列は共通であるとされている。ヒトの
場合、全遺伝子数は高々十万個程度と見積もられてい
る。細胞の分化、増殖を始め、癌や老化、感染症、免疫
病など各種病的状態、あるいは正常な生理現象など、あ
らゆる生物現象はほとんどの場合、発現される遺伝子の
種類と量の多寡によって規定される、ということが今日
明らかになってきている。
2. Description of the Related Art It is considered that one species of organism has a specific gene, and with some exceptions such as immune cells, the gene sequence is common regardless of how it is differentiated. In the case of humans, the total number of genes is estimated to be at most about 100,000. In most cases, all biological phenomena, including cell differentiation and proliferation, various pathological conditions such as cancer, aging, infectious diseases, and immune diseases, and normal physiological phenomena, are almost always defined by the type and amount of expressed genes. It is becoming clear today.

【0003】つまり、細胞のある状況において特異的に
発現が高まる、又は逆に低下する遺伝子を明らかにでき
れば、それら遺伝子の消長を測定するだけで、その細胞
の状況についてのおおよその推定が可能になる。そのよ
うなわけで、現在細胞の状況特異的遺伝子を明らかにす
るための努力が世界各地でなされているが、遺伝子の総
数は上述のごとくヒトで十万種といわれるぐらいに多
い。細胞のあらゆる状況下における全遺伝子の発現状態
を把握するのは事実上不可能に近いし、あらゆる細胞に
共通して発現される遺伝子の種類も多いので、このやり
かたでは無駄も大きい。そこで状況に特異的な遺伝子の
みを選択的に抽出し、調べることができれば、時間的、
経済的、人的資源の費用対効果面から考えて、大いに資
することになる。
[0003] In other words, if it is possible to identify genes whose expression is specifically increased or decreased in a certain state of a cell, it is possible to roughly estimate the state of the cell only by measuring the fate of those genes. Become. For this reason, efforts are currently being made to elucidate the context-specific genes of cells in various parts of the world, but as described above, the total number of genes is as large as 100,000 humans. It is virtually impossible to grasp the expression status of all genes under all conditions of cells, and since there are many types of genes that are commonly expressed in all cells, this method is wasteful. Therefore, if we can selectively extract and examine only genes specific to the situation,
This will greatly contribute from the viewpoint of the cost-effectiveness of economic and human resources.

【0004】この目的のために、今まで多くのいわゆる
“差スクリーニング”と呼ばれる方法が考案され、試さ
れてきた。これらは古典的な分別的コロニー(プラー
ク)ハイブリダイゼーションであり、また最近のポリメ
ラーゼ連鎖反応(PCR)を用いたり、DNA結合試薬
を用いたいくつかの方法である。これらは互いに相手の
cDNAやRNAとハイブリダイズさせることにより共
通部分を除いたり、DNAにクロスリンクする特殊な試
薬を用いたり、またアイソトープラベルした微量のサン
プルをシークエンスゲルで展開した後、直接比較する方
法などと組み合わせて特異的な遺伝子を見いだそうとす
る工夫がなされている。
To this end, a number of so-called "differential screening" methods have been devised and tried. These are classical differential colony (plaque) hybridizations, and some methods using modern polymerase chain reaction (PCR) and DNA binding reagents. These can be compared directly with each other after removing common parts by hybridizing with cDNA or RNA of each other, using special reagents that cross-link to DNA, or developing a small amount of isotope-labeled sample on a sequence gel. A method has been devised to find a specific gene in combination with a method.

【0005】しかしながら、これらは実際のところ、大
量の原材料(例えば、ヒトの組織)が必要である、PC
Rを繰り返すためバイアスがかかる、結果に再現性がな
い等の理由によりごく限られた研究室でのみかろうじて
成功裏に動いている、というのが現状である。従って、
これらの施行困難な諸点がクリアされた簡潔な方法の開
発が、各方面の医学生物学研究者の間で切に要望されて
いる。
However, these are, in fact, PC materials that require large amounts of raw materials (eg, human tissue).
At present, it is barely successful in only a limited number of laboratories because of the bias of repeating R and the lack of reproducibility of the results. Therefore,
There is an urgent need among medical biologists in various fields to develop a simple method that overcomes these difficulties.

【0006】これに対し、Okuboらは二重鎖cDNAを
4b酵素Sau3AIで切断し、mRNAの3′末端部
分だけからなるcDNAライブラリーを得、これをクロ
ーニングしてランダムに塩基配列決定を行い遺伝子発現
プロフィールを得ることを報告した(Nature Genet. 2,
173(1992))。しかしながら、この方法により得られる
それぞれのクローンの長さは平均約300塩基であり、
配列決定は一クローンずつ行わねばならない。このため
最終的に配列決定されたmRNAの総数は一つの細胞種
あたりわずか1000個程度であり、細胞における真の
遺伝子発現プロフィールからは程遠かった。
[0006] On the other hand, Okubo et al. Cut a double-stranded cDNA with the 4b enzyme Sau 3AI to obtain a cDNA library consisting only of the 3 'terminal portion of mRNA, cloned it, and randomly sequenced the nucleotide sequence. It was reported that a gene expression profile was obtained (Nature Genet. 2,
173 (1992)). However, the length of each clone obtained by this method is on average about 300 bases,
Sequencing must be performed on a clone-by-clone basis. Thus, the total number of finally sequenced mRNAs was only about 1000 per cell type, far from the true gene expression profile in the cells.

【0007】また、Velculescu等は制限酵素NlaIII
FokIを組み合わせることにより、9塩基のライブ
ラリーを(Science 270, 484(1995))、またNlaIII
BsmFIの組み合わせにより10塩基のライブラリ
ーを得ている(Cell 88, 243(1997))。しかしながら、
この方法では、mRNAを代表する信頼性という点にお
いて格段に劣る。すなわち、例えば10塩基では4の1
0乗、つまり1048576通りの組み合わせが可能で
あるが、これはすなわち約100万塩基に一回はいかな
る種類の10塩基配列も現れる、ということを示す。m
RNAの種類は上述のごとく約10万種、平均鎖長は約
2000塩基とされるから、全部で約2億塩基の長さが
あることになる。この長さの塩基配列の中には10塩基
によるいかなる配列も、平均して200回ずつ現れるこ
とになる。これでは1個の小断片が1個のmRNAを代
表するか否かの判断を困難にする。9塩基ではさらに不
確定性が増し、問題にならない。さらにVelculescu等は
ライブラリーを作製するにあたって小断片どうしの尾対
尾(tail-to-tail)の平滑末端接続を行っている。この
操作は小断片の長さの不確定性を招来し、しかも効率の
極端な低下をもたらすという問題があった。
[0007] In addition, such Velculescu restriction enzyme Nla III
By combining Fok I and Fok I, a library of 9 bases (Science 270, 484 (1995)) and Nla III
A library of 10 bases has been obtained by the combination of Bsm FI and Bsm FI (Cell 88, 243 (1997)). However,
This method is significantly inferior in terms of reliability representing mRNA. That is, for example, for 10 bases, 1 of 4
Zero powers, or 1048576 combinations, are possible, indicating that once every 1 million bases a 10 base sequence of any kind appears. m
As described above, the types of RNA are about 100,000 and the average chain length is about 2,000 bases, so that the total length is about 200 million bases. Any sequence of 10 bases in a base sequence of this length will appear 200 times on average. This makes it difficult to determine whether one small fragment represents one mRNA. With 9 bases, the uncertainty is further increased and is not a problem. Furthermore, Velculescu et al. Make a tail-to-tail blunt-end connection between small fragments in constructing a library. This operation has a problem that the length of the small fragments is uncertain and the efficiency is extremely reduced.

【0008】従って、本発明の目的はより再現性よく、
細胞又はcDNAに特異的に発現している遺伝子を正確
かつ効率よくクローニングする方法、該細胞に特異的に
発現しているcDNA断片及びそれを含むプローブを提
供することにある。
Accordingly, the object of the present invention is to provide a more reproducible
An object of the present invention is to provide a method for accurately and efficiently cloning a gene specifically expressed in a cell or cDNA, a cDNA fragment specifically expressed in the cell, and a probe containing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、上記
課題を解決すべく種々検討した結果、4塩基認識酵素の
一種であるRsaIとタイプIIS酵素であるBsmFI
とを用い、これら両酵素により切断される16塩基の両
端にそれぞれ異なるリンカーをはさむ形で接続したcD
NA小断片ライブラリーを得、これをスクリーニングす
れば細胞に特異的に発現している14塩基の遺伝子が正
確で効率よく、かつ再現性よくクローニングできること
を見出し、さらに当該14塩基及びこれを含む18塩基
からなるDNA断片は、細胞特異的遺伝子検出用プロー
ブとして有用であることを見出し、本発明を完成するに
至った。
The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that Rsa I, a kind of 4-base recognition enzyme, and Bsm FI, a type IIS enzyme.
And a cD connected with different linkers at both ends of the 16 bases cleaved by these enzymes.
When a small NA fragment library was obtained and screened, it was found that a 14-base gene specifically expressed in cells could be cloned accurately, efficiently, and with good reproducibility. We have found that a DNA fragment consisting of bases is useful as a probe for detecting a cell-specific gene, and completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、被検cDNAに、制
限酵素RsaI処理、任意のリンカーX連結、制限酵素
BsmFI処理及びリンカーXとは異なる任意のリンカ
ーY連結を行うことにより、5′−リンカーX−(5′
側にRsaI切断部位(AC)を有する16塩基)−リ
ンカーY−3′からなるcDNA小断片ライブラリーを
得、該ライブラリーから被検cDNAに特異的なRsa
I切断部位(AC)に引き続く14塩基をクローニング
することを特徴とする被検cDNA中の特異的遺伝子の
クローニング法を提供するものである。
That is, the present invention provides a method for treating a test cDNA with a restriction enzyme Rsa I, arbitrarily linking a linker X,
By performing the Bsm FI treatment and the optional linker Y linkage different from linker X, 5′-linker X- (5 ′
A cDNA small fragment library consisting of 16 bases having an RsaI cleavage site (AC) on the side thereof ) -linker Y-3 'was obtained, and Rsa specific to a test cDNA was obtained from the library.
It is intended to provide a method for cloning a specific gene in a test cDNA, which comprises cloning 14 bases following an I cleavage site (AC).

【0011】また、本発明は、上記被検cDNAとし
て、被検細胞mRNAのcDNAを用いて上記の操作を
行うことを特徴とする被検細胞特異的遺伝子のクローニ
ング法を提供するものである。
[0011] The present invention also provides a method for cloning a test cell-specific gene, which comprises performing the above-mentioned operation using cDNA of a test cell mRNA as the test cDNA.

【0012】さらに本発明は、5′側制限酵素Rsa
切断部位(AC)に引き続く14塩基からなるcDNA
断片を提供するものである。
Further, the present invention provides a 5 'restriction enzyme Rsa I
CDNA consisting of 14 bases following the cleavage site (AC)
Provide fragments.

【0013】さらに、本発明は、5′側にGTAC配列
を有する18塩基からなるcDNA断片を提供するもの
である。
Further, the present invention provides a cDNA fragment consisting of 18 bases having a GTAC sequence on the 5 'side.

【0014】さらにまた、本発明は、上記14塩基又は
18塩基からなるcDNA断片又はその標識体からなる
特異的遺伝子検出用プローブを提供するものである。
Further, the present invention provides a probe for detecting a specific gene comprising a cDNA fragment comprising the above 14 or 18 bases or a labeled product thereof.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明方法に用いられる被検cD
NAは、mRNAに対するcDNAであれば特に制限さ
れず、mRNAに逆転写酵素を作用させて得られるcD
NAである。被検細胞の全RNAからcDNAを合成
し、そのcDNAを被検体として用いて本発明方法を行
えば、その被検細胞の特異的遺伝子のクローニングが可
能となる。本発明で用いる全RNAは1μgでも十分で
ある。1μgの全RNAは細胞1mgに相当する。従っ
て、本発明は、ニードルバイオプシーなどでしか得るこ
とのできない貴重な人体組織サンプルなどを取り扱う際
には特に有効である。また、被検細胞としては、mRN
AとしてポリA尾を有する細胞ならいずれでもよく、真
核細胞の場合、原生動物、真菌類、植物細胞あるいは動
物細胞であるかを問わない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Test cD used in the method of the present invention
NA is not particularly limited as long as it is cDNA for mRNA, and cD obtained by allowing reverse transcriptase to act on mRNA.
NA. If cDNA is synthesized from total RNA of a test cell and the method of the present invention is performed using the cDNA as a test sample, cloning of a specific gene of the test cell becomes possible. 1 μg of the total RNA used in the present invention is sufficient. 1 μg of total RNA corresponds to 1 mg of cells. Therefore, the present invention is particularly effective when handling a valuable human tissue sample or the like that can be obtained only by needle biopsy or the like. In addition, as the test cells, mRN
A may be any cell having a poly A tail, and in the case of a eukaryotic cell, it does not matter whether it is a protozoan, fungus, plant cell or animal cell.

【0016】本発明に用いられる制限酵素RsaIは、
塩基配列GTACを認識し、当該TとAの間でDNAを
切断する酵素である。一方、制限酵素BsmFIは、塩
基配列GGGACを認識し、当該配列の3′側14塩基
後を切断する酵素である。
The restriction enzyme Rsa I used in the present invention is
It is an enzyme that recognizes the base sequence GTAC and cleaves DNA between T and A. On the other hand, the restriction enzyme Bsm FI is an enzyme that recognizes the base sequence GGGAC and cleaves 14 bases after the 3 'side of the sequence.

【0017】本発明に用いられるリンカーXとリンカー
Yは、目的とする5′側にRsaI切断部位(AC)を
有する16塩基との接着末端を有する限り、特に制限さ
れないが、当然、相互に自分自身あるいはもう一方のリ
ンカーと相補的であってはならない。また、目的とする
DNA断片を得た後、PCRにより該断片を増幅させる
際のプライマー設計の観点から、これらのリンカーは既
知の塩基配列になるべく一致しないものを選ぶのが好ま
しい。
The linker X and the linker Y used in the present invention are not particularly limited as long as they have a cohesive end with 16 bases having an RsaI cleavage site (AC) on the 5 ′ side of interest. It must not be complementary to itself or another linker. In addition, from the viewpoint of designing primers when amplifying the target DNA fragment by PCR after obtaining the target DNA fragment, it is preferable to select those linkers that do not match the known base sequence as much as possible.

【0018】より好ましいリンカーXは、3′末端に塩
基配列GGGを有するものである。なぜなら、cDNA
RsaI断片のリンカーXを5′側に連結した後、
smFIを作用させれば、当該GGGACに引き続く
3′側14塩基の部位が選択的に切断され、目的とする
14塩基が容易に得られるからである。
A more preferred linker X has a base sequence GGG at the 3 'end. Because the cDNA
After linked to the linker X 5 'side of the Rsa I fragment, B
This is because, by the action of sm FI, the site of 14 bases on the 3 ′ side following the GGGAC is selectively cleaved, and the desired 14 bases can be easily obtained.

【0019】ところで、前記のVelculescu等の方法を本
発明者が追試したところ、すべて人工産物のみを生じ、
信頼できるmRNA(cDNA)由来の小断片の集合を
生じなかった。これは彼らの用いたリンカーが全く同じ
3′末端配列を持つため、cDNAへのリンカー接続の
際、リンカーダイマーが優先的に形成されるためと考え
られる。このリンカーダイマーはPCRの際、好んで増
幅され、人工産物の有力な発生源となる。またリンカー
が同じ3′末端構造を持つという同じ理由により、彼ら
はプライマーダイマーの発生を避けるため、リンカーの
より外側部分にプライマーを設けている。この工夫もし
かしながら、増幅効率の低下を来しこそすれ、リンカー
ダイマー増幅という致命的な欠陥に対しては何らの改善
ももたらさない。これに対して本発明のリンカー接続法
は、相互に異なる二種のリンカーX及びYで小断片cD
NAモノマーを両側からはさむ形で行うものであり、二
つのリンカー3′末端構造から見てもダイマー形成の可
能性がない。またPCRのための二つのプライマーも
3′末端構造を含め、互いに配列が全く異なり、しかも
リンカー接続部位より数塩基内側(cDNA側)にまで
設定できるので、理論的にリンカーとcDNAとがうま
く接続されたもののみが増幅される。
By the way, when the present inventor repeated the above-mentioned method of Velculescu and the like, all of them produced only artifacts,
No reliable assembly of small fragments from mRNA (cDNA) resulted. This is thought to be because the linker used had exactly the same 3'-terminal sequence, and the linker dimer was preferentially formed when the linker was connected to cDNA. This linker dimer is preferentially amplified during PCR and is a potential source of artifacts. Also, for the same reason that the linkers have the same 3 'end structure, they provide primers on the outer portion of the linker to avoid primer dimer generation. However, this ingenuity does not improve the efficiency of the catastrophic defect of linker dimer amplification at the expense of the amplification efficiency. On the other hand, the linker connection method of the present invention uses a small fragment cD with two kinds of linkers X and Y different from each other.
It is carried out by sandwiching the NA monomer from both sides, and there is no possibility of dimer formation from the viewpoint of the two linker 3 'terminal structures. The two primers for PCR also have completely different sequences, including the 3 'terminal structure, and can be set a few bases (cDNA side) from the linker connection site, so that the linker and the cDNA are theoretically well connected. Only what has been amplified is amplified.

【0020】本発明方法は、5′−リンカーX−(5′
側にRsaI切断部位(AC)を有する16塩基)−リ
ンカーY−3′からなるcDNA小断片ライブラリーを
得るステップ(ステップ(a))と、該ライブラリーか
ら被検cDNAに特異的なRsaI切断部位(AC)に
引き続く14塩基をクローニングするステップ(ステッ
プ(b))とに分けることができる。
The method of the present invention comprises the steps of 5'-linker X- (5 '
Obtaining a cDNA small fragment library consisting of 16 bases having an RsaI cleavage site (AC) on the side thereof ) -linker Y-3 '(step (a)); and an Rsa specific to a test cDNA from the library. And a step of cloning the 14 bases following the I cleavage site (AC) (step (b)).

【0021】ステップ(a)は、例えば、(1)3′側
に標識オリゴヌクレオチドが結合した被検cDNAを制
限酵素RsaI処理して、5′−RsaI部位(AC)
−標識オリゴヌクレオチドDNA断片を得、(2)
(1)で得たDNA断片のRsaI部位(AC)に、
3′側にGGGを有するリンカーXを連結し、(3)
(2)で得たDNA断片を制限酵素BsmFI処理し
て、被検cDNA由来のRsaI切断部位(AC)を有
する16塩基の5′側にリンカーXが連結したDNA断
片を得、(4)(3)で得たDNA断片の3′側にリン
カーYを連結することにより、5′−リンカーX−(被
検cDNA由来のRsaI切断部位(AC)を有する1
6塩基)−リンカーY−3′からなるcDNA小断片ラ
イブラリーを得ることにより行うのが好ましい。
In the step (a), for example, (1) a test cDNA having a labeled oligonucleotide bound to the 3 'side is treated with a restriction enzyme RsaI , and a 5'-RsaI site (AC)
Obtaining a labeled oligonucleotide DNA fragment, (2)
At the Rsa I site (AC) of the DNA fragment obtained in (1),
Linking a linker X having GGG on the 3 'side, (3)
The DNA fragment obtained in (2) was treated with a restriction enzyme Bsm FI to obtain a DNA fragment in which a linker X was linked to the 5 'side of 16 bases having an RsaI cleavage site (AC) derived from the test cDNA. 5) -Linker X- (1 having a Rsa I cleavage site (AC) derived from the test cDNA) by linking a linker Y to the 3 'side of the DNA fragment obtained in (3).
It is preferably carried out by obtaining a cDNA small fragment library consisting of (6 bases) -linker Y-3 '.

【0022】ここで、標識オリゴヌクレオチドとして
は、固相固定化オリゴヌクレオチド、補酵素標識オリゴ
ヌクレオチド等が挙げられるが、再現性や目的断片の回
収性の点から固相固定化オリゴヌクレオチドが好まし
く、ラテックスビーズ固定化オリゴヌクレオチド、マグ
ネットビーズ固定化オリゴヌクレオチド等がより好まし
く、さらにラテックスビーズ固定化オリゴヌクレオチド
が特に好ましい。さらにまた、標識オリゴヌクレオチド
のオリゴヌクレオチド部分としては、オリゴdTが特に
好ましい。標識オリゴヌクレオチドとして、固相固定化
オリゴdTを用いた場合のステップ(a)の概略図を、
図1に示す。
Here, examples of the labeled oligonucleotide include solid-phase-immobilized oligonucleotides, coenzyme-labeled oligonucleotides, etc., but solid-phase-immobilized oligonucleotides are preferred in view of reproducibility and recoverability of the target fragment. Latex bead-immobilized oligonucleotides, magnet bead-immobilized oligonucleotides and the like are more preferred, and latex bead-immobilized oligonucleotides are particularly preferred. Furthermore, oligo dT is particularly preferred as the oligonucleotide portion of the labeled oligonucleotide. The schematic diagram of step (a) when solid-phase immobilized oligo dT is used as the labeled oligonucleotide,
As shown in FIG.

【0023】被検cDNAとして3′側標識オリゴヌク
レオチド結合cDNAを用いた場合には、これをRsa
Iで処理し、該標識に基づいて回収すれば5′側にRs
aI部位(AC)を有するDNA−標識オリゴヌクレオ
チドDNA断片のみが得られる。ここで、標識体として
ラテックスビーズのような固相固定化体を用いた場合に
は、単に固相のみを回収すれば目的とする断片が容易に
得られる。
[0023] When using the 3 'side labeled oligonucleotide bound cDNA as a test cDNA is, Rsa this
I, and if collected based on the label, Rs
Only DNA-labeled oligonucleotide DNA fragments having an aI site (AC) are obtained. Here, when a solid phase immobilized substance such as latex beads is used as the label, the target fragment can be easily obtained by simply collecting only the solid phase.

【0024】次に得られたDNA断片の、3′側に塩基
配列GGGを有するリンカーXを連結させれば、5′−
リンカー−RsaI断片結合物が得られる。
Next, when a linker X having a base sequence GGG is ligated to the 3 'side of the obtained DNA fragment, 5'-
A linker- Rsa I fragment conjugate is obtained.

【0025】さらに、5′−リンカーX−RsaI断片
結合物をBsmFIで処理すれば、前記の如くBsm
IはGGGACを認識してその3′側14塩基の部位を
切断するから、被検cDNA由来のRsaI切断部位
(AC)を有する16塩基の5′側にリンカーXが連結
したDNA断片が得られる。ここで、目的とする断片の
回収は、標識体として固相固定化体を用いた場合には、
固相を除去し、液相を回収するだけでよい。
Further, when the 5'-linker X- RsaI fragment-conjugated product is treated with Bsm FI, as described above, Bsm F
I recognizes GGGAC and cleaves 14 bases on the 3 'side of it, so that a DNA fragment in which linker X is linked to the 5' side of 16 bases having an RsaI cleavage site (AC) derived from the test cDNA is obtained. Can be Here, the recovery of the target fragment, when using a solid phase immobilized body as a label,
It is only necessary to remove the solid phase and recover the liquid phase.

【0026】次に得られた断片の3′側に、リンカーY
を連結させれば、「5′−リンカー−X−(被検cDN
A由来のRsaI切断部位(AC)を有する16塩基)
−リンカーY−3′」からなるcDNA小断片ライブラ
リーが得られる。
Next, on the 3 'side of the obtained fragment, a linker Y
Are linked to form “5′-linker-X- (test cDN
16 bases having an Rsa I cleavage site (AC) from A)
-A library of small cDNA fragments consisting of "linker Y-3 '" is obtained.

【0027】かくして得られたライブラリーは両端に任
意のリンカーが接続されているので、このリンカー部分
をプライマーとするポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に
より容易に増幅可能である。また二つのリンカーX及び
YにはさまれたcDNA由来の部分がわずか5′側AC
を除いて14塩基と短く、しかもすべてのcDNAに対
して一定の長さで代表させてあるため、PCRによる増
幅効率の差に基づくアーティファクトを生じる危険性は
最小限である。
Since the thus obtained library has an arbitrary linker connected to both ends, it can be easily amplified by the polymerase chain reaction (PCR) using the linker as a primer. The portion derived from the cDNA sandwiched between the two linkers X and Y is only 5 'AC
, And the length is represented by a constant length for all cDNAs, so that the risk of artifacts due to differences in amplification efficiency by PCR is minimal.

【0028】次にステップ(b)について説明する。ス
テップ(b)は、被検cDNAに特異的なRsaI切断
部位(AC)に引き続く14塩基を選別するのであるか
ら、被検cDNAと異なるコントロールcDNAについ
ても、前記と同様の操作を行ってコントロールcDNA
由来の小断片ライブラリーを得、両小断片ライブラリー
を用いたハイブリダイゼーション法により共通する14
塩基を除き、被検cDNAに特異的なRsaI切断部位
(AC)に引き続く14塩基をクローニングすればよ
い。
Next, step (b) will be described. In the step (b), the 14 bases following the RsaI cleavage site (AC) specific to the test cDNA are selected. Therefore , a control cDNA different from the test cDNA is subjected to the same operation as described above. cDNA
A library of small fragments derived from each other was obtained, and the common 14 fragments were obtained by a hybridization method using both small fragment libraries.
After removing the bases, the 14 bases following the RsaI cleavage site (AC) specific to the test cDNA may be cloned.

【0029】当該ハイブリダイゼーション法としては、
詳細にはRNAを用いる方法(例えば図2)とDNAを
用いる方法(例えば図3)が考えられる。cDNA小断
片ライブラリーは、被検体及びコントロールとも同じリ
ンカー(リンカーX及びY)を用いて作製されているの
で、ハイブリダイズさせる際お互いのサンプル中に同じ
リンカーが入ってこないよう前以てそれぞれ別の制限酵
素(例えば、NcoI及びBspLU11I、以下それ
ぞれNco及びBspと略す)で片方ずつ取り除いてお
く。この処置により、ハイブリッドはcDNAに由来す
る部分でのみ形成される。すなわち被検cDNAに特異
的なcDNAを同定、クローンしたい場合には、該被検
cDNA小断片ライブラリーをBspで切断したものか
ら、センス鎖を適当なプライマーと耐熱DNAポリメラ
ーゼを用いて作り、ハイブリダイズさせるアンチセンス
鎖はNcoで切断したコントロールcDNA小断片ライ
ブラリーから、RNAポリメラーゼもしくは耐熱DNA
ポリメラーゼを用いて作る。これらを(例えば約前者
1、後者10程度の分子比で)混合し、ハイブリダイズ
させる。一定時間の保温の後、ハイブリダイズした画分
(両cDNAライブラリーに共通なcDNA部分)を除
き、残った非ハイブリダイズ画分に今度は被検cDNA
小断片ライブラリーをNcoで切断したものから作った
過剰量のアンチセンス鎖を加え、再びハイブリダイゼー
ションを行う。ハイブリッドを形成した画分が目的とす
る特異的遺伝子由来のものなので、これを回収する。こ
れを逆転写酵素又はDNAポリメラーゼで伸長させた
後、PCRで増幅し、クローニングから塩基配列決定と
いう通常の手段を行えばよい。
As the hybridization method,
Specifically, a method using RNA (for example, FIG. 2) and a method using DNA (for example, FIG. 3) can be considered. Since the cDNA small fragment library is prepared using the same linker (linker X and Y) for both the analyte and the control, they are separately prepared before hybridization so that the same linker is not included in each sample. restriction enzymes (e.g., Nco I and Bsp LU11I, hereinafter respectively referred to as Nco and Bsp) previously removed by one in. By this treatment, a hybrid is formed only at the portion derived from the cDNA. That is, when it is desired to identify and clone a cDNA specific to the test cDNA, a sense strand is prepared from a fragment of the test cDNA small fragment library cut with Bsp using appropriate primers and a heat-resistant DNA polymerase, and hybridized. The antisense strand to be soybean is prepared from RNA polymerase or heat-resistant DNA from a control cDNA small fragment library cut with Nco.
Made using polymerase. These are mixed (for example, at a molecular ratio of about the former 1 and the latter about 10) and hybridized. After incubation for a certain period of time, the hybridized fraction (the cDNA portion common to both cDNA libraries) was removed, and the remaining non-hybridized fraction was replaced with the test cDNA.
An excess amount of the antisense strand made from the small fragment library cut with Nco is added, and hybridization is performed again. Since the hybrid-forming fraction is derived from the specific gene of interest, it is collected. This may be extended by reverse transcriptase or DNA polymerase, amplified by PCR, and subjected to ordinary means of cloning to nucleotide sequence determination.

【0030】好ましいクローニング手段としては、分取
したバンドをアイソトープを含まない条件下でPCRを
行い、次いで既知のプラスミドへ組み込んでシークエン
スする方法が挙げられる。また、TAクローニングキッ
トを用いることもできる。
As a preferred cloning means, there is a method in which the fractionated band is subjected to PCR under conditions not containing an isotope, and then incorporated into a known plasmid and sequenced. Alternatively, a TA cloning kit can be used.

【0031】かくして得られる5′側制限酵素Rsa
切断部位(AC)に引き続く14塩基からなるcDNA
断片は、被検cDNAに特異的な遺伝子、すなわち被検
細胞のmRNAに特異的である。従って、本発明方法を
用いて、ある細胞由来のcDNAのクローニングを行え
ば、当該細胞がおかれた状況に特異的に発現している遺
伝子の定量的解析が可能である。そして、かかる情報を
蓄積すれば、疾病(例えば、癌、感染症など)の診断が
可能である。
The 5 'restriction enzyme Rsa I thus obtained
CDNA consisting of 14 bases following the cleavage site (AC)
The fragment is specific for the gene specific to the test cDNA, ie, the mRNA of the test cell. Therefore, by cloning cDNA derived from a certain cell using the method of the present invention, it is possible to quantitatively analyze a gene that is specifically expressed in a situation where the cell is placed. By accumulating such information, it is possible to diagnose a disease (eg, cancer, infectious disease, etc.).

【0032】また、前記14塩基からなるcDNA断片
の5′側にGTACを連結して得られる18塩基からな
るDNA断片も、被検cDNA由来のcDNA断片であ
る。そして、この18塩基からなるcDNA断片もま
た、被検細胞に特異的である。
A 18-base DNA fragment obtained by linking GTAC to the 5 'side of the 14-base cDNA fragment is also a cDNA fragment derived from the test cDNA. The cDNA fragment consisting of 18 bases is also specific to the test cell.

【0033】従って、前記14塩基からなるcDNA断
片、前記18塩基からなるcDNA断片又はこれらの標
識体は、被検cDNAの良好なプローブであり、これら
をプローブとして用いることにより、被検cDNA、ひ
いては被検細胞の測定が可能である。よって、これらの
プローブは、被検細胞の診断用プローブ、例えば各種疾
患診断用のプローブとして有用である。ここで、標識体
としては、放射性同位元素、酵素等による標識が挙げら
れる。
Therefore, the above-mentioned cDNA fragment consisting of 14 bases, the above-mentioned cDNA fragment consisting of 18 bases, or a labeled product thereof is a good probe for the cDNA to be tested, and by using these as a probe, the cDNA to be tested, Test cells can be measured. Therefore, these probes are useful as diagnostic probes for test cells, for example, probes for diagnosing various diseases. Here, examples of the label include a label with a radioisotope, an enzyme, and the like.

【0034】[0034]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもので
はない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which should not be construed as limiting the invention thereto.

【0035】実施例1 (a)培養T細胞株Molt4及びこれにHIV NL
−4株を感染させた細胞からmRNAを分離し、逆転写
酵素を用いてcDNAを得た。それぞれのcDNAにつ
いて以下の如くして特異的遺伝子のクローニングを行っ
た。
Example 1 (a) Cultured T cell line Molt4 and HIV NL
MRNA was isolated from cells infected with the -4 strain, and cDNA was obtained using reverse transcriptase. The specific gene was cloned for each cDNA as follows.

【0036】まず、二本鎖cDNAをオリゴdTラテッ
クスビーズをプライマーとして合成した(以下、図1参
照)。次に、このcDNAをRsaIで切断し、遠心し
て沈殿したラテックスビーズ部分を回収し、図のように
cDNAの最も3′末端に近いRsaI部位を持つcD
NA断片が存在する分画を得た。次にリンカー(リンカ
ーX)を切断端にT4DNAライゲースを用いて連結し
た。これには少なくとも3つの方法があり、いずれでも
可能であった。
First, double-stranded cDNA was synthesized using oligo dT latex beads as primers (see FIG. 1). Next, this cDNA was cleaved with Rsa I, and the latex bead portion precipitated by centrifugation was recovered. As shown in the figure, a cD having a Rsa I site closest to the 3 'end of the cDNA was obtained.
A fraction containing the NA fragment was obtained. Next, a linker (linker X) was ligated to the cut end using T4 DNA ligase. There were at least three ways to do this, all of which were possible.

【0037】1)RsaI切断で生じた平滑末端に直
接、平滑末端接続を行う。この場合のリンカーは
1) A blunt end connection is made directly to the blunt end generated by Rsa I cleavage. The linker in this case is

【0038】 5′−TACAGGATACGCCATGGG−3′ 3′−ATGTCCTATGCGGTACCC−5′5′-TACAGGATACGCCATGGGG-3 ′ 3′-ATGTCCTATGCGGGTACCC-5 ′

【0039】であった。Was obtained.

【0040】2)dCTPの存在下にTaqDNAポリ
メラーゼでRsaI末端を処理し、1塩基のCを3′端
に付加し、
2) treating the RsaI terminus with Taq DNA polymerase in the presence of dCTP, adding 1 base C to the 3 'terminus,

【0041】 5′− AC・・・・・ 3′−CTG・・・・・5'-AC ... 3'-CTG ...

【0042】という突出末端を形成する。これに接着末
端接続を行うのであるが、この場合のリンカーは
The protruding end is formed. This is followed by a cohesive end connection, in which case the linker is

【0043】 5′−TACAGGATACGCCATGGG−3′ 3′−ATGTCCTATGCGGTACC−5′5′-TACAGGATACGCCATGGGG-3 ′ 3′-ATGTCCTATGCGGTACC-5 ′

【0044】であった。Was

【0045】3)dATP、dGTP及びdCTPの存
在下にT4DNAポリメラーゼでRsaI末端を処理
し、1塩基のTを3′末端から除去し、
3) treating the RsaI end with T4 DNA polymerase in the presence of dATP, dGTP and dCTP to remove one base T from the 3 ′ end,

【0046】 5′−AC・・・・・ 3′− G・・・・・5'-AC ... 3'-G ...

【0047】という突出末端を形成する。これに接着末
端接続を行うのであるが、この場合のリンカーは
The protruding end is formed. This is followed by a cohesive end connection, in which case the linker is

【0048】 5′−TACAGGATACGCCATGGG−3′ 3′−ATGTCCTATGCGGTACCCT−5′5′-TACAGGATACGCCATGGGG-3 ′ 3′-ATGTCCTATGCGGTACCCT-5 ′

【0049】であった。Was obtained.

【0050】次にこれらのリンカー接続により生じた制
限酵素BsmFI部位(GGGAC)を利用して、Bs
FI切断を行い、今度は前回とは逆にラテックスビー
ズでない部分、すなわち遠心上清を回収した。この酵素
の切断部位はGGGACN(10/14)であるから、回収
された部分にはリンカーに引き続くcDNA由来の14
塩基が含まれることになる(RsaI部位由来の共通の
AC2残基を除く)。
Next using the restriction enzyme Bsm FI sites caused by these linkers connection (GGGAC), Bs
performed m FI cutting, partial turn not latex beads as opposed to the previous, i.e. to recover the supernatant. Since the cleavage site of this enzyme is GGGACN (10/14), the recovered portion contains the cDNA derived from the cDNA following the linker.
Bases will be included (excluding the common AC2 residue from the RsaI site).

【0051】この部分をdATP、dCTP、dGTP
及びdTTPの存在下にTaqDNAポリメラーゼ反応
を行えば、3′末端に一個のAがついた突出末端を生じ
るので、これに第二のリンカー(リンカーY)を接着末
端接続を行った。この場合のリンカーは
This part is called dATP, dCTP, dGTP
And TaT DNA polymerase reaction in the presence of dTTP, a protruding end having one A at the 3 'end was generated, and a second linker (linker Y) was cohesively connected to this end. The linker in this case is

【0052】 5′− CATGTGTCGCAACTGACT−3′ 3′−TGTACACAGCGTTGACTGA−5′5'-CATGTGTCGCAACTGACT-3 '3'-TGTACACAGCGTGTGACTGA-5'

【0053】であった。Was

【0054】いまや両端を既知のリンカーではさまれた
cDNA由来の14塩基対を含む総延長53塩基対のD
NAの一群、つまり小断片cDNAライブラリーが得ら
れたわけである。これはプライマー5′−TACAGG
ATACGCCATGGGAC−3′(プライマーx)
及び5′−TAGTCAGTTGCGACACATGT
−3′(プライマーy)を用いて、TaqDNAポリメ
ラーゼでPCRにより容易に増幅できる。本実施例にお
いては15回の増幅を行い、これを小断片cDNAライ
ブラリーとして保存し、また一部を取り出しては以下の
特異的クローンの選別に用いた。
Now, a total of 53 base pairs of D including 14 base pairs derived from cDNA with both ends sandwiched between known linkers
A group of NAs, a small fragment cDNA library, was obtained. This is the primer 5'-TACAGGG
ATACGCCATGGGAC-3 '(primer x)
And 5'-TAGTCAGTTGCGACACATGT
Using -3 '(primer y), it can be easily amplified by PCR with Taq DNA polymerase. In this example, amplification was performed 15 times, and this was stored as a small fragment cDNA library, and a part thereof was taken out and used for selection of the following specific clones.

【0055】(b)特異的クローンの選別はハイブリダ
イゼーションの原理に依存したが、二つのライブラリー
に共通の塩基配列小断片を除くのに、RNAを用いる方
法(図2)とDNAを用いる方法(図3)の二つの方法
で行った。
(B) The selection of specific clones depends on the principle of hybridization, but the method using RNA (FIG. 2) and the method using DNA to remove small base sequence fragments common to the two libraries (FIG. 3).

【0056】1)RNAを用いる選別法(図2) まず、一方の小断片cDNAライブラリー(例えば図2
においてはA−ライブラリー)をBspで切断し、XN
部分を回収、これをプライマーxとTaqDNAポリメ
ラーゼを用いて、不均等増幅反応を行い、センス鎖XN
配列からなる一本鎖DNAを調製する。次にプライマー
xとT3のプロモーター配列を5′末につないだプライ
マーy(プライマーT3y)でPCRを行い、T3プロ
モーター配列がついた小断片cDNAライブラリーを作
る(プライマーyにつなぐのはT7プロモーター配列で
もSP6プロモーター配列でも可能である)。プライマ
ーT3yの配列は
1) Selection method using RNA (FIG. 2) First, one small fragment cDNA library (for example, FIG. 2)
In A, the A-library was cut with Bsp and XN
A portion was recovered and subjected to an unequal amplification reaction using the primer x and Taq DNA polymerase.
A single-stranded DNA consisting of the sequence is prepared. Next, PCR is performed with primer y (primer T3y) in which the promoter sequence of primer x and T3 is linked to the 5 'end to prepare a small fragment cDNA library with a T3 promoter sequence (the T7 promoter sequence is connected to primer y). However, an SP6 promoter sequence is also possible). The sequence of primer T3y is

【0057】5′−GGGTTATTAACCCTCA
CTAAAGGGAAGTAGTCAGTTGGGAC
ACATGT−3′
5'-GGGTATTAACCCTCA
CTAAAGGGAAGTAGTCAGTTGGGAC
ACATGT-3 '

【0058】であった。Was

【0059】このライブラリーを制限酵素NcoIで切
断後、X部分を除き、T3RNAポリメラーゼを用いて
in vitro転写反応を行い、図2のようなNY部分に対す
るアンチセンス鎖RNAを作製する。
After cutting this library with the restriction enzyme NcoI , the X portion was removed and the library was digested with T3 RNA polymerase.
An in vitro transcription reaction is performed to prepare an antisense strand RNA for the NY portion as shown in FIG.

【0060】同様にB−ライブラリーからもセンスDN
AとアンチセンスRNAを作製する。次にこれらのセン
ス鎖DNAとアンチセンス鎖RNAをクロスワイズに
(すなわち、A−ライブラリーからのDNAにはB−ラ
イブラリーのRNA、B−ライブラリーからのDNAに
対してはA−ライブラリーのRNA)分子比にして約1
対10で混合、ハイブリダイゼーション反応を行う。こ
の反応でハイブリッドを形成した画分は両方のライブラ
リーに共通したものであるので除き、RNase処理後
残った一本鎖DNAを回収する。このDNAに今度は、
同じライブラリーから作ったアンチセンスRNAを加え
ると、DNA−RNAハイブリッドとして回収できる。
これを用いて逆転写反応を行えば、XNYとなったそれ
ぞれのライブラリーに特異的な部分が一本鎖DNAとし
て回収できる。これをプライマーx及びプライマーyを
用いてPCR後、NcoBspで切断、これらの酵素
は同じ接着末端を生じるので、このDNA断片をプラス
ミドベクターpNco1のNcoI部位に組み込み、塩
基配列を決定する。pNco1はプラスミドpUC11
9のEcoRIとHindIII 部位の間にあるマルチプ
ルクローニングサイトを除去し、替わりに
Similarly, the sense DN was obtained from the B-library.
A and antisense RNA are prepared. Next, these sense strand DNA and antisense strand RNA are cross-wise (i.e., B-library RNA for DNA from A-library and A-library for DNA from B-library). RNA) of about 1
Mix and hybridize in pairs. The fraction that formed a hybrid in this reaction is common to both libraries, and the single-stranded DNA remaining after the RNase treatment is recovered. This DNA
When an antisense RNA made from the same library is added, it can be recovered as a DNA-RNA hybrid.
If a reverse transcription reaction is carried out using this, a portion specific to each library that has become XNY can be recovered as single-stranded DNA. After PCR using primers x and primer y which, cut with Nco and Bsp, since these enzymes produces the same cohesive end, incorporating the DNA fragment Nco I site of the plasmid vector p Nco 1, determining the nucleotide sequence I do. p Nco 1 plasmid pUC11
The multiple cloning site between the Eco RI and Hind III sites of 9 was removed and replaced with

【0061】 5′−AATTCCATGGATATCATGA −3′ 3′− GGTACCTATAGTACTTCGA−5′5′-AATTCCATGGGATCATGA-3 ′ 3′-GGTACCTATAGTACTTCGA-5 ′

【0062】を組み込んだものである。Is incorporated.

【0063】2)DNAを用いる選別法(図3) 比較を行いたい二つの細胞から得られた小断片cDNA
ライブラリーを、それぞれNco、もしくはBspで切
断し、NY及びXN断片を回収する。これらをそれぞれ
プライマーyもしくはプライマーxとTaqDNAポリ
メラーゼを用いて、不均等増幅反応を行い、一本鎖のア
ンチセンスNY鎖及びセンスXN鎖を合成する。これら
センス鎖とアンチセンス鎖を上記1)と同様にクロスワ
イズに、同様の分子比において混合し、ハイブリダイゼ
ーションを行う。ハイブリッドを形成しない画分を回収
し、今度はセンス鎖自身が由来したライブラリーからの
アンチセンス鎖DNA断片とハイブリダイズさせる。ハ
イブリッド画分を回収し、T4DNAポリメラーゼ(も
しくはクレノウDNA断片、あるいはその他のDNAポ
リメラーゼ)で部分的ハイブリッドの伸長反応を行い、
完全な二本鎖DNAとする。これをプライマーx及びプ
ライマーyを用いて、PCRにより増幅を行う。これを
上記1)と同様にNco及びBspで切断後、pNco
1に組み込み、塩基配列決定を行う。
2) Selection method using DNA (FIG. 3) Small fragment cDNA obtained from two cells to be compared
The library, cut with each Nco or Bsp,, recovering NY and XN fragments. These are subjected to unequal amplification reaction using primer y or primer x and Taq DNA polymerase, respectively, to synthesize single-stranded antisense NY chains and sense XN chains. These sense strands and antisense strands are mixed in a crosswise manner at the same molecular ratio as in 1) above, and hybridization is carried out. The fraction that does not form a hybrid is collected and then hybridized with the antisense strand DNA fragment from the library from which the sense strand itself was derived. The hybrid fraction is collected, and a partial hybrid elongation reaction is performed with T4 DNA polymerase (or Klenow DNA fragment or other DNA polymerase),
It is a complete double-stranded DNA. This is amplified by PCR using primer x and primer y. This was cleaved with similarly Nco and Bsp the above 1), p Nco
1 and base sequence determination is performed.

【0064】(c)上記の如くして、T細胞株のMol
t4と、これにHIV NL−4を感染させた細胞との
比較を行った。つまりHIV感染により特異的に発現が
高まってくる遺伝子と、逆に特異的に発現が抑制される
遺伝子の同定とクローニングである。
(C) As described above, the Mol of the T cell line
A comparison was made between t4 and cells infected with HIV NL-4. That is, identification and cloning of genes whose expression is specifically increased by HIV infection and genes whose expression is specifically suppressed on the contrary.

【0065】表1及び表2にこの方法で同定された小断
片をいくつか示した。これらの塩基配列を既存のデータ
ベースに対しホモロジー検索を行った。表1にはHIV
の感染により発現が上昇すると考えられる小断片の一部
が示されており(つまり、HIV感染細胞のライブラリ
ーに特異的に見られる小断片)、表2には逆にHIV感
染で発現が抑えられる小断片(つまり非感染細胞のライ
ブラリーに特異的に見られるもの)である。
Tables 1 and 2 show some of the small fragments identified by this method. These nucleotide sequences were subjected to homology search against an existing database. Table 1 shows HIV
Some of the small fragments that are thought to increase in expression due to infection of HIV (ie, small fragments specifically found in the library of HIV-infected cells) are shown in Table 2, and conversely, expression is suppressed by HIV infection. Small fragments (ie, those found specifically in a library of uninfected cells).

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

【0068】表1の1行目に見られるTGGGTCTC
TCTGGT配列はHIVの配列の一部であり、HIV
感染細胞に特異的に見られたというのは本発明方法が正
確であることを示している。この他、アポリポプロテイ
ンAII、チューブリン、血清アルブミンやβ2インテ
グリンDサブユニットなど、意外なものもあり、また未
知の塩基配列もいくつか含まれていた。一方、HIV非
感染Molt4細胞からのライブラリーから得られた小
断片(つまりHIV感染で発現が抑制されると考えられ
るmRNA)には、リボソーマルプロテインL7、L3
1、スタスミン、サイトスケレタール γ−アクチン、
ユビキチン、ジヒドロリポエートデヒドロゲナーゼ、ラ
クテートデヒドロゲナーゼ等に加えていくつか未知の配
列も含まれていた。
TGGGTCTC found in the first row of Table 1
The TCTGGT sequence is a part of the sequence of HIV,
The fact that it was specifically observed in infected cells indicates that the method of the present invention is accurate. In addition, there were surprising ones such as apolipoprotein AII, tubulin, serum albumin and β2 integrin D subunit, and also contained some unknown base sequences. On the other hand, small fragments (that is, mRNAs whose expression is considered to be suppressed by HIV infection) obtained from a library from HIV-uninfected Molt4 cells include ribosomal proteins L7 and L3.
1, stathmin, cytoskeletal γ-actin,
Some unknown sequences were included in addition to ubiquitin, dihydrolipoate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, and the like.

【0069】なお、表1及び2中、mf IDとして塩
基配列の前に示してある数字はコンピューター処理のた
めに14塩基によるランダムな組み合わせ(全部で268,
435,456 通りある)に対し、ACGTの順に番号をふっ
たものである。すなわち、以下の如くである。
In Tables 1 and 2, the numbers shown before the base sequence as mf ID are random combinations of 14 bases (total of 268,
435, 456 patterns) in the order of ACGT. That is, it is as follows.

【0070】 AAAAAAAAAAAAAAを000000001(又は単に1) AAAAAAAAAAAAACを000000002(又は単に2) AAAAAAAAAAAAAGを000000003(又は単に3) AAAAAAAAAAAAATを000000004(又は単に4) AAAAAAAAAAAACAを000000005(又は単に5) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ TTTTTTTTTTTTGTを268435452 TTTTTTTTTTTTTAを268435453 TTTTTTTTTTTTTCを268435454 TTTTTTTTTTTTTGを268435455 TTTTTTTTTTTTTTを268435456[0070] The AAAAAAAAAAAAAA 000000001 (or simply 1) AAAAAAAAAAAAAC the 000000002 (or simply 2) AAAAAAAAAAAAAG the 000,000,003 (or simply 3) AAAAAAAAAAAAAT the 000,000,004 (or simply 4) AAAAAAAAAAAACA the 000,000,005 (or simply 5) ....... TTTTTTTTTTTTGT 268435452 TTTTTTTTTTTTTTA 268435453 TTTTTTTTTTTTTTC 268435454 TTTTTTTTTTTTTTG to 2684435455 TTTTTTTTTTTTTTT to 2684435456

【0071】これにより如何なる14塩基よりなる配列
が現れても、すべてこれらの9桁の数字の一つに割り当
てることができる。これらの数字をmf ID(小断片
ID)と呼ぶ。
As a result, any sequence consisting of 14 bases can be assigned to one of these 9-digit numbers. These numbers are called mf ID (small fragment ID).

【0072】(d)次に本法により同定された小断片
が、実際のそれぞれの細胞における発現特異性を正確に
反映しているかどうかを確かめるために、同定された配
列が細胞中で実際どれくらいの頻度で発現されているか
を測定した。この目的のためには本法の最初のステップ
で得られた小断片cDNAライブラリーが役に立つ。す
なわちmRNAに1対1の対応をする14塩基で代表さ
れた小断片cDNAライブラリーに含まれる小断片をラ
ンダムに多数、塩基配列決定すればよいからである。本
発明による小断片cDNAライブラリーを構成する個々
の小断片はNcoBspで切り出すことができ、しか
もこれらの酵素によって生じる接着末端は同一であるた
め、多数の小断片を連結することができる。これは連結
のために用いる酵素(T4DNAリガーゼ)の性格であ
り、この酵素の発見当初より認識されていた(J. Biol.
Chem. 234, 4543(1968))。連結した小断片をpNco
1に組み込み、塩基配列の決定を行えば、一回の操作で
約20個程度の小断片の配列を明らかにできる。細胞で
発現されているmRNAの種類とそれぞれの個数をおお
むね明らかにできると考えられる5万個の配列を明らか
にするのに、約2500サンプルのシークエンシングを
行った。
(D) Next, to ascertain whether the small fragments identified by this method accurately reflect the actual expression specificity in each cell, how much the identified sequence is actually At a frequency of 2. The small fragment cDNA library obtained in the first step of the method is useful for this purpose. That is, a large number of small fragments contained in a small fragment cDNA library represented by 14 bases corresponding to mRNA on a one-to-one basis may be randomly sequenced in large numbers. Individual small fragments constituting the small fragment cDNA library according to the invention can be cut out with Nco and Bsp, yet sticky ends generated by these enzymes are the same, can be connected a number of small fragments. This is the nature of the enzyme (T4 DNA ligase) used for ligation and has been recognized since the discovery of this enzyme (J. Biol.
Chem. 234, 4543 (1968)). The ligated small fragment is pNco
Incorporation into a single fragment and determination of the nucleotide sequence can reveal the sequence of about 20 small fragments in one operation. Approximately 2500 samples were sequenced to elucidate the 50,000 sequences that could roughly elucidate the type and number of mRNAs expressed in the cells.

【0073】表3及び表4に二つのライブラリーから
の、約5万個ずつの小断片の塩基配列決定の結果得られ
たmRNAの出現回数の一部が示されている。表1及び
2に示されたすべての配列が二つのライブラリーを直接
比較した場合から得られる結果により完全に支持される
ということが明らかであった。さらに、小断片cDNA
ライブラリーの直接塩基配列決定は、より多数のmRN
Aの発現における差異を明らかにした(表3及び4には
そのような発現に差のあるmRNAもいくつか示してあ
る)。
Tables 3 and 4 show a part of the number of appearances of mRNA obtained as a result of sequencing about 50,000 small fragments from the two libraries. It was clear that all the sequences shown in Tables 1 and 2 were fully supported by the results obtained when comparing the two libraries directly. In addition, small fragment cDNA
Direct sequencing of the library requires more mRN
The differences in the expression of A were revealed (Tables 3 and 4 also show some mRNAs with such differential expression).

【0074】[0074]

【表3】 [Table 3]

【0075】[0075]

【表4】 [Table 4]

【0076】(e)次に、このようにして得られた小断
片を用いて、そもそもその小断片が由来したmRNAそ
のものをクローニングできるかどうか、すなわちその小
断片がプローブとして有用か否かを試した。本発明で明
らかにされるmRNA由来の小断片の塩基長は14であ
るが、この5′上流には必ずRsaI部位が存在してい
るはずなので、この認識配列GTACの4塩基を加えて
計18塩基のプローブとすることができる。表1及び2
に見られた小断片の任意の18塩基(5′−GTACC
ATGCGGCCACACG−3′)を合成し、その
5′末を32Pで標識し、通常の方法で作製したMolt
4のcDNAライブラリーに対し、プラークハイブリダ
イゼーションを行った結果を図4に示す。陽性のクロー
ンは図4から明らかなように容易に同定でき、二次、三
次スクリーニングによるクローンの純化にも全く問題な
かった。18塩基はこのように安定なハイブリドを形成
するのに十分な長さであり、完全長cDNAクローニン
グのためのプローブとして完璧に機能し得ることが判明
した。
(E) Next, using the small fragment thus obtained, it was tested whether the mRNA itself from which the small fragment was derived could be cloned in the first place, ie, whether the small fragment was useful as a probe. Was. Although the base length of the small fragment derived from mRNA described in the present invention is 14, an Rsa I site must exist at the 5 'upstream, so the total length is calculated by adding 4 bases of this recognition sequence GTAC. It can be a probe of 18 bases. Tables 1 and 2
18 bases (5'-GTACC)
ATGCGGGCCACACG-3 ') was synthesized, the 5' end of which was labeled with 32 P, and Molt prepared by a conventional method was used.
The results of plaque hybridization performed on the cDNA library No. 4 are shown in FIG. Positive clones were easily identified as is clear from FIG. 4, and there was no problem in purifying the clones by secondary and tertiary screening. 18 bases were found to be long enough to form such a stable hybrid and could function perfectly as a probe for full-length cDNA cloning.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明によれば被検cDNA又は被検細
胞に特異的に発現している遺伝子を再現性よく正確に検
出し、クローニングすることができる。本発明によれ
ば、任意のふたつの細胞における機能、形態上の違いを
遺伝子発現状態の差として明らかにできるので、生理的
条件下、あるいは病的状態におけるあらゆる生物現象の
解析に広く応用できる。
According to the present invention, it is possible to detect and clone a test cDNA or a gene specifically expressed in a test cell with good reproducibility. According to the present invention, a difference in function and morphology between any two cells can be clarified as a difference in gene expression state, so that it can be widely applied to analysis of all biological phenomena under physiological conditions or pathological conditions.

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

【図1】本発明方法におけるステップ(a)(小断片c
DNAライブラリーの作製法)の一実施態様を示す概略
図である。
FIG. 1. Step (a) (small fragment c)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a method for producing a DNA library).

【図2】本発明方法におけるステップ(b)のうち、相
補鎖RNAを用いるスクリーニング法の一実施態様を示
す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of a screening method using a complementary RNA in step (b) of the method of the present invention.

【図3】本発明方法におけるステップ(b)のうち、相
補鎖DNAを用いるスクリーニング法の一実施態様を示
す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing one embodiment of a screening method using a complementary strand DNA in step (b) of the method of the present invention.

【図4】本発明18塩基プローブを用いたプラークハイ
ブリダイゼーションの結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the results of plaque hybridization using the 18-base probe of the present invention.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検cDNAに、制限酵素RsaI処
理、任意のリンカーX連結、制限酵素BsmFI処理及
びリンカーXとは異なる任意のリンカーY連結を行うこ
とにより、5′−リンカーX−(5′側にRsaI切断
部位(AC)を有する16塩基)−リンカーY−3′か
らなるcDNA小断片ライブラリーを得、該ライブラリ
ーから被検cDNAに特異的なRsaI切断部位(A
C)に引き続く14塩基をクローニングすることを特徴
とする被検cDNA中の特異的遺伝子のクローニング
法。
1. A test cDNA is treated with a restriction enzyme Rsa I, ligated with an optional linker X, treated with a restriction enzyme Bsm FI, and ligated with an optional linker Y different from the linker X to give a 5′-linker X- ( A small cDNA library consisting of a 16-base linker-Y-3 'having an RsaI cleavage site (AC) on the 5' side was obtained, and an RsaI cleavage site (A
A method for cloning a specific gene in a test cDNA, which comprises cloning 14 bases subsequent to C).
【請求項2】 cDNA小断片ライブラリーの取得が、 (1)3′側に標識オリゴヌクレオチドが結合した被検
cDNAを制限酵素RsaI処理して、5′−Rsa
部位(AC)−標識オリゴヌクレオチドDNA断片を
得、 (2)(1)で得たDNA断片のRsaI部位(AC)
に、3′側にGGGを有するリンカーXを連結し、 (3)(2)で得たDNA断片を制限酵素BsmFI処
理して、被検cDNA由来のRsaI切断部位(AC)
を有する16塩基の5′側にリンカーXが連結したDN
A断片を得、 (4)(3)で得たDNA断片の3′側にリンカーYを
連結することにより、5′−リンカーX−(被検cDN
A由来のRsaI部位(AC)を有する16塩基)−リ
ンカーY−3′からなるcDNA小断片ライブラリーを
得るものである請求項1記載のクローニング法。
2. A cDNA small fragment library is obtained by (1) treating a test cDNA having a labeled oligonucleotide bound to the 3 ′ side with a restriction enzyme RsaI, and treating it with 5′- RsaI.
Site (AC) —A labeled oligonucleotide DNA fragment was obtained. (2) Rsa I site (AC) of the DNA fragment obtained in (1)
(3) A DNA fragment obtained in (2) is treated with a restriction enzyme Bsm FI to obtain an Rsa I cleavage site (AC) derived from the test cDNA.
Having linker X linked to the 5 'side of 16 bases having
A fragment was obtained. (4) A linker Y was ligated to the 3 'side of the DNA fragment obtained in (3) to obtain a 5'-linker X- (test cDN
The cloning method according to claim 1, wherein a small cDNA library comprising a 16-base-linker Y-3 'having an RsaI site (AC) derived from A is obtained.
【請求項3】 標識オリゴヌクレオチドが、ラテックス
ビーズ結合オリゴdTである請求項2記載のクローニン
グ法。
3. The cloning method according to claim 2, wherein the labeled oligonucleotide is a latex bead-bound oligo dT.
【請求項4】 被検cDNAに特異的なRsaI切断部
位(AC)に引き続く14塩基遺伝子のクローニング
が、被検cDNA由来小断片ライブラリーとコントロー
ルcDNA由来小断片ライブラリーとのハイブリダイゼ
ーションにより、共通する14塩基を除去するものであ
る請求項1〜3のいずれか1項記載のクローニング法。
4. The cloning of a 14-base gene following the Rsa I cleavage site (AC) specific to the test cDNA is carried out by hybridization between the test cDNA-derived small fragment library and the control cDNA-derived small fragment library. The cloning method according to any one of claims 1 to 3, wherein the common 14 bases are removed.
【請求項5】 請求項1〜4における被検cDNAとし
て被検細胞mRNAのcDNAを用いることを特徴とす
る被検細胞特異的遺伝子のクローニング法。
5. A method for cloning a gene specific to a test cell, wherein the cDNA of the test cell mRNA is used as the test cDNA according to claim 1.
【請求項6】 5′側制限酵素RsaI切断部位(A
C)に引き続く14塩基からなるcDNA断片。
6. A 5′- restriction enzyme Rsa I cleavage site (A
CDNA fragment consisting of 14 bases following C).
【請求項7】 5′側にGTAC配列を有する18塩基
からなるcDNA断片。
7. A cDNA fragment consisting of 18 bases having a GTAC sequence on the 5 ′ side.
【請求項8】 請求項6又は7記載のcDNA断片又は
その標識体からなる特異的遺伝子検出用プローブ。
8. A probe for detecting a specific gene, comprising the cDNA fragment according to claim 6 or 7 or a labeled product thereof.
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