JPS61254855A - 螢光色素による化学修飾を目印としたdna断片の螢光検出方法 - Google Patents

螢光色素による化学修飾を目印としたdna断片の螢光検出方法

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JPS61254855A
JPS61254855A JP9598885A JP9598885A JPS61254855A JP S61254855 A JPS61254855 A JP S61254855A JP 9598885 A JP9598885 A JP 9598885A JP 9598885 A JP9598885 A JP 9598885A JP S61254855 A JPS61254855 A JP S61254855A
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JP
Japan
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dna
fluorescent
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fluorescent dye
triphosphate
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JP9598885A
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Yoshinori Nagai
永井 喜則
Hideo Fujitani
藤谷 英男
Hiroshi Asai
浅井 博
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分前) 本発明は、ターミナルデオキシヌクレオタイド転移酵素
(terminal deoxynucleotidy
l tra−nsferase)を用いて、螢光色素に
よって化学修飾できるSH基をもつヌクレオチド三燐酸
類をDNAの3′末端に結合させることによって、DN
Aの塩基配列順序を螢光測定によシ決定する方法に関す
る。
(従来技術) 近年、MaxamとGi 1bertは、DNA(D塩
基配列を決定する方法として、3′末端に放射性ヌクレ
オチドを取り込ませるか、5′末端に燐の放射性同位元
素を結合させた標識DNAの塩基を、DNA111成塩
基アデニン、グアニン、シトシン、チミンそれぞれに%
異的に反応する化学物質により修飾切断して、断片DN
Aを作り、電気泳動させて得られる泳動パターンにより
塩基配列を解読する手段を開発した。Maxam−9i
lbert法によれば、T)NAはランダムな長さの断
片となるが、かえってこれによってその切断長と切断点
の塩基からDNA中の塩基の全配列を知ることができる
r、また、螢光性のヌクレオチドを直接DNA3’末端
に取り込ませて螢光標識とするものも提案されている(
直接螢光標識法)。
(発明が解決しようとする問題点) Maxam−Gilbert法においては、放射性アイ
ソトープを用いなければならないので、特別の規制を受
け、普通の実験室で塩基配列を決定することができない
。また、直接螢光標識化法においては、螢光性ヌクレオ
チドとDNA構成ヌクレオチドとの間のエネルギー転移
により螢光強度が低下する欠点がある。
本発明の目的は、これら従来法の欠点を改良し、しかも
Maxam −Gi lbe rt法を越える感覚を有
する新規なりNA断片の螢光検出方法を提供することで
ある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、塩基の化学修飾から電気泳動までの手法はM
axamとG11b・rtの開発した方法を用いる。本
発明の析しい点は、放射性同位元素によるDNAの標識
のかわりに、SH基導入のヌクレオチドをDNA3’末
端に結合させ、SH基を標的にして螢光物質を作用させ
て螢光標識し要点にある。本発明は螢光性のヌクレオチ
ドを直接DNA3’末端に#Ilシ込ませる螢光標識と
は異なる間接螢光標識法である。
本発明の螢光色素による化学修飾を目印とし71jDN
A断片の螢光検出方法は、Maxam −G1−1be
rL法にならって得られ次DNA断片を電気泳動等の手
段によって分離し、塩基配列を決定するにあたって、S
H基をもつヌクレオチド三燐酸類似物質としての6メル
カグトプリン三燐酸、チオグアノシン三燐酸、まfcは
4チオウリジン三燐酸fDNAの3′末端ICterm
inal deo−xynucleotidyl tr
ansferase Kよって1分子または2分子結合
させた後、SHM忙特異的に結合する螢光色素であるN
 −(7−dimethylami−no −4−me
thylcoumarynyl ) maleimid
e、N −(1−anilinonaphthyl −
4) maleimide %N−(9−acridi
nyl ) maleimide 、ま次はN−(4−
anilinophenyl ) maleimide
を結合させるものである。
(発明の効果) 本発明の方法は、DNAの塩基配列の決定のためにMa
xam −Gi 1bert法とほぼ同様に行うので、
DNAはランダムな長さの断片になるが、かえってこれ
によってその切断長と切断点の塩基からDNA中の塩基
の全配列がわかるという特@を有している。
本発明によるDNAの螢光標識化の利点は、汚染の心配
のある放射性同位元素の使用を回避できる点にある口し
たがって、普通の実験室で特別の規制を受けずに本発明
の方法によって実験することができる。本発明の螢光標
識法による塩基配列決定時の感覚け、標@DNAの露光
時間を十分にとるととKより、放射性同位元素による標
Rを超え得るものである。従来の螢光性ヌクレオチドを
用いたDNA3’末端標識法は、螢光性ヌクレオチドと
DNA構成ヌクレオチドとの間のエネルギー転移により
、螢光強度が低下する欠点があるが、本発明のSH基を
通しての間接螢光標識法では、エネルギー転移による螢
光強度の低下はない。この点で、螢光ヌクレオチドによ
る直接螢光標識法を改良している。
本発明はD N A 3’末端に導入したSH基に螢光
色素を作用させるため、螢光色素を替えることKより、
化学修飾切断DNA断片の発光波長が選択できる。この
点は塩基配列決定の自動製雪作製の際に大いに役立つ。
なお、標識しないDNA断片から螢光が出ても、その波
長は短いので、判別することができる。
(実施例) 塩基配列(CAAGCTTG)をもつgma rのオリ
ゴヌクレオタイドが用いられ念。
0、4 A260ユニツトのDNA水溶液(40μt)
を反応液(40mMカコジル酸カリウム、8mMMgC
12,1mMD T T、 2.5 mM 6メルカプ
トプリンリボシド三燐酸、160ユニツト・ターミナル
デオキシヌクレオタイド転移酵素、PH6,9、DNA
溶液を加えた後の般終濃変を示した。)に加え九総容1
200μtの溶液をエッペンドルフ型プラスチック製(
容量1.5mt)のチューブに入れ、37℃の温浴に6
時間以上(本例では22時間)浴させ、DNAの3′末
端KSH基誘導ヌクレオタイド(6メルカグトヌクレオ
チド)全結合させた。
酵素反応終了vk、 溶液を4本のエッペンドル7型プ
ラスチック製チューブに分注し、DACM (N −(
7−Dimethylamino −4−methyl
−3−coumarimyl ) −maleimid
e )のアルコール飽和溶液20μtt−それぞれのチ
ューブに加え、DNA3’末端を螢光Sat、+。この
操作の後、4本のチューブそれぞれVC400μtエチ
ルアルコールを加えて、−晩マイナス20℃の冷凍庫に
安置したものを回転数8000rpmで10分間遠心し
、DNAを沈澱させた。そして、沈澱させたDNAをエ
タノール−水混合洗浄液(エタノール:水=17:6)
で洗浄した後、99.5%エタノールでI!に洗浄した
洗浄のすんだ3′末端螢光標RDNAは次の表に示され
る手順で化学修飾切断され、塩基配列決定に用いる修飾
切断片螢光標llDNAとなる。
コノ手順は基本的にMaxam −Gi 1bert法
に従ったものである。
DNA塩基の化学修飾手順表 300μΩ激 300μt   20μtH20+  
 20μt2.5Mbuffer+ DMSbuffe
r   2ptキヤリア   NaC1水溶液1μtキ
ヤリア +1μtギヤリ   −DNA       
+2μtキヤリーDNA    アーDNA   (1
0mg/mt)    アーDNA(10mg/m4 
 (10mg、澹4  を乾固した試   (10mg
/m4を乾固した試 を乾固した  料に入れた。  
 を乾固した試料に入れた。 試料に入れ  (at 
9℃)    科に入れた@(atQ℃)  たc、(
at 9℃)(at 9℃) ・1↓   8     与      4↓2μtD
Ms  2μtDMS   30uzヒドラ    3
0μtヒドラを加え約24 を加え約4  ジンを加え
約   ジンを加え約分室温で反応 8分室錫で  3
7分反応さ   50分反応ささせた。   反応させ
た。 せた◎      せた0甘   ■    8
     ■ 40μtDM  40μtDM  450μtヒト  
450μtヒトS停止液を S停止液を  ラジン停止
液  ラジン停止液加え次。  を加えた。  を加え
た。   を加えた。
それぞれ、99.5 %エタノールを約1 m l加え
てマイナス20℃冷凍庫に一晩放置しtDNAを沈澱さ
せた。
110000rpで10分間遠心するととKより沈澱を
ベレット状にし上澄液を除去した。
ペレットを水−エタノール混液と99.5 %エタノー
ルで洗浄した・ 20μtリン 40μtのりン  100μztM  
 100μzxM酸buffer  @butter 
   ピペリジンを  ピペリジンをを加え90 とl
Oμ荀、5   加え90℃の  加え90℃の℃の熱
浴K  NHC6を加  熱浴に30分  熱浴に30
分15分間  え15分おき  間浴させた0  間浴
させた。
浴させ穴。 に振り60分 間反応させた。
NaOH水  0.3 M酢酸す    加え凍結乾燥
を溶液を加え トリウム水溶    2回くり返した。
各試料に10M1素水5Ji液10μtを加え90℃9
0秒処理した後、電気泳動用試料とした。
4種類の化学修飾切断を施した3′末端螢光標1@DN
Aを201ポリアクリルアミドゲル(4oqbアクリル
アミド: 5 m t、 10 @濃縮TBE液: 1
 ?F11.尿素:4.2g、11過硫酸77モニウム
: 1 m A 、架橋剤としてTEMED (N、N
、 亀N’ −Tetramethylenediam
ine ) 3μtを加えたもの)中で電気泳動(25
0ボルトで約2時間) し、紫外線ランプをゲルに@射
し、紫外線カツトフィルターを通して5分間露光して写
真をとった。写真に見られるバンドの中からDACM自
身及びD A CM −Urea Com−plex 
による余分のバンドを除去して描いたものが第1図であ
る。マーカーとしてBPB (ブロモフェノールブルー
、20%ゲル中で約lO塩基に相当)を使用した。
6メルカプトプリンリボシドリン酸が残っているので、
電気泳動の際下端にバンドをつくる。
このことを考慮して泳動パターンから塩基配列を読むと
、GTTCGACとなる。A塩基修飾のバンドが重なっ
ていると考えると、使用したオリゴマー (CAAGC
TTG)の塩基配列と一致する。
以上において、 (D M S buffer)は次のものからなる:5
9mMカコジル酸ナトリウA(pH8,0)、16mM
塩化マグネシウム、 0.1 mMEDTA2Na。
(DMS停正液)は次のものからなる:2.5Mメルカ
プトエタノール、 3、0 M酢酸ナトリウム、 0、1 M酢酸マグネシウム、 l m M E D T A2N11 。
1、 Orng/mt  t RN A 0(ヒドラジ
ン停止液)は次のものからなる:0.3M酢酸ナトリウ
ム(PH6,0)、IQmM酢酸マグネシウム、 1 m M E D T A2Na 。
0、1 ng/mt  t RNA。
(リン酸buffor (p H7,0) )は:10
 m M  N182P0.1 1o m M  N、2HPO4)  と’ea合して
P H7,0に調製し念ものにED T A2Nae加え濃t’to。
1mMとし念もの。
(10ft!濃縮TBE液)は: Tris 塩酸54g1ホウ酸27.5g%EDTA 
7.5 gを蒸留水500mtに溶かしたもの(pH8
,32)。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の3′末端螢光標#1!DNA
の塩基化学修飾切断泳動パターンを示す図面である。 (ほか1名)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Maxam−Gilbert法にならつて得られ
    たDNA断片を電気泳動等の手段によつて分離し、塩基
    配列を決定するにあたつて、SH基をもつヌクレオチド
    三燐酸類似物質をDNAの3′末端にterminal
     deoxynucleotidyl transfe
    r−aseによつて1分子または2分子結合させた後、
    SH基に特異的に結合する螢光色素を結合させることを
    特徴とする、螢光色素による化学修飾を目印としたDN
    A断片の螢光検出方法。
  2. (2)SH基をもつヌクレオチド三燐酸類似物質として
    6メルカプトプリン三燐酸、チオグアノシン三燐酸、ま
    たは4チオウリジン三燐酸を用いることを特徴とする、
    特許請求の範囲第1項の螢光検出方法。
  3. (3)螢光色素としてN−(7−dimethylam
    ino−4−methylcoumarynyl)ma
    leimide、N−(1−anilinonapht
    hyl−4)maleimide、N−(9−acri
    dinyl)maleimide、または、N−(4−
    anilinophenyl)maleimideを用
    いることを特徴とする、特許請求の範囲第1項または第
    2項の螢光検出方法。
JP9598885A 1985-05-08 1985-05-08 螢光色素による化学修飾を目印としたdna断片の螢光検出方法 Pending JPS61254855A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024120A1 (en) * 1993-04-13 1994-10-27 Naxcor Non-nucleosidic coumarin derivatives as polynucleotide-crosslinking agents

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WO1994024120A1 (en) * 1993-04-13 1994-10-27 Naxcor Non-nucleosidic coumarin derivatives as polynucleotide-crosslinking agents

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