JPWO2003074696A1 - Detection method of base substitution - Google Patents

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Abstract

遺伝子上の塩基置換の検出に有用なキメラオリゴヌクレオチドプライマー及びプローブ、該キメラオリゴヌクレオチドを使用する遺伝子上の塩基置換の検出方法、ならびにそのためのキット。Chimeric oligonucleotide primers and probes useful for detecting base substitution on a gene, a method for detecting base substitution on a gene using the chimeric oligonucleotide, and a kit therefor.

Description

技術分野
本発明は遺伝子上の塩基置換の検出に有用なキメラオリゴヌクレオチドプライマー及びプローブ、該キメラオリゴヌクレオチドを使用する遺伝子上の塩基置換の検出方法、ならびにそのためのキットに関する。
背景技術
同一種に属する生物個体のゲノム上に含有される遺伝暗号は同一ではなく、多型（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）と呼ばれる塩基配列上の差違が存在することが知られている。多型には１〜数十塩基の欠失や挿入、特定の塩基配列が重複するものなどが知られているが、１個の塩基が他の塩基に置換されているものは一塩基置換多型（ｓｉｎｇｌｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ、ＳＮＰ）と呼ばれている。
一塩基置換多型は数百塩基から１０００塩基に１ヶ所程度の割合で存在するといわれ、ヒトのゲノム上には３００万〜１０００万のＳＮＰがあると推定されている。ＳＮＰは疾病に関連する遺伝子の探索、疾病へのかかりやすさ、薬に対する感受性（作用、副作用）の違いを知るための指標として注目されており、その検出方法についても研究が進められている。
従来のＳＮＰの検出手段は、ハイブリダイゼーションに基づくもの、プライマー伸長に基づくもの、あるいは酵素の基質特異性を利用するものに大別される。
ハイブリダイゼーション法は、塩基置換の有無を核酸試料とプローブとのハイブリダイゼーションによって検出するものである。該方法は、一塩基の違いによってハイブリダイゼーションが左右されるようなプローブ、ならびにハイブリダイゼーション条件を見出す必要があり、高い再現性を有する検出系の構築が困難である。
従来法としては、サイクリングプローブ反応（ｃｙｃｌｉｎｇ ｐｒｏｂｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ、例えば米国特許第５，６６０，９８８号公報参照）を用いた変異検出方法が挙げられる。該方法においては、開裂し易い結合を有する核酸プローブを目的とする核酸分子にハイブリダイズさせる。目的とする核酸分子中に塩基置換が無い場合には、当該プローブは開裂し、塩基置換が在る場合には、当該プローブは開裂しない。その後、開裂したプローブ由来の遊離断片の発生度合いを検出、定量することにより塩基置換を検出することを特徴とする。しかしながら、該方法では標的核酸が微量の場合、該プローブの開裂化物の絶対量が少ないため、開裂化物が定量可能な、検出できるレベルに到達するまでに相当のタイムラグがある。
別法として、ＴａｑＭａｎ法（例えば米国特許第５，２１０，０１５号公報または米国特許第５，４８７，９７２号公報参照）を用いた変異検出方法が挙げられる。該方法では、蛍光色素及びクエンチャーが付加したＴａｑＭａｎプローブを使用する。該プローブは、塩基置換を含むものと、塩基置換を含まないものの２種類を使用する。該プローブを目的とする核酸分子にハイブリダイズさせ、その上流からプライマーが伸長してくると、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により、目的とする核酸分子が塩基置換を含まない場合のみ、当該プローブが分解され、発生する蛍光を検出することにより塩基置換を検出することを特徴とする。しかしながら、該方法において、５’→３’エキソヌクレアーゼ活性を有するポリメラーゼ、ならびに３’末端がブロックされた標識ヌクレオチドを用いてＰＣＲを行う必要があり、さらには厳密な温度調整が必要であり、検出するまでに要する時間も長いという問題がある。
酵素を利用する方法としては、まずＤＮＡポリメラーゼを使用する方法があり、該方法にはさらに（１）塩基置換を検出しようとする塩基部分に３’末端がアニーリングするプライマーを使用し、プライマー伸長反応の有無から塩基置換を検出する方法（例えば、米国特許第５，１３７，８０６号公報参照）、（２）３’末端から２番目のヌクレオチドに検出しようとする塩基置換部位が位置するプライマーを使用し、プライマー伸長反応の有無から塩基置換を検出する方法（例えば、国際公開第０１／４２４９８号パンフレット参照）、（３）塩基置換を検出しようとする塩基の３’側に隣接する塩基に３’末端がアニーリングするプライマーを使用し、当該プライマーに取り込まれる塩基を判別して目的部分の変異の有無とその塩基を決定する方法等が挙げられる。
また、ＤＮＡリガーゼを使用する方法がある。当該方法はプローブの末端部分を塩基置換を検出しようとする塩基部分に対応させることにより、ここに隣接したプローブとのライゲーションの有無から塩基置換を検出する。
上記ＤＮＡポリメラーゼ、ＤＮＡリガーゼを用いる方法は、塩基置換に基づくプライマーもしくはプローブと標的核酸との間のミスマッチを正確に検出でない可能性がある。すなわち、これらの酵素はミスマッチを有するプライマー、プローブの場合でも酵素反応を開始し、誤った結果を与えることがある。
すなわち、標的核酸と当該プライマーとのアニーリングエラー及び使用するリガーゼあるいはポリメラーゼのエラーに起因する擬陽性の場合があり、反応条件、特に反応温度等を非常に厳密にコントロールする必要があり、再現性に問題がある。
さらにインベーダー（Ｉｎｖａｄｅｒ）法（例えば、米国特許第５，８４６，７１７号公報参照）のような二本鎖核酸の特殊な構造を認識して切断する活性を有する酵素を利用する方法が挙げられる。このような酵素としてはｃｌｅａｖａｓｅが知られており、塩基置換が存在する（あるいは存在しない）場合に当該酵素に認識されるような構造を形成するプローブを設計し、当該プローブの切断を調べることによって、塩基置換を検出することが可能である。しかしながら、二本鎖核酸の特殊な構造を認識して切断する活性を有する核酸を使用する方法は、その感度に問題を有する。すなわち、当該方法は異分子の標的核酸から１つのシグナルが生成する方法であり、微量の核酸試料からでは塩基置換の検出に十分なシグナルを得られない。もちろん、プローブ切断反応を反復してシグナルを増強することも可能であるが、強いシグナルを得るためには、前もって標的核酸を増幅する必要がある。すなわち、該方法では標的核酸が微量の場合、該プローブ切断物の量が少ないために該切断物量が検出できるレベルに到達するまでに相当のタイムラグが生じる。
以上のように、上記の方法は、標的核酸が微量であった場合には検出できない、厳密な温度管理条件下で行う必要がある、標的核酸とのアニーリングを厳密にコントロールする必要がある、あるいは検出のために特別な性質を有する酵素が必要である等の問題点を有しており、塩基置換を正確に検出できる方法が求められていた。
アミリン（ａｍｙｌｉｎ、膵ランゲルハンス島アミロイドタンパク質；Ｉｓｌｅｔ Ａｍｙｌｏｉｄ Ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ（ＩＡＰＰと略す）とも称される）は、２型糖尿病（インスリン非依存性糖尿病とも称される）患者の膵ランゲルハンス島に沈着しているアミロイドの主要構成成分として分離、同定された生理活性様ペプチドであり、膵β細胞において特異的に発現し、インスリンとともに血中へ分泌されている（例えば、Ｗｅｓｔｅｒｍａｒｋ Ｐ．ら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、８４、３８８１〜３８８５（１９８７）またはＣｏｏｐｅｒ Ｇ．Ｊ．Ｓ．ら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、８４、８６２８〜８６３２（１９８７）参照）。２型糖尿病患者において、高頻度に膵ランゲルハンス島へのアミロイド沈着が認められることから、アミリンと２型糖尿病との関連性が着目されている。
アミリン遺伝子の全配列は決定されており、該遺伝子は第１２染色体短腕ｐ１２．３に存在していることが報告されている（例えば、Ｎｉｓｈｉ Ｍ．ら、Ｍｏｌ．Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ．、３、１７７５〜１７８１（１９８９）参照）。
２型糖尿病患者において、アミリン遺伝子の２０番目のセリン（ＡＧＣ）がグリシン（ＧＧＣ）へ置換されたミスセンス変異が報告されている（例えば、Ｓａｋａｇａｓｈｉｒａ Ｓ．ら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ、４５、１２７９〜１２８１（１９９６）参照）。該変異は、日本、中国、台湾、香港、韓国人において報告されているが、白人においては報告されていない。該遺伝子変異を検出する方法としては、当該変異部位を含む領域をＰＣＲ増幅し、得られた増幅産物を制限酵素Ｍｓｐ Ｉにて処理し、当該増幅産物が分解されるか否かをアガロースゲル電気泳動にて検査していた（例えば、Ｓａｋａｇａｓｈｉｒａ Ｓ．ら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ、４５、１２７９〜１２８１（１９９６）参照）。
上記のように、アミリン遺伝子変異と２型糖尿病との関連性が示唆されているが、該遺伝子変異を効率的に検出する方法は未だ存在しない。
アルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ）は、アセトアルデヒドを酢酸へ酸化する酵素である。ヒトにおいてＡＬＤＨは複数のアイソザイムよりなり、組織毎にその分布が異なっている（例えば、Ｈａｒａｄａ Ｓ．ら、Ｌｉｆｅ Ｓｃｉ．、２６、１７７３〜１７８０（１９８０）参照）。うち、ＡＬＤＨ２は主として肝に存在し、アルコール代謝系酵素として機能している。
ＡＬＤＨ２は肝抽出液の電気泳動によって活性型タンパク質と不活性型タンパク質が多型として見出され（例えば、Ｈａｒａｄａ Ｓ．ら、Ａｍ．Ｊ．Ｈｕｍ．Ｇｅｎｅｔ．、３２、８〜１５（１９８０）参照）、これがアルコール耐性と相関関係にあることが明らかとなっている（例えば、Ｈａｒａｄａ Ｓ．ら、Ｌａｎｃｅｔ ＩＩ、９８２（１９８１）参照）。
ＡＬＤＨ２の全塩基配列は公知であり、ｅｘｏｎ１２のグルタミン酸（ＧＡＡ）がリジン（ＡＡＡ）へ置換されたミスセンス変異が報告されている（例えば、Ｙｏｓｈｉｄａ Ａ．ら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、８１、２５８〜２６１（１９８４）参照）。該変異はモンゴロイド特有のものであり、コーカソイドやネグロイドにおいて当該変異は報告されていない。該遺伝子変異を検出する方法としては、ａｌｌｅｌｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｒｉｍｅｒ−ＰＣＲ法（例えば、原田勝二ら、アルコール代謝と肝、１０、１〜５（１９８８）参照）、ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ（ＲＦＬＰ）法（例えば、Ｈａｒａｄａ Ｓ．ら、Ａｌｃｏｈｏｌ Ａｌｃｏｈｏｌ．、２８、１１〜１３（１９９３）参照）、ＰＣＲ−ＳＳＣＰ（ＰＣＲ−ｓｉｎｇｌｅ ｓｔｒａｎｄ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）法（例えば、Ｈａｒａｄａ Ｓ．ら、Ａｌｃｏｈｏｌ．Ｃｌｉｎ．Ｅｘｐ．Ｒｅｓ．、２３、９５８〜９６２（１９９９）参照）などが報告されている。
しかしながら、該遺伝子変異を効率的に検出する方法は未だ存在しない。
発明の目的
従って本発明の目的は、上記方法の問題を解決し、微量の核酸試料を使用して正確、かつ再現性に優れた塩基置換、例えばＳＮＰを検出する手段を提供することにある。
発明の概要
本発明者らは、標的核酸を増幅する技術と、増幅された標的核酸上の目的の塩基置換の存在を検出可能なプローブとを組み合わせることにより、迅速、かつ高感度に検出可能な方法を構築し、本発明を完成させた。
本発明の第１の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも２種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｃ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物に関する。
本発明の第２の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも２種類のオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｃ）ＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物に関する。
本発明の第２の発明においてＤＮＡポリメラーゼが鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼであってもよい。さらに本発明の第１及び第２の発明において、プローブがリボヌクレオチドを含有するプローブであり、ヌクレアーゼがリボヌクレアーゼＨであってもよい。
本発明の第３の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｄ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ、に関する。
本発明の第４の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ、に関する。
本発明の第４の発明において、ＤＮＡポリメラーゼが鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼであってもよい。さらに本発明の第３及び第４の発明において、組成物が２種のプライマーを含有してもよく、プローブがリボヌクレオチドを含有するプローブであり、ヌクレアーゼがリボヌクレアーゼＨであってもよい。また、当該組成物が等温条件下にインキュベートされてもよい。
本発明の第５の発明は、配列表の配列番号１、２、７、８、１３、１４に記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチドプライマーに関する。
本発明の第６の発明は、配列表の配列番号９、１０、１９、２０に記載の塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーに関する。
本発明の第７の発明は、配列表の配列番号３、４、１１、１２、１５、１６、２１、２２に記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチドプローブに関する。
本発明の第８の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、を含有する組成物に関する。
本発明の第９の発明は、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ、に関する。
発明の詳細な説明
本明細書において塩基置換とは、核酸上の特定の部位において、その一部の塩基が他の塩基に置換されていることを指す。当該塩基置換により生物個体間の遺伝情報の違いが生じ、この遺伝情報の違いは多型（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）、もしくはバリエーション（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）と呼ばれている。また、本明細書において塩基置換とは、上記の多型、バリエーションにおける塩基置換を包含する。また、核酸に人為的に導入された塩基置換も本明細書における塩基置換に含まれる。
本明細書に記載の塩基置換において、置換されている塩基の数には特に限定はなく、１塩基もしくはそれ以上の置換が存在してもよい。
本発明は、ゲノム多型やバリエーションの検出、特に、遺伝子上のＳＮＰ（一塩基置換多型）の検出に特に好適である。
以下に本発明を詳細に説明する。
（１）本発明の組成物
本発明の組成物の一態様としては、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも２種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｃ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物である。
また、本発明の組成物の別態様としては、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも２種類のオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｃ）ＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物である。
さらに本発明の組成物の別態様としては、標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、を含有する組成物である。
また、別の態様としては、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有する少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、を含有することを特徴とする。
上記のキメラオリゴヌクレオチドプライマーは、鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、前記プライマーからのプライマー伸長物におけるプライマー部分に存在するリボヌクレオチドを切断しうるヌクレアーゼと組み合わせることにより、等温条件下に鋳型となる核酸を増幅することが可能である。この核酸増幅方法はＩＣＡＮ（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｐｒｉｍｅｒ−ｉｎｉｔｉａｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄｓ）法と称されており、その詳細は国際公開第００／５６８７７号パンフレット、国際公開第０２／１６６３９号パンフレットに開示されている。プライマーの設計や反応条件の設定はこれらのパンフレットの開示をもとに、目的に応じて適宜決定すればよい。
本発明においては、標的核酸上の、変異を検出しようとする特定の塩基を含む領域を増幅することが可能なプライマーが使用される。すなわち、標的核酸上の前期特定の塩基の上流および下流の領域の塩基配列もしくはこれに相補的な塩基配列にアニーリングし得るプライマーを使用することができる。
本発明の組成物に、鋳型となる標的核酸、鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、前記作用を有するヌクレアーゼを加えて等温条件下にインキュベートすることにより１種類のプライマーからの伸長産物が得られる。２種のプライマーを含有する組成物を使用した場合には、これらのプライマーにはさまれた領域がさらに特異的に増幅される。
さらに、本発明には１種類のプライマーのみを使用する態様も包含される。この場合には、前記プライマーの伸長産物が変異を検出しようとする特定の塩基を含むようにプライマーが設計される。すなわち、標的核酸上の前期特定の塩基の３’−末端側の塩基配列に実質的に相補的なプライマーが使用される。前記プライマーより伸長産物が連続的に生成されることにより、後述のプローブがハイブリダイズし得る核酸が増幅される。ここで「実質的に相補的なプライマー」とは、使用される反応条件において鋳型となる核酸にアニーリング可能なプライマーを意味する。
上記キメラオリゴヌクレオチドプライマーとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１、２、７、８記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１３、１４に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
また、同様にアミリン遺伝子の変異を検出するためのオリゴヌクレオチドプライマーとしては、配列表の配列番号９、１０記載の塩基配列を有するものが、また、アルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１９、２０に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
前記の本発明の組成物に含有されるプローブは、こうして増幅された標的核酸にハイブリダイズすることができる。ここで、標的核酸上の特定の塩基に塩基置換が存在する場合にプローブがヌクレアーゼにより特異的に切断される、あるいは特異的に切断されないようにプローブを設計することにより、プローブの切断を指標として塩基置換の存在、あるいは非存在を検出することができる。
当該プローブを切断するヌクレアーゼには特に限定はないが、例えば、前記特定の塩基に相補的な塩基もしくはその周辺の塩基をリボヌクレオチドとしたプローブを使用する場合には国際公開第０２／２２８３１号パンフレットに記載の方法で調製されたリボヌクレアーゼＨが好適に使用できる。
また、上記のような、塩基置換の検出に有用なプローブとその切断手段については、例えば米国特許第５６６０９８８号に開示されている。
上記キメラオリゴヌクレオチドプローブとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号３、４、１１、１２記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１５、１６、２１、２２に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
（２）本発明の塩基置換の検出方法
本発明の塩基置換の検出方法は、上記（１）に記載された組成物を使用して標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の存在または非存在を検出する方法である。
本発明の方法において用いられる核酸増幅方法は、鋳型核酸に相補的な配列を有するプライマーが使用される種々の方法が使用できる。例えばポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ；ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ、米国特許第４，６８３，１９５号、第４，６８３，２０２号および第４，８００，１５９号）、鎖置換型増幅法（ＳＤＡ；ｓｔｒａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ、特公平７−１１４７１８号）、ＩＣＡＮ法（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｐｒｉｍｅｒ−ｉｎｉｔｉａｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄｓ、国際公開第００／５６８７７号パンフレット）等の核酸増幅方法を使用することができる。これらの方法において、標的核酸を増幅しながらあるいは増幅後、ＲＮａｓｅＨ存在下に標識されたプローブとハイブリダイゼーションすることによって、目的の塩基置換を検出することができる。
本発明の好適な態様は、特に限定はされないが、例えば、下記成分
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるが、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｄ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼを含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程、を包含することを特徴とする。
また別の態様としては、
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼを含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程、を包含することを特徴とする。
また、別の態様としては、
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼを含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程、を包含することを特徴とする。
さらに、別の態様としては、
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼを含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程、を包含することを特徴とする。
前記オリゴヌクレオチドプライマーは、標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域を増幅可能なものであれば特に限定はない。特に限定はされないが、例えば、国際公開第０２／１６６３９号パンフレットに記載のキメラオリゴヌクレオチドプライマーが好適に使用できる。また、本発明の方法においてＤＮＡプライマーであってもよい。さらに本発明の方法においては、２種のオリゴヌクレオチドプライマーを使用することができる。
前記工程に使用されるＤＮＡポリメラーゼとしては、特に限定するものではないが、鎖置換活性を有するものが好適に使用できる。また、ヌクレアーゼにも特に限定はないが、キメラオリゴヌクレオチドプライマーのリボヌクレオチド部分を切断する観点からはリボヌクレアーゼＨが本発明に好適である。
特に好適な態様としては、前記特定の塩基に相補的な塩基もしくはその周辺の塩基をリボヌクレオチドとしたプローブを使用することにより、ヌクレアーゼとしてリボヌクレアーゼＨのみを含有する組成物を使用する検出方法が挙げられる。
また、反応の条件にも特に限定はなく、使用されるＤＮＡポリメラーゼ、ヌクレアーゼが所望の活性を保持する条件を適宜選択すればよい。インキュベーションの温度も使用される酵素やプライマー、プローブの鎖長などを考慮して決定すればよい。特に、耐熱性の酵素を使用し、高温（例えば５０℃〜６５℃）で反応を行う態様が好適である。
上記の反応において、増幅された標的核酸はプローブとハイブリダイズする。ここで、標的核酸とプローブの塩基配列が正確に一致していない場合には、標的核酸とプローブとの二本鎖核酸はミスマッチ部分を形成する。すなわち、塩基置換を有していない、正常型の塩基配列を有するプローブを用いた場合、標的核酸に塩基置換が存在すると上記のようなミスマッチ部分が形成される。ここにミスマッチ感受性のヌクレアーゼを共存させることにより、ミスマッチが形成されなかった場合のみプローブが切断を受ける。さらに、切断されたプローブが標的核酸とはもはやハイブリダイズできないように反応条件、プローブの鎖長を設定することにより、切断されたプローブは標的核酸から遊離し、次いで新たなプローブが標的核酸とハイブリダイズして同様に切断される。このような工程が繰り返され、反応物中には切断されたプローブが蓄積してゆく。
上記の反応は正常型の塩基配列を有するプローブを使用した場合の例であるが、塩基置換を含む塩基配列を有するプローブを使用することにより、塩基置換の存在する標的核酸の存在下にプローブが切断されるようにすることもできる。
上記の、リボヌクレアーゼＨはミスマッチに対する感受性を有しており、本発明におけるプローブの切断に好適である。
なお、使用されるＤＮＡポリメラーゼが５’→３’エキソヌクレアーゼ活性を有するものであった場合には、ミスマッチの有無に関わらずプローブの分解が起こり得る。このような現象を防止する観点からは、前記プローブとして使用されるＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により分解されない、すなわち５’→３’エキソヌクレアーゼ活性に耐性を有するプローブの使用が好ましい。
１つの態様としては、使用するプライマーのハイブリダイズする領域から当該プローブのハイブリダイズする領域までの距離を調整することにより、５’→３’エキソヌクレアーゼ活性に耐性を有するプローブを構築することができる。
また別の態様としては、当該プローブに５’→３’エキソヌクレアーゼ活性より分解を受けない修飾を施したプローブを使用することができる。該修飾は特に限定するものではないが、例えば５’末端の脱リン酸化、リボースの３位の水酸基の修飾、リン酸基に結合する酸素原子が硫黄原子に置換された（α−Ｓ）ヌクレオチドの使用、ペプチド核酸（ＰＮＡ、ｐｅｐｔｉｄｅ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ；Ｎａｔｕｒｅ，３６５，５６６−５６８（１９９３））の使用、アミノアルキル化、色素・蛍光物質・発光物質・消光物質・種々のリガンド（ビオチン、ジゴキシゲニン等）・酵素等の付加、立体障害となり得る置換基の導入などが挙げられる。該修飾は、上記耐性を獲得できるものであれば、当該プローブの５’末端あるいは５’末端側のいずれに位置していてもよい。
また、別の態様としては、増幅された標的核酸はプローブとハイブリダイズするが、特定の温度条件においては、当該プローブの塩基配列と標的核酸の塩基配列が正確に一致していない場合には、標的核酸とプローブとの二本鎖核酸は非常に不安定である。一方、当該プローブの塩基配列と標的核酸の塩基配列が正確に一致する場合には、標的核酸とプローブとの二本鎖核酸は安定である。その結果として、安定な二本鎖を形成した場合のみ当該プローブが切断される。さらに、切断されたプローブが標的核酸とはもはやハイブリダイズできないように反応条件、プローブの鎖長を設定することにより、切断されたプローブは標的核酸から遊離し、次いで新たなプローブが標的核酸とハイブリダイズして同様に切断される。このような工程が繰り返され、反応物中には切断されたプローブが蓄積してゆく。
上記の反応は正常型の塩基配列を有するプローブを使用した場合の例であるが、塩基置換を含む塩基配列を有するプローブを使用することにより、塩基置換の存在する標的核酸においてプローブが切断されるようにすることもできる。
上記の場合には、当該プローブの塩基配列と標的核酸の塩基配列が正確に一致していない場合には、標的核酸とプローブとの二本鎖核酸は非常に不安定である一方で、当該プローブの塩基配列と標的核酸の塩基配列が正確に一致する場合には、標的核酸とプローブとの二本鎖核酸は安定であるような特定の温度条件を設定することが必要である。該温度は、使用するプローブのＴｍ値等によって調整することができる。特に限定はされないが、例えば、７０℃以下、好ましくは６５℃以下である。
プローブの切断を検出する手段には特に限定はなく、公知の核酸分析手法を利用することができる。例えば、電気泳動法や高速液体クロマトグラフィー法により、プローブの鎖長の変化から切断を検出することができる。
特に好適な態様としては、例えばプローブを蛍光物質と該蛍光物質の発する蛍光を消光する作用を有する物質の両者で、適当な間隔をとって標識したものが包含される。このようなプローブはインタクトな状態ではほとんど蛍光を発することはないが、切断されて蛍光物質と消光物質との距離が離れた場合には蛍光を発するようになる。当該物質の組合わせとしては、６−ＦＡＭ（６−ｃａｒｂｏｘｙｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ）とＤＡＢＣＹＬ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ−４’−ｓｕｌｆｏｎｅ）、ＲＯＸ（６−ｃａｒｂｏｘｙ−Ｘ−ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）とＤＡＢＣＹＬ、６−ＦＡＭとＥｃｌｉｐｓｅ（Ｅｐｏｃｈ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）、ＲＯＸとＥｃｌｉｐｓｅ、ＴＥＴ（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ）とＤＡＢＣＹＬ、ＴＥＴとＥｃｌｉｐｓｅ等が好適に使用できる。このようなプローブを使用することにより、反応中の反応液を直接観察することによって塩基置換の有無を知ることができる。また、スマート サイクラー（タカラバイオ社製）のような反応チューブ中の増幅された核酸をチューブを閉じたままで検出できる装置を用いることによりリアルタイムで検出・定量することができる。
本発明の一態様としては、増幅産物とプローブでハイブリッドを形成させ、完全マッチのときのみＩＣＡＮ反応液中のＲＮａｓｅＨによりＲＮＡ部が切断されて蛍光シグナルが得られ、ミスマッチのときはＲＮａｓｅＨによりＲＮＡ部で切断されないため蛍光シグナルが得られないことを利用して、標的核酸中の塩基置換を検出することができる。また、別の態様としては、特定の温度条件において標的核酸と安定な二本鎖を形成可能な場合にのみ当該プローブがＲＮａｓｅＨによって切断されることを利用して標的核酸中の塩基置換を検出することができる。
本発明の塩基置換の検出方法に使用される標的核酸としては一本鎖、二本鎖の核酸、すなわちＤＮＡ、ＲＮＡを使用することができる。使用するヌクレアーゼによってはＲＮＡを標的核酸とすることが困難な場合もあるが、その場合には当該ＲＮＡを鋳型として調製したｃＤＮＡを標的核酸として使用することにより、ＲＮＡ上の塩基置換を検出することが可能である。
本発明においては、標的核酸を含有する試料を検出反応に使用することができる。
上記試料には特に限定はなく、核酸、もしくは生物を含む可能性のあるあらゆる試料、例えば、細胞、組織（生検試料等）、全血、血清、脳脊髄液、精液、唾液、喀痰、尿、糞便、毛髪、細胞培養物等を使用することができる。上記の検体は、特に限定するものではないが、好ましくは適切な処理によって、例えばＤＮＡポリメラーゼの反応を実施が可能な形態としたうえ、本発明の方法に供することができる。このような処理には細胞の溶解や試料からの核酸の抽出、精製が包含される。
ヒトを含む高等動物の細胞は、通常１対の染色体を有する二倍体である。そのため、染色体上の特定の塩基について塩基置換が存在する可能性がある場合、当該細胞は両染色体ともに塩基置換を有しないホモ接合体（ホモ型）、両染色体ともに塩基置換が存在するホモ接合体（ホモ型）、あるいは一方の染色体のみに塩基置換を有するヘテロ接合体（ヘテロ型）の３通りの可能性がある。
二倍体の細胞より調製した核酸試料について本発明の塩基置換の検出方法を適用することにより、遺伝子上の任意の塩基について当該細胞、すなわち当該細胞を有する個体の遺伝子型がホモ型あるいはヘテロ型のいずれかであるかを調べることができる。特に限定はないが例えば、４通りの塩基のそれぞれに対応するプローブを使用して本発明の方法を実施した場合、遺伝子型がヘテロ型である細胞由来の核酸試料では２種のプローブについてヌクレオチドの切断にともなうシグナルが検出される。一方、遺伝子型がホモ型である細胞由来の核酸試料では１種のプローブのみでシグナルが検出され、さらにこのホモ型が塩基置換を有する、あるいは有しないことも同時に判定することができる。このように、本発明の方法は、上記のような対立遺伝子上の塩基置換の検出にも有用である。
本発明の方法に用いられるキメラオリゴヌクレオチドプライマーとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１、２、７、８記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１３、１４に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
また、同様にアミリン遺伝子の変異を検出するためのオリゴヌクレオチドプライマーとしては、配列表の配列番号９、１０記載の塩基配列を有するものが、また、アルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１９、２０に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
本発明の方法に用いるプローブとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号３、４、１１、１２記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１５、１６、２１、２２に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
（３）本発明の塩基置換の検出に使用されるキット
本発明は、上記の本発明の塩基置換の検出に使用されるキットを提供する。１つの実施態様において、該キットは本発明の組成物のコンポーネント、すなわち、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、を含有するキットである。
また別の態様としては、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的である少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、を含有するキットである。
また別の態様としては、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、を含有するキットである。
さらに別の態様としては
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、を含有するキットである。
前記プローブは、例えば正常型の塩基配列を有するプローブもしくは塩基置換を有する塩基配列を有するプローブを含有するもの、その両方を含有するもの、さらに４種の塩基のそれぞれに対応する４種のプローブを含有するものが例示される。これらのプローブは検出のための標識を付されていてもよい。
本発明のキットに用いられるキメラオリゴヌクレオチドプライマーとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１、２、７、８記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１３、１４に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
また、同様にアミリン遺伝子の変異を検出するためのオリゴヌクレオチドプライマーとしては、配列表の配列番号９、１０記載の塩基配列を有するものが、また、アルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１９、２０に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
本発明のキットに用いるプローブとしては、特に限定はされないが例えば、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードするアミリン遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号３、４、１１、１２記載の塩基配列を有するものが、またアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ＡＬＤＨ２）遺伝子の変異を検出するための、配列表の配列番号１５、１６、２１、２２に記載の塩基配列を有するものが好適に使用できる。
上記キットは、ＤＮＡポリメラーゼ、ヌクレアーゼ、ＤＮＡポリメラーゼの基質であるｄＮＴＰや反応液の調製等に使用されるその他の成分を含有していてもよい。
上記のように、本発明は塩基置換を調べようとする配列を有する標的核酸を増幅し、さらに当該塩基置換の存在または非存在に応じてプローブの切断が連続的に起こることから、微量の標的核酸を試料とした場合にも高い感度で塩基置換を検出することが可能である。さらに、標的核酸の増幅、ハイブリダイゼーションとプローブの切断、プローブの切断に起因するシグナルの検出を１つの工程で実施することも可能であり、簡便かつ迅速な塩基置換の検出方法が提供される。
実施例
以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。
参考例１
実施例における耐熱性ＲＮａｓｅＨのｕｎｉｔ数は、以下の方法により算出した。
ポリ（ｒＡ）及びポリ（ｄＴ）（ともにアマシャム ファルマシア バイオテク製）１ｍｇをそれぞれ１ｍＭ ＥＤＴＡを含む４０ｍＭ トリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．７）１ｍｌに溶解し、ポリ（ｒＡ）溶液及びポリ（ｄＴ）溶液を調製した。
次に、４ｍＭ ＭｇＣｌ２、１ｍＭ ＤＴＴ、０．００３％ＢＳＡ、４％グリセロールを含む４０ｍＭ トリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．７）に、終濃度２０μｇ／ｍｌとなるポリ（ｒＡ）溶液、終濃度３０μｇ／ｍｌとなるポリ（ｄＴ）溶液を加え、３７℃で１０分間反応後、４℃に冷却し、ポリ（ｒＡ）−ポリ（ｄＴ）溶液を調製した。このポリ（ｒＡ）−ポリ（ｄＴ）溶液１００μｌに任意に希釈した酵素液１μｌを加え、４０℃で１０分間反応させ、０．５Ｍ ＥＤＴＡ １０μｌを加えて反応を停止させた後、２６０ｎｍの吸光度を測定した。対照として、上記反応液に０．５Ｍ ＥＤＴＡ １０μｌを加えた後、４０℃で１０分間反応させ、吸光度を測定した。その後、ＥＤＴＡ非存在下で反応させ求めた吸光度から対照の吸光度を引いた値（吸光度差）を求めた。すなわち、酵素反応によってポリ（ｒＡ）−ポリ（ｄＴ）ハイブリッドから遊離したヌクレオチドの濃度を吸光度差から求めた。ＲＮａｓｅＨの１単位は、１ｎｍｏｌのリボヌクレオチドが遊離したのに相当するＡ２６０を１０分間に増加させる酵素量とし、下記の式に従って算出した。
単位（ｕｎｉｔ）＝〔吸光度差×反応液量（ｍｌ）〕／０．０１５２×（１１０／１００）×希釈率
実施例１
（１）モデル系での検出
本発明のキメラプローブを併用したリアルタイムＩＣＡＮ反応系でのＳＮＰ検出方法について検討した。検出対象としては、膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードしているアミリン遺伝子を選択した。該遺伝子において２０番目のセリン（ＡＧＣ）がグリシン（ＧＧＣ）に置換するミスセンス変異は単独では軽い耐糖能異常を引き起こすのみであるが、２型糖尿病の遺伝的要素と重なった場合、その発症を早め、より重症化すると報告されている。
まず、ＩＣＡＮ反応でこのアミリン遺伝子の変異検出を行うために配列表の配列番号１及び２記載の塩基配列を有するＩＡＰＰ−Ｆ−２プライマー、ＩＡＰＰ−Ｒ−１プライマーをＤＮＡ合成機（アプライド・バイオシステム社製）により合成した。次に配列表の配列番号３、１１及び２１記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチド、正常型検出用ＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）、ＩＡＰＰ ９Ａプローブ及びＩＡＰＰ ８Ａプローブならびに配列表の配列番号４、１２及び２２記載の塩基配列を有する変異型検出用ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）、ＩＡＰＰ ９Ｇプローブ及びＩＡＰＰ ８ＧプローブをＤＮＡ合成機にて調製した。また正常型検出用ＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）、ＩＡＰＰ ９Ａプローブ及びＩＡＰＰ ８Ａプローブは、５’末端に蛍光標識として６−ＦＡＭ（ＡＢＩ社製）、３’末端にクエンチング標識としてＤＡＢＣＹＬ（グレンリサーチ社製）を、一方、変異型検出用ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）、ＩＡＰＰ９Ｇプローブ及びＩＡＰＰ ８Ｇプローブは、５’末端に蛍光標識としてＲＯＸ（ＡＢＩ社製）、３’末端にクエンチング標識としてＤＡＢＣＹＬを付加したＤＮＡ−ＲＮＡ−ＤＮＡタイプのオリゴヌクレオチドプローブである。
またそれぞれ配列表の配列番号５及び６記載の６００ｂｐの塩基配列を有するフラグメントを常法により調製し、それぞれをｐＧＥＭ−Ｔ ＥＡＳＹ ｖｅｃｔｏｒ（プロメガ製）にサブクローニングした。該プラスミドは、正常型陽性コントロール（配列番号５）ならびに変異型陽性コントロール（配列番号６）として用いた。当該陽性コントロールは、１μｌあたり１０３、１０４、１０５コピー濃度になるように調製した。従って上記コントロールを１０μｌ用いると１０４、１０５、１０６コピーになる。また、ＩＣＡＮ法の反応条件を以下に示す。
すなわち、最終濃度３２ｍＭ ヘペス−水酸化カリウムバッファー（ｐＨ７．８）、１００ｍＭ 酢酸カリウム、１％ＤＭＳＯ、０．０１％ＢＳＡ、４ｍＭ 酢酸マグネシウム、各５００μＭ ｄＮＴＰｓ、４ＵのＢｃａＢＥＳＴ ＤＮＡポリメラーゼ（タカラバイオ社製）、国際公開第０２／２２８３１号パンフレットに記載の方法で調製したＢｃａ ＲＮａｓｅＨ ４８００Ｕ、各２５ｐｍｏｌのＩＡＰＰ−Ｆ−２及びＩＡＰＰ−Ｒ−１プライマー対、５ｐｍｏｌ ＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）及び１０ｐｍｏｌ ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）、鋳型となる核酸として各陽性コントロール１０μｌを添加し滅菌水にて最終容量２５μｌにした。該反応液はあらかじめ５５℃に設定したスマートサイクラー（タカラバイオ社製）にセットし、１００分間保持した。その結果、鋳型として正常型陽性コントロールを用いた場合、１０４、１０５、１０６コピー／反応のいずれの系においてもＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。
また、変異型陽性コントロールを用いたとき、１０４、１０５、１０６コピー／反応のいずれの系においてもＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。
以上のことから、本発明の方法は、正常型及び／又は変異型の２種類の両端標識キメラプローブと組み合わせることにより、リアルタイムにアミリン遺伝子の変異を検出できることを確認した。
（２）ゲノムＤＮＡにおける検出
ヒトゲノムＤＮＡを鋳型とした場合のリアルタイムＩＣＡＮ反応系でのＳＮＰ検出方法について検討した。鋳型となる核酸を市販のヒトゲノムＤＮＡ（ヒトゲノムＤＮＡ；１ｎｇまたは１０ｎｇまたは５０ｎｇ／反応）にする以外は、実施例１−（１）記載の反応条件と同じにした。その結果、陽性コントロールの時と同様にＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。また、当該結果は、上記ヒトゲノムＤＮＡを通常のシークエンシング法により解析した結果と一致した。従って、本発明の方法による結果は、従来法と同じであることを確認した。
（３）ＲＮａｓｅＨの検討
本発明の方法に用いるＲＮａｓｅＨについて検討した。すなわち、上記実施例１−（１）記載の反応において、Ｂｃａ ＲＮａｓｅＨの代わりに国際公開第０２／２２８３１号パンフレットに記載の方法で調製したＴｌｉ ＲＮａｓｅＨを使用した系（１００Ｕ／２５μｌ反応）を用いた。本実施例においては配列表の配列番号７及び８に記載の塩基配列を有するＩＡＰＰ−Ｆ−１プライマー、ＩＡＰＰ−Ｒ６００８プライマーを使用した。また、反応温度は６０℃に設定した。これら以外の条件は、上記実施例１−（１）記載の反応条件と全く同じにした。その結果、鋳型となる核酸として正常型陽性コントロールを用いたとき、１０６コピー／反応の系でＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。また変異型陽性コントロールを用いたとき、１０６コピー／反応の系でＩＡＰＰプローブＣＧＧ（Ｍ２）由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた一方でＩＡＰＰプローブＣＡＧ（Ｗ２）由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。すなわち、本実施例においては、反応温度が６０℃と高温であることから、標的核酸とプローブとのマッチあるいはミスマッチをＲＮａｓｅＨで選択・切断するか及び／又は当該温度において安定に形成される標的核酸とプローブの二本鎖の方をＲＮａｓｅＨによって選択・切断することによって、より精度の高い、目的の塩基置換の検出ができることを確認した。
（４）キメラプローブのＲＮＡ部の塩基数が１塩基での特異性の検討
本発明の方法に用いるキメラプローブのＲＮＡ部が１塩基のプリン塩基よりなる場合のＳＮＰ検出方法について検討した。本実施例においては配列番号１１、１２、２１、２２記載の塩基配列を有する５ｐｍｏｌ ＩＡＰＰ ９Ａプローブと５ｐｍｏｌ ＩＡＰＰ ９Ｇプローブの組み合わせ、または５ｐｍｏｌ ＩＡＰＰ ８Ａプローブと５ｐｍｏｌ ＩＡＰＰ ８Ｇプローブの組み合わせを使用した。また、その他のＩＣＡＮ法の反応条件を以下に示す。すなわち、最終濃度３２ｍＭヘペス−水酸化カリウムバッファー（ｐＨ７．８）、１００ｍＭ酢酸カリウム、１％ＤＭＳＯ、０．０１％ＢＳＡ、４ｍＭ酢酸マグネシウム、各５００μＭ ｄＮＴＰｓ、０．０４％プロピレンジアミン、２ＵのＢｃａＢＥＳＴ ＤＮＡポリメラーゼ、１００ＵのＴｌｉ ＲＮａｓｅＨ、各５０ｐｍｏｌのＩＡＰＰ−Ｆ−２及びＩＡＰＰ−Ｒ−１プライマー対、鋳型となる核酸として２×１０５コピー／μｌ濃度の各陽性コントロールを５μｌ添加し滅菌水にて最終容量２５μｌにした。鋳型のかわりに水５μｌを添加したものをネガティブコントロールとした。該反応液はあらかじめ６０℃に設定したスマートサイクラーにセットし、１００分間保持した。その結果、鋳型として正常型陽性コントロールを用いた場合、ＩＡＰＰ ９ＡプローブまたはＩＡＰＰ ８Ａプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められ、ネガティブコントロールの場合には、蛍光シグナルに変化はみられなかった。一方、ＩＡＰＰ ９ＧプローブまたはＩＡＰＰ ８Ｇプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加は認められなかった。
また、変異型陽性コントロールを用いた場合、ＩＡＰＰ ９ＧプローブまたはＩＡＰＰ ８Ｇプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められ、ネガティブコントロールの場合には、蛍光シグナルに変化はみられなかった。一方、ＩＡＰＰ ９ＡプローブまたはＩＡＰＰ ８Ａプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められなかった。
以上のことから、ＲＮＡ部が１プリン塩基からなるキメラプローブでもリアルタイムにアミリン遺伝子の変異を検出できることを確認した。
実施例２ 膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質遺伝子のＰＣＲ ＳＮＰｓ検出
検討対象は、実施例１と同じく膵臓ランゲルハンス島アミロイドタンパク質をコードしているアミリン遺伝子を選択した。
まず、ＰＣＲ反応系でこのアミリン遺伝子の変異を検出するために、配列番号９および１０記載の塩基配列をもつＩＡＰＰ−Ｆプライマー、ＩＡＰＰ−ＲプライマーをＤＮＡ合成機（アプライド・バイオシステムズ社製）により合成した。次に配列番号１１、１２、２１及び２２記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチド、正常型検出用ＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ及びＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブならびに変異型検出用ＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ及びＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブをＤＮＡ合成機にて調製した。また、正常型検出用ＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ及びＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブは、５’末端に蛍光標識として６−ＦＡＭ、３’末端にクエンチング標識としてＤＡＢＣＹＬを、一方、変異型検出用ＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ及びＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブは、５’末端に蛍光標識としてＲＯＸ、３’末端にクエンチング標識としてＤＡＢＣＹＬを付加したＤＮＡ−ＲＮＡ−ＤＮＡタイプのオリゴヌクレオチドプローブである。
また、それぞれ配列表の配列番号５および６記載の６００ｂｐの塩基を有するフラグメントを常法により調製し、それぞれをｐＧＥＭ−Ｔ ＥＡＳＹ ｖｅｃｔｏｒ（プロメガ社製）にサブクローニングした。該プラスミドは、正常型陽性コントロール（配列番号５）ならびに変異型陽性コントロール（配列番号６）として用いた。当該陽性コントロールは１μｌあたり１０５コピー濃度となるように調製した。従って、上記コントロールを１μｌ用いると一反応あたり１０５コピーとなる。
ＰＣＲ反応の反応条件は以下の通りである。すなわち、ＴａＫａＲａ ＥｘＴａｑ Ｒ−ＰＣＲ ｖｅｒ．（タカラバイオ社製）を使用し、最終濃度１×Ｒ−ＰＣＲバッファー、各３００μＭ ｄＮＴＰｓ、３ｍＭマグネシウム溶液、１．２５Ｕ ＥｘＴａｑ Ｒ−ＰＣＲ ｖｅｒ．、１００Ｕ Ｔｌｉ ＲＮａｓｅＨＩＩ、各１０ｐｍｏｌのＩＡＰＰ−ＦプライマーおよびＩＡＰＰ−Ｒプライマー対、５ｐｍｏｌのＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ又はＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブ、５ｐｍｏｌのＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ又はＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブ、鋳型となる核酸として各陽性コントロール１μｌを添加し、滅菌水にて最終容量２５μｌにした。該反応液をスマートサイクラー（タカラバイオ社製）にセットし、９５℃、１０秒のあと、９５℃、５秒、６０℃、１５秒、７２℃、１５秒のサイクルを５０サイクル繰り返した。なお、蛍光強度の測定は、６０℃、１５秒のステップのところで行った。
その結果、鋳型として正常型陽性コントロールを用いた場合、ＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ又はＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ又はＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。また、鋳型として変異型陽性コントロールを用いた場合、ＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ又はＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ又はＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。
さらに、鋳型として正常型陽性コントロールと変異型陽性コントロールを等量混合したものをヘテロタイプのモデル系として用いた場合、ＩＡＰＰ ９Ａ ＦＡＭプローブ又はＩＡＰＰ ８Ａ ＦＡＭプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。また、ＩＡＰＰ ９Ｇ ＲＯＸプローブ又はＩＡＰＰ ８Ｇ ＲＯＸプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加も認められた。
以上のことから、本発明の方法は、リアルタイムＰＣＲ反応系において、正常型、変異型２種類の両端標識キメラプローブを組み合わせることにより、アミリン遺伝子の一塩基変異を検出できることを確認した。
実施例３ アルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子のＩＣＡＮ ＳＮＰｓ検出の検討
（１）モデル系での検出
キメラプローブを併用したリアルタイムＩＣＡＮ反応系でのＳＮＰｓ検出方法を検討した。検討対象としては、アルデヒドデヒドロゲナーゼ２酵素をコードしている遺伝子を選択した。該遺伝子においてエキソン１２には４８７番目のグルタミン酸（ＧＡＡ）がリジン（ＡＡＡ）に置換する一塩基多型が存在し、飲酒に関連した体質の個人差に深く関係し、発ガンリスクに関与することがこれまでに報告されている。
まず、ＩＣＡＮ反応系でこのアルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子の変異検出を行うために、配列表の配列番号１３及び１４記載の塩基配列を有するＩＣＡＮ−ＡＬＤＨ２−Ｆ キメラプライマー、ＩＣＡＮ−ＡＬＤＨ２−Ｒ キメラプライマーをＤＮＡ合成機（アプライド・バイオシステム社製）により合成した。次に配列表の配列番号１５及び１６記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチド、正常型検出用ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ及び変異型検出用ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブを合成した。また、正常型検出用ＡＬＤＨ２ ｗＧは、５’末端に蛍光標識としてＲＯＸ標識、３’末端にクエンチング標識としてＥｃｌｉｐｓｅを、一方、変異型検出用ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブは、５’末端にクエンチング標識としてＥｃｌｉｐｓｅを１２塩基と１３塩基の間に蛍光としてＦＡＭを付加したＤＮＡ−ＲＮＡ−ＤＮＡタイプのオリゴヌクレオチドプローブである。
またそれぞれ配列表の配列番号１７及び１８記載の２１５ｂｐの塩基配列を有するフラグメントを常法により調製し、それぞれをｐ−ＧＥＭ ＥＡＳＹ ｖｅｃｔｏｒ（プロメガ社製）にサブクローニングした。該プラスミドは、正常型陽性コントロール（配列番号１７）ならびに変異型陽性コントロール（配列番号１８）として用いた。当該当陽性コントロールは、１μｌあたり２×１０４コピー濃度になるように調製した。従って、上記コントロールを５μｌ用いると１０５コピーになる。
ＩＣＡＮ反応の反応条件は以下の通りである。すなわち、最終濃度３２ｍＭ ヘペス−ＫＯＨバッファー、ｐＨ７．８、１００ｍＭ 酢酸カリウム、５ｍＭ 酢酸マグネシウム、１％ ジメチルスルホキシド、０．０４％ プロピレンジアミン、０．１Ｍ ベタイン、０．１１％ ウシ血清アルブミン、各６００μＭ ｄＮＴＰｓ、４Ｕ ＢｃａＢＥＳＴ ＤＮＡポリメラーゼ、１００Ｕ Ｔｌｉ ＲＮａｓｅＨＩＩ、各５０ｐｍｏｌのＩＣＡＮ−ＡＬＤＨ２−ＦキメラプライマーおよびＩＣＡＮ−ＡＬＤＨ２−Ｒキメラプライマー対、５ｐｍｏｌ ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ、７．５ｐｍｏｌ ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ、鋳型となる核酸として各陽性コントロール５μｌを添加し、滅菌水にて最終容量２５μｌにした。該反応液をスマートサイクラー（タカラバイオ社製）にセットし、７０℃、５分処理したあと、５８℃、２５分、続いて５０℃、２０分温度を保持した。なお、蛍光強度の測定は、５８℃、５０℃で保持しているときに、各１分ごとに測定した。
その結果、鋳型として正常型陽性コントロールを用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。また、鋳型として変異型陽性コントロールを用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。さらに、鋳型として正常型陽性コントロールと変異型陽性コントロールを等量混和したものをヘテロタイプのモデル系として用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。また、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加も認められた。
以上のことから、リアルタイムＩＣＡＮ反応系において、正常型および／または変異型の２種類の両端標識キメラプローブを組み合わせることにより、アルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子の一塩基多型を識別できることが確認された。
（２）ゲノムＤＮＡにおける検出
ヒトゲノムＤＮＡを鋳型とした場合のリアルタイムＩＣＡＮ反応系でのＳＮＰｓ検出方法について検討した。鋳型となる核酸は、インフォームドコンセントの上で提供された口腔内粘膜細胞および血液サンプルより、ＱＩＡａｍｐ ＤＮＡ Ｍｉｎｉ Ｋｉｔ（ＱＩＡＧＥＮ社）を用いて調製した。一反応あたり５０ｎｇの調製したゲノムＤＮＡを用いる以外は、実施例３−（１）記載の反応条件と同じで行った。
また、同時に配列番号１９および２０で示されるＡＬＤＨ２−ＦプライマーおよびＡＬＤＨ２−Ｒプライマーのプライマー対を用いて次の条件でＰＣＲを行い、得られた増幅産物をＭｉｃｒｏｃｏｎ−３０（ミリポア社）で精製した後Ｅｃｏ５７Ｉで消化し、３％ ＮｕＳｉｅｖｅ３：１アガロールゲル電気泳動を行い、ＲＦＬＰによるタイピングも行った。
ＰＣＲは、ＴａＫａＲａ ＥｘＴａｑ（タカラバイオ社製）を用いて行った。すなわち、最終濃度１×ＥｘＴａｑバッファー、各２００μＭ ｄＮＴＰｓ、１．２５Ｕ ＥｘＴａｑ、各１０ｐｍｏｌのＡＬＤＨ２−ＦプライマーおよびＡＬＤＨ２−Ｒプライマー対、鋳型となる核酸として調製したヒトゲノムＤＮＡ ５μｌを添加し、滅菌水にて最終容量５０μｌにした。該反応液をサーマルサイクラーＳＰ（タカラバイオ社製）にセットし、９４℃、３０秒のあと、９４℃、３０秒、５５℃、３０秒、７２℃、３０秒のサイクルを３０サイクル繰り返した。
Ｅｃｏ ５７Ｉは、ＣＴＧＡＡＧを認識する制限酵素であり、アルデヒドデヒドロゲナーゼ２の正常型由来の増幅産物を切断するが、変異型由来の増幅産物は切断しない。
その結果、Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて増幅産物が切断されたことによる二本のフラグメントが観察された、すなわち正常型のホモ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルではＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて増幅産物が切断されたものと、切断されなかったものの三本のフラグメントが観察された、すなわちヘテロ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルでは、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。また、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加も認められた。Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて、増幅産物が切断されずに一本のフラグメントが観察された、すなわち変異型のホモ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルではＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。
以上のように、本発明の方法による結果は、従来法のＲＦＬＰ法による結果と一致するものであることが確認された。
実施例４ アルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子のＰＣＲ ＳＮＰｓ検出の検討
（１）モデル系での検出
本発明のキメラプローブを併用したリアルタイムＰＣＲ反応系でのＳＮＰｓ検出方法を検討した。検討対象は、実施例３と同じくアルデヒドデヒドロゲナーゼ２酵素をコードしている遺伝子を選択した。
まず、ＰＣＲ反応系でこのアルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子の変異検出を行うために、配列表の配列番号１９及び２０記載の塩基配列を有するＡＬＤＨ２−Ｆプライマー、ＡＬＤＨ２−ＲプライマーをＤＮＡ合成機（アプライド・バイオシステム社製）により合成した。次に配列表の配列番号１５及び１６記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチド、正常型検出用ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ及び変異型検出用ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブを合成した。また、正常型検出用ＡＬＤＨ２ ｗＧは、５’末端に蛍光標識としてＲＯＸ標識、３’末端にクエンチング標識としてＥｃｌｉｐｓｅを、一方、変異型検出用ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブは、５’末端にクエンチング標識としてＥｃｌｉｐｓｅを１２塩基と１３塩基の間に蛍光としてＦＡＭを付加したＤＮＡ−ＲＮＡ−ＤＮＡタイプのオリゴヌクレオチドプローブである。
またそれぞれ配列表の配列番号１７及び１８記載の２１５ｂｐの塩基配列を有するフラグメントを常法により調製し、それぞれをｐ−ＧＥＭ ＥＡＳＹ ｖｅｃｔｏｒ（プロメガ社製）にサブクローニングした。該プラスミドは、正常型陽性コントロール（配列番号１７）ならびに変異型陽性コントロール（配列番号１８）として用いた。当該当陽性コントロールは、１μｌあたり２×１０４コピー濃度になるように調製した。従って、上記コントロールを５μｌ用いると１０５コピーになる。
ＰＣＲ反応の反応条件は以下の通りである。すなわち、ＴａＫａＲａ ＥｘＴａｑ Ｒ−ＰＣＲ ｖｅｒ．（タカラバイオ社製）を使用し、最終濃度１×Ｒ−ＰＣＲバッファー、各３００μＭ ｄＮＴＰｓ、５ｍＭマグネシウム溶液、１．２５Ｕ ＥｘＴａｑ Ｒ−ＰＣＲ ｖｅｒ．、１００Ｕ Ｔｌｉ ＲＮａｓｅＨＩＩ、各１０ｐｍｏｌのＡＬＤＨ２−ＦプライマーおよびＡＬＤＨ２−Ｒプライマー対、５ｐｍｏｌ ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ、２０ｐｍｏｌ ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ、鋳型となる核酸として各陽性コントロール５μｌを添加し、滅菌水にて最終容量２５μｌにした。該反応液をスマートサイクラー（タカラバイオ社製）にセットし、９５℃、１０秒のあと、９５℃、５秒、５３℃、１５秒、７２℃、１５秒のサイクルを４５サイクル繰り返した。なお、蛍光強度の測定は、５３℃、１５秒のステップのところで行った。
その結果、鋳型として正常型陽性コントロールを用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。また、鋳型として変異型陽性コントロールを用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。さらに、鋳型として正常型陽性コントロールと変異型陽性コントロールを等量混和したものをヘテロタイプのモデル系として用いた場合、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。また、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加も認められた。
以上のことから、本発明の方法は、リアルタイムＰＣＲ反応系において、正常型および／または変異型の２種類の両端標識キメラプローブを組み合わせることにより、アルデヒドデヒドロゲナーゼ２遺伝子の一塩基多型を識別できることが確認された。
（２）ゲノムＤＮＡにおける検出
ヒトゲノムＤＮＡを鋳型とした場合のリアルタイムＰＣＲ反応系でのＳＮＰｓ検出方法について検討した。鋳型となる核酸は、インフォームドコンセントの上で提供された口腔内粘膜細胞および血液サンプルより、ＱＩＡａｍｐ ＤＮＡ Ｍｉｎｉ Ｋｉｔ（ＱＩＡＧＥＮ社）を用いて調製した。一反応あたり５０ｎｇの調製したゲノムＤＮＡを用いる以外は、実施例４−（１）記載の反応条件と同じで行った。また、同時にＡＬＤＨ２−ＦプライマーおよびＡＬＤＨ２−Ｒプライマーのプライマー対で得られた増幅産物をＭｉｃｒｏｃｏｎ−３０（ミリポア社）で精製した後Ｅｃｏ ５７Ｉで消化し、３％ ＮｕＳｉｅｖｅ３：１アガロールゲル電気泳動を行い、ＲＦＬＰによるタイピングも行った。Ｅｃｏ ５７Ｉは、ＣＴＧＡＡＧを認識する制限酵素であり、アルデヒドデヒドロゲナーゼ２の正常型由来の増幅産物を切断するが、変異型由来の増幅産物は切断しない。
その結果、Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて増幅産物が切断されたことによる二本のフラグメントが観察された、すなわち正常型のホモ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルではＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて増幅産物が切断されたものと、切断されなかったものの三本のフラグメントが観察された、すなわちヘテロ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルでは、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。また、ＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加も認められた。Ｅｃｏ ５７ＩでのＲＦＬＰにおいて、増幅産物が切断されずに一本のフラグメントが観察された、すなわち変異型のホモ接合体と考えられるゲノムＤＮＡサンプルではＡＬＤＨ２ ｍＡプローブ由来の６−ＦＡＭ蛍光シグナルの大きな増加が認められた。一方、ＡＬＤＨ２ ｗＧプローブ由来のＲＯＸ蛍光シグナルの増加はほとんど認められなかった。
以上のように、本発明の方法による結果は、従来法のＲＦＬＰ法による結果と一致するものであることが確認された。
産業上の利用の可能性
本発明の塩基置換の検出方法は、天然に存在する、あるいは人為的に導入された塩基置換の検出に有用である。
本発明によれば、標的核酸上の塩基置換の有無を簡便、かつ再現性よくしかも高感度で検出することができる。また、本発明は、多型やバリエーションのような生物のゲノムＤＮＡ上に生じた塩基置換、例えばＳＮＰの検出、同定に使用することができ、ヒトにおける疾患遺伝子の検索、薬剤感受性の解析など、ゲノム創薬、ゲノム医療の分野においても有用である。

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【配列表】
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Technical field
The present invention relates to a chimeric oligonucleotide primer and probe useful for detecting a base substitution on a gene, a method for detecting a base substitution on a gene using the chimeric oligonucleotide, and a kit therefor.
Background art
It is known that genetic codes contained in the genomes of organisms belonging to the same species are not the same, and there are differences in nucleotide sequences called polymorphisms. Known polymorphisms include deletions and insertions of 1 to several tens of bases, and those in which a specific base sequence is duplicated, but those in which one base is substituted with another base are single base substitution polymorphisms. It is called a type (single nucleotide polymorphism, SNP).
Single nucleotide substitution polymorphisms are said to exist at a ratio of about one in several hundred to 1000 bases, and it is estimated that there are 3 to 10 million SNPs on the human genome. SNPs are attracting attention as an index for finding differences in disease-related genes, susceptibility to diseases, and sensitivities (actions and side effects) to drugs, and research on detection methods thereof is also underway.
Conventional SNP detection means are roughly classified into those based on hybridization, those based on primer extension, and those utilizing the substrate specificity of an enzyme.
In the hybridization method, the presence or absence of base substitution is detected by hybridization between a nucleic acid sample and a probe. In this method, it is necessary to find a probe whose hybridization is influenced by a difference in one base and hybridization conditions, and it is difficult to construct a detection system having high reproducibility.
Conventional methods include a mutation detection method using a cycling probe reaction (see, for example, US Pat. No. 5,660,988). In this method, a nucleic acid probe having a bond that can be easily cleaved is hybridized to a target nucleic acid molecule. When there is no base substitution in the target nucleic acid molecule, the probe is cleaved, and when there is a base substitution, the probe is not cleaved. Thereafter, the base substitution is detected by detecting and quantifying the degree of occurrence of a free fragment derived from the cleaved probe. However, in this method, when the amount of the target nucleic acid is small, the absolute amount of the cleaved product of the probe is small, so there is a considerable time lag until the cleaved product reaches a detectable level that can be quantified.
As another method, a mutation detection method using TaqMan method (for example, see US Pat. No. 5,210,015 or US Pat. No. 5,487,972) can be mentioned. In this method, a TaqMan probe to which a fluorescent dye and a quencher are added is used. Two types of probes are used, one with base substitution and one without base substitution. When the probe is hybridized to the target nucleic acid molecule, and the primer extends from the upstream, the DNA polymerase 5 '→ 3' exonuclease activity will only allow the target nucleic acid molecule to contain no base substitution. The base substitution is detected by detecting fluorescence generated by decomposing the probe. However, in this method, it is necessary to perform PCR using a polymerase having 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity and a labeled nucleotide with the 3 ′ end blocked, and further, a strict temperature adjustment is required. There is a problem that it takes a long time to complete.
As a method using an enzyme, first, there is a method using a DNA polymerase. The method further includes (1) a primer extension reaction using a primer whose 3 ′ end is annealed to a base part to be detected for base substitution. (2) Use a primer in which the base substitution site to be detected is located in the second nucleotide from the 3 ′ end. (See, for example, US Pat. No. 5,137,806) And a method for detecting base substitution based on the presence or absence of a primer extension reaction (for example, see WO 01/42498 pamphlet), (3) 3 'to the base adjacent to the 3' side of the base to be detected for base substitution. Use a primer that anneals at the end, determine the base incorporated into the primer, and determine the presence or absence of the mutation in the target moiety. Methods and the like.
There is also a method using DNA ligase. In this method, the base substitution is detected from the presence or absence of ligation with the probe adjacent thereto by making the terminal part of the probe correspond to the base part for which base substitution is to be detected.
The above method using DNA polymerase or DNA ligase may not accurately detect a mismatch between a primer or probe based on base substitution and a target nucleic acid. That is, these enzymes may start an enzymatic reaction even in the case of mismatched primers and probes, and may give erroneous results.
In other words, there may be false positives due to the annealing error between the target nucleic acid and the primer and the error of the ligase or polymerase used, and it is necessary to control the reaction conditions, especially the reaction temperature, etc., and there is a problem in reproducibility. There is.
Furthermore, there is a method using an enzyme having an activity of recognizing and cleaving a special structure of a double-stranded nucleic acid, such as an Invader method (see, for example, US Pat. No. 5,846,717). As such an enzyme, cleavase is known. When a base substitution is present (or absent), a probe that forms a structure that is recognized by the enzyme is designed, and the cleavage of the probe is examined. It is possible to detect base substitution. However, a method using a nucleic acid having an activity of recognizing and cleaving a special structure of a double-stranded nucleic acid has a problem in sensitivity. That is, this method is a method in which one signal is generated from a target nucleic acid of a different molecule, and a signal sufficient for detection of base substitution cannot be obtained from a small amount of nucleic acid sample. Of course, it is possible to enhance the signal by repeating the probe cleavage reaction, but in order to obtain a strong signal, it is necessary to amplify the target nucleic acid in advance. That is, in this method, when the amount of target nucleic acid is very small, the amount of the cleaved product is small, so that a considerable time lag occurs until the amount of the cleaved product reaches a detectable level.
As described above, the above method cannot be detected when the target nucleic acid is in a trace amount, needs to be performed under strict temperature control conditions, needs to be strictly controlled for annealing with the target nucleic acid, or There is a problem that an enzyme having special properties is required for detection, and a method capable of accurately detecting base substitution has been demanded.
Amylin (amylin, pancreatic islet amyloid protein; also referred to as Islet Amyloid Polypeptide (abbreviated as IAPP)) is amyloid deposited on the pancreatic islets of type 2 diabetes (also referred to as insulin-independent diabetes) Is a bioactive-like peptide that has been isolated and identified as a major component of, and is specifically expressed in pancreatic β cells and secreted into the blood together with insulin (see, eg, Westermark P. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 3881-3985 (1987) or Cooper GJS et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 8628-8632 (1987)). In patients with type 2 diabetes, amyloid deposits on the islets of Langerhans are frequently observed, and thus the relationship between amylin and type 2 diabetes has attracted attention.
The entire sequence of the amylin gene has been determined and has been reported to be present in chromosome 12 short arm p12.3 (eg, Nishi M. et al., Mol. Endocrinol. 3, 1775). 1781 (1989)).
In patients with type 2 diabetes, a missense mutation has been reported in which the 20th serine (AGC) of the amylin gene is replaced with glycine (GGC) (eg, Sakagashira S. et al., Diabetes, 45, 1279-1281 (1996)). reference). The mutation has been reported in Japan, China, Taiwan, Hong Kong, and Korean but not in Caucasians. As a method for detecting the gene mutation, a region containing the mutation site is subjected to PCR amplification, the obtained amplification product is treated with a restriction enzyme Msp I, and whether or not the amplification product is decomposed is determined by agarose gel electrophoresis. (See, for example, Sakagashira S. et al., Diabetes, 45, 1279-1281 (1996)).
As described above, an association between the amylin gene mutation and type 2 diabetes has been suggested, but there is still no method for efficiently detecting the gene mutation.
Aldehyde dehydrogenase (ALDH) is an enzyme that oxidizes acetaldehyde to acetic acid. In humans, ALDH is composed of a plurality of isozymes, and its distribution varies from tissue to tissue (see, for example, Harada S. et al., Life Sci., 26, 1773 to 1780 (1980)). Among them, ALDH2 is mainly present in the liver and functions as an alcohol metabolic enzyme.
ALDH2 is found as a polymorphic form of active and inactive proteins by electrophoresis of liver extracts (see, for example, Harada S. et al., Am. J. Hum. Genet., 32, 8-15 (1980)). ), Which has been shown to correlate with alcohol tolerance (see, eg, Harada S. et al., Lancet II, 982 (1981)).
The complete base sequence of ALDH2 is known, and a missense mutation in which glutamic acid (GAA) of exon12 is replaced with lysine (AAA) has been reported (for example, Yoshida A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 258-261 (1984)). The mutation is unique to Mongoloid, and no such mutation has been reported in Caucasian or Negroid. Examples of the method for detecting the gene mutation include allele specific primer-PCR method (see, for example, Katsuji Harada et al., Alcohol metabolism and liver, 10, 1-5 (1988)), restriction fragment length polymorphism (RFLP) method (for example, Harada S. et al., Alcohol Alcohol., 28, 11-13 (1993)), PCR-SSCP (PCR-single strand formation change) method (eg, Harada S. et al., Alcohol. Clin. Exp. Res. 23, 958-962 (1999)).
However, there is still no method for efficiently detecting the gene mutation.
Object of the invention
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the above-described method and provide a means for detecting base substitution, for example, SNP, which is accurate and excellent in reproducibility using a small amount of nucleic acid sample.
Summary of the Invention
The present inventors constructed a method capable of detecting rapidly and with high sensitivity by combining a technique for amplifying a target nucleic acid and a probe capable of detecting the presence of a desired base substitution on the amplified target nucleic acid. The present invention has been completed.
The first invention of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) at least two kinds of chimeric oligonucleotide primers which contain at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs and ribonucleotides, and the ribonucleotides are arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primers. A primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid,
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid and undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base;
(C) a DNA polymerase having strand displacement activity, and
(D) relates to a composition containing a nuclease.
A second invention of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid, comprising at least two kinds of oligonucleotide primers characterized by containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and is subject to cleavage by a nuclease according to the type of the specific base, or is not subject to cleavage; A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
(C) DNA polymerase, and
(D) relates to a composition containing a nuclease.
In the second invention of the present invention, the DNA polymerase may be a DNA polymerase having strand displacement activity. Furthermore, in the first and second inventions of the present invention, the probe may be a probe containing ribonucleotides, and the nuclease may be ribonuclease H.
A third invention of the present invention is a method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising incubating a composition containing the following components and the presence or absence of cleavage of a probe in the composition: A method for detecting a base substitution, comprising the step of:
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base;
(D) a DNA polymerase having strand displacement activity, and
(E) nuclease.
A fourth invention of the present invention is a method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising incubating a composition containing the following components, and whether or not the probe in the composition is cleaved: A method for detecting a base substitution, comprising the step of:
(A) target nucleic acid,
(B) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs Oligonucleotide primers,
(C) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and that is subject to or is not cleaved by a nuclease depending on the type of the specific base, A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
(D) a DNA polymerase, and
(E) nuclease.
In the fourth invention of the present invention, the DNA polymerase may be a DNA polymerase having strand displacement activity. Furthermore, in the third and fourth inventions of the present invention, the composition may contain two kinds of primers, the probe may be a probe containing ribonucleotides, and the nuclease may be ribonuclease H. The composition may also be incubated under isothermal conditions.
5th invention of this invention is related with the chimera oligonucleotide primer which has a base sequence of sequence number 1, 2, 7, 8, 13, 14 of a sequence table.
6th invention of this invention is related with the oligonucleotide primer which has a base sequence of sequence number 9, 10, 19, 20 of a sequence table.
The seventh invention of the present invention relates to a chimeric oligonucleotide probe having a base sequence set forth in SEQ ID NOs: 3, 4, 11, 12, 15, 16, 21, 22 in the sequence listing.
The eighth invention of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer, and
(B) It relates to a composition comprising a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on a target nucleic acid under a specific temperature condition.
A ninth invention of the present invention is a method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising incubating a composition containing the following components and the presence or absence of cleavage of a probe in the composition: A method for detecting a base substitution, comprising the step of:
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition;
(D) a DNA polymerase, and
(E) nuclease.
Detailed Description of the Invention
In the present specification, the term “base substitution” refers to substitution of a part of the base with another base at a specific site on the nucleic acid. Differences in genetic information between individual organisms occur due to the base substitution, and this genetic information difference is called polymorphism or variation. Moreover, in this specification, the base substitution includes the base substitution in the above polymorphisms and variations. Moreover, the base substitution artificially introduced into the nucleic acid is also included in the base substitution in this specification.
In the base substitution described in this specification, the number of substituted bases is not particularly limited, and one or more substitutions may be present.
The present invention is particularly suitable for the detection of genomic polymorphisms and variations, particularly the detection of SNPs (single nucleotide substitution polymorphisms) on genes.
The present invention is described in detail below.
(1) Composition of the present invention
One aspect of the composition of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) at least two kinds of chimeric oligonucleotide primers which contain at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs and ribonucleotides, and the ribonucleotides are arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primers. A primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid and undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base;
(C) a DNA polymerase having strand displacement activity, and
(D) A composition containing a nuclease.
Another embodiment of the composition of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid, comprising at least two kinds of oligonucleotide primers characterized by containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and is subject to cleavage by a nuclease according to the type of the specific base, or is not subject to cleavage; A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
(C) DNA polymerase, and
(D) A composition containing a nuclease.
Furthermore, another embodiment of the composition of the present invention is a composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer, and
(B) A composition comprising a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition.
As another aspect,
(A) at least one oligonucleotide primer that is substantially complementary to the base sequence at the 3 ′ end of the specific base of the target nucleic acid and contains at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs;
(B) containing a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid and that undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base It is characterized by.
The above-mentioned chimeric oligonucleotide primer combines a DNA polymerase having strand displacement activity with a nuclease capable of cleaving ribonucleotides present in the primer part of the primer extension product from the primer, thereby allowing a nucleic acid to be a template under isothermal conditions. It is possible to amplify. This nucleic acid amplification method is called the ICAN (Isothermal and Chimeric Primer-Initiated Amplification of Nucleic Acids) method, and the details thereof are disclosed in International Publication No. 00/56877 and International Publication No. 02/16639. . Primer design and reaction condition settings may be appropriately determined according to the purpose based on the disclosure of these pamphlets.
In the present invention, a primer capable of amplifying a region containing a specific base to be detected for mutation on a target nucleic acid is used. That is, a primer that can be annealed to a base sequence in the upstream and downstream regions of a specific base on the target nucleic acid or a base sequence complementary thereto can be used.
An extension product from one kind of primer can be obtained by adding a target nucleic acid as a template, a DNA polymerase having strand displacement activity, and a nuclease having the above action to the composition of the present invention and incubating under isothermal conditions. When a composition containing two primers is used, the region between these primers is more specifically amplified.
Furthermore, the aspect using only 1 type of primer is also included by this invention. In this case, the primer is designed so that the extension product of the primer contains a specific base to be detected for mutation. That is, a primer that is substantially complementary to the base sequence on the 3′-terminal side of the specific base on the target nucleic acid is used. By continuously generating an extension product from the primer, a nucleic acid capable of hybridizing with a probe described later is amplified. Here, the “substantially complementary primer” means a primer that can be annealed to a template nucleic acid under the reaction conditions used.
The chimeric oligonucleotide primer is not particularly limited. For example, the nucleotide sequence described in SEQ ID NOs: 1, 2, 7, and 8 in the sequence listing for detecting a mutation in the amylin gene encoding pancreatic islets of Langerhans is used. Those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 13 and 14 in the Sequence Listing for detecting mutations in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene can be preferably used.
Similarly, as an oligonucleotide primer for detecting a mutation in the amylin gene, one having a base sequence described in SEQ ID NO: 9 or 10 in the sequence listing is also used for detecting a mutation in the aldehyde dehydrogenase gene. Those having the base sequences described in SEQ ID Nos. 19 and 20 in the column table can be preferably used.
The probe contained in the composition of the present invention can hybridize to the target nucleic acid thus amplified. Here, when a specific base on the target nucleic acid has a base substitution, the probe is specifically cleaved by a nuclease or designed so that it is not cleaved. The presence or absence of base substitution can be detected.
The nuclease that cleaves the probe is not particularly limited. For example, when using a probe having a base complementary to the specific base or a base in the vicinity thereof as a ribonucleotide, WO 02/22831 Ribonuclease H prepared by the method described in 1) can be preferably used.
A probe useful for detection of base substitution and its cleavage means as described above are disclosed in, for example, US Pat. No. 5,660,888.
The chimeric oligonucleotide probe is not particularly limited. For example, the nucleotide sequence described in SEQ ID NOs: 3, 4, 11, 12 in the sequence listing for detecting a mutation in the amylin gene encoding pancreatic islets of Langerhans is used. Those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 15, 16, 21, and 22 in the sequence listing for detecting mutations in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene can be preferably used.
(2) Method for detecting base substitution of the present invention
The base substitution detection method of the present invention is a method for detecting the presence or absence of a base substitution at a specific base on a target nucleic acid using the composition described in (1) above.
As the nucleic acid amplification method used in the method of the present invention, various methods using a primer having a sequence complementary to a template nucleic acid can be used. For example, polymerase chain reaction (PCR), US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202 and 4,800,159), strand displacement amplification (SDA) No. 7-114718), ICAN method (Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic Acids, International Publication No. 00/56877 pamphlet) and the like can be used. In these methods, the target base substitution can be detected by hybridization with a probe labeled in the presence of RNase H while amplifying the target nucleic acid or after amplification.
Although the suitable aspect of this invention is not specifically limited, For example, the following component
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe that is capable of hybridizing to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and that undergoes or is not cleaved by a nuclease depending on the type of the specific base;
(D) a DNA polymerase having strand displacement activity, and
(E) incubating a composition containing a nuclease and detecting the presence or absence of cleavage of the probe in the composition.
As another aspect,
(A) target nucleic acid,
(B) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs Oligonucleotide primers,
(C) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and that is subject to or is not cleaved by a nuclease depending on the type of the specific base, A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
(D) a DNA polymerase, and
(E) incubating a composition containing a nuclease and detecting the presence or absence of cleavage of the probe in the composition.
As another aspect,
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition;
(D) a DNA polymerase, and
(E) incubating a composition containing a nuclease and detecting the presence or absence of cleavage of the probe in the composition.
Furthermore, as another aspect,
(A) target nucleic acid,
(B) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs Oligonucleotide primers,
(C) a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition;
(D) a DNA polymerase, and
(E) incubating a composition containing a nuclease and detecting the presence or absence of cleavage of the probe in the composition.
The oligonucleotide primer is not particularly limited as long as it can amplify the region containing the specific base on the target nucleic acid. Although it does not specifically limit, For example, the chimera oligonucleotide primer described in the international publication 02/16639 pamphlet can be used conveniently. Further, it may be a DNA primer in the method of the present invention. Furthermore, in the method of the present invention, two kinds of oligonucleotide primers can be used.
Although it does not specifically limit as a DNA polymerase used for the said process, What has strand displacement activity can be used conveniently. The nuclease is not particularly limited, but ribonuclease H is suitable for the present invention from the viewpoint of cleaving the ribonucleotide portion of the chimeric oligonucleotide primer.
As a particularly preferred embodiment, there is a detection method using a composition containing only ribonuclease H as a nuclease by using a probe having a base complementary to the specific base or a base in the vicinity thereof as a ribonucleotide. It is done.
The reaction conditions are not particularly limited, and the conditions under which the DNA polymerase and nuclease used retain the desired activity may be selected as appropriate. The incubation temperature may be determined in consideration of the length of the enzyme, primer, or probe used. In particular, an embodiment in which a heat-resistant enzyme is used and the reaction is performed at a high temperature (for example, 50 ° C. to 65 ° C.) is preferable.
In the above reaction, the amplified target nucleic acid hybridizes with the probe. Here, when the base sequences of the target nucleic acid and the probe do not exactly match, the double-stranded nucleic acid of the target nucleic acid and the probe forms a mismatch portion. That is, when a probe having a normal base sequence that does not have base substitution is used, the mismatch portion as described above is formed when base substitution exists in the target nucleic acid. By allowing a mismatch-sensitive nuclease to coexist here, the probe is cleaved only when no mismatch is formed. Furthermore, by setting the reaction conditions and the probe chain length so that the cleaved probe can no longer hybridize with the target nucleic acid, the cleaved probe is released from the target nucleic acid, and then a new probe hybridizes with the target nucleic acid. Soybeans are cut in the same way. Such a process is repeated, and the cleaved probe accumulates in the reaction product.
The above reaction is an example of using a probe having a normal type base sequence, but by using a probe having a base sequence containing a base substitution, the probe is placed in the presence of a target nucleic acid having a base substitution. It can also be cut off.
The above-mentioned ribonuclease H has sensitivity to mismatch and is suitable for the cleavage of the probe in the present invention.
If the DNA polymerase used has 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity, probe degradation can occur regardless of the presence or absence of mismatch. From the viewpoint of preventing such a phenomenon, it is preferable to use a probe that is not degraded by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the DNA polymerase used as the probe, that is, has resistance to the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity. .
As one aspect, a probe having resistance to 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity can be constructed by adjusting the distance from the hybridizing region of the primer to be used to the hybridizing region of the probe. .
As another embodiment, a probe in which the probe is modified so as not to be degraded by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity can be used. The modification is not particularly limited, but, for example, dephosphorylation at the 5 ′ end, modification of the hydroxyl group at the 3-position of ribose, (α-S) nucleotide in which the oxygen atom bonded to the phosphate group is substituted with a sulfur atom Use, peptide nucleic acid (PNA, peptide nucleic acid; Nature, 365, 565-568 (1993)), aminoalkylation, dyes, fluorescent substances, luminescent substances, quenchers, various ligands (biotin, digoxigenin, etc.) -Addition of enzymes, etc., introduction of substituents that may cause steric hindrance, etc. The modification may be located at either the 5 ′ end or 5 ′ end side of the probe as long as it can acquire the above resistance.
In another embodiment, the amplified target nucleic acid hybridizes with the probe, but under a specific temperature condition, when the base sequence of the probe does not exactly match the base sequence of the target nucleic acid, The double stranded nucleic acid of the target nucleic acid and the probe is very unstable. On the other hand, when the base sequence of the probe and the base sequence of the target nucleic acid exactly match, the double-stranded nucleic acid of the target nucleic acid and the probe is stable. As a result, the probe is cleaved only when a stable double strand is formed. Furthermore, by setting the reaction conditions and the probe chain length so that the cleaved probe can no longer hybridize with the target nucleic acid, the cleaved probe is released from the target nucleic acid, and then a new probe hybridizes with the target nucleic acid. Soybeans are cut in the same way. Such a process is repeated, and the cleaved probe accumulates in the reaction product.
The above reaction is an example of using a probe having a normal type base sequence, but by using a probe having a base sequence including a base substitution, the probe is cleaved in the target nucleic acid in which the base substitution exists. It can also be done.
In the above case, when the base sequence of the probe and the base sequence of the target nucleic acid do not exactly match, the double-stranded nucleic acid of the target nucleic acid and the probe is very unstable, while the probe When the base sequence of the target nucleic acid exactly matches the base sequence of the target nucleic acid, it is necessary to set specific temperature conditions so that the double-stranded nucleic acid of the target nucleic acid and the probe is stable. The temperature can be adjusted by the Tm value of the probe used. Although it does not specifically limit, For example, it is 70 degrees C or less, Preferably it is 65 degrees C or less.
The means for detecting probe cleavage is not particularly limited, and a known nucleic acid analysis technique can be used. For example, the cleavage can be detected from a change in the chain length of the probe by electrophoresis or high performance liquid chromatography.
Particularly suitable embodiments include, for example, a probe labeled with a fluorescent substance and a substance having an action of quenching fluorescence emitted from the fluorescent substance at an appropriate interval. Such a probe hardly emits fluorescence in an intact state, but emits fluorescence when it is cut and the distance between the fluorescent substance and the quenching substance is increased. Examples of the combination of the substances include 6-FAM (6-carbofluorescein) and DABCYL (4-dimethylaminoazobenzene-4'-sulfone), ROX (6-carboxy-X-rhodamine) and DABCYL, 6-FAM and Eclipse (Eclipe Eclipse) ROX and Eclipse, TET (tetrachlorofluorescein) and DABCYL, TET and Eclipse, and the like can be suitably used. By using such a probe, the presence or absence of base substitution can be known by directly observing the reaction solution during the reaction. Moreover, it can be detected and quantified in real time by using a device such as a smart cycler (manufactured by Takara Bio Inc.) that can detect the amplified nucleic acid in the reaction tube with the tube closed.
In one embodiment of the present invention, a hybrid is formed by an amplification product and a probe, and an RNA portion is cleaved by RNaseH in an ICAN reaction solution only when a perfect match is obtained, and a RNA signal is obtained by RNaseH when there is a mismatch. The base substitution in the target nucleic acid can be detected by utilizing the fact that the fluorescence signal is not obtained because the DNA is not cleaved by the above method. As another aspect, the base substitution in the target nucleic acid is detected by utilizing the fact that the probe is cleaved by RNase H only when a stable double strand can be formed with the target nucleic acid under a specific temperature condition. be able to.
As the target nucleic acid used in the base substitution detection method of the present invention, single-stranded or double-stranded nucleic acid, that is, DNA or RNA can be used. Depending on the nuclease used, it may be difficult to use RNA as a target nucleic acid. In this case, use a cDNA prepared using the RNA as a template to detect base substitution on RNA. Is possible.
In the present invention, a sample containing the target nucleic acid can be used for the detection reaction.
The sample is not particularly limited, and may be any sample that may contain nucleic acids or organisms, such as cells, tissues (biopsy samples, etc.), whole blood, serum, cerebrospinal fluid, semen, saliva, sputum, urine Feces, hair, cell cultures, etc. can be used. The sample is not particularly limited, but it can be used in the method of the present invention, preferably in a form in which, for example, a DNA polymerase reaction can be performed by an appropriate treatment. Such treatment includes cell lysis and extraction and purification of nucleic acids from the sample.
Higher animal cells, including humans, are usually diploid with a pair of chromosomes. Therefore, when there is a possibility that base substitution exists for a specific base on the chromosome, the cell is a homozygote that does not have base substitution on both chromosomes (homotype), or a homozygote that has base substitution on both chromosomes. There are three possibilities: a homozygote, or a heterozygote having a base substitution only on one chromosome (heterotype).
By applying the base substitution detection method of the present invention to a nucleic acid sample prepared from a diploid cell, the cell, that is, the genotype of the individual having the cell is homo-type or hetero-type for any base on the gene. You can check whether it is either. Although there is no particular limitation, for example, when the method of the present invention is carried out using probes corresponding to each of four types of bases, in the nucleic acid sample derived from a cell whose genotype is heterozygous, nucleotides of two probes A signal associated with the cleavage is detected. On the other hand, in a nucleic acid sample derived from a cell having a homogenous genotype, a signal is detected with only one type of probe, and it can be simultaneously determined that this homotype has or does not have a base substitution. Thus, the method of the present invention is also useful for detecting base substitutions on alleles as described above.
The chimeric oligonucleotide primer used in the method of the present invention is not particularly limited. For example, SEQ ID NO: 1, 2, 7, in the sequence listing for detecting a mutation in the amylin gene encoding pancreatic islets of Langerhans is detected. Those having the base sequence described in 8 can be suitably used those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 13 and 14 in the sequence listing for detecting a mutation in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene.
Similarly, as an oligonucleotide primer for detecting a mutation in the amylin gene, one having a base sequence described in SEQ ID NO: 9 or 10 in the sequence listing is also used for detecting a mutation in the aldehyde dehydrogenase gene. Those having the base sequences described in SEQ ID Nos. 19 and 20 in the column table can be preferably used.
Although it does not specifically limit as a probe used for the method of this invention, For example, the base of sequence number 3, 4, 11, 12 of a sequence table for detecting the variation | mutation of the amylin gene which codes pancreatic islets of Langerhans is detected. Those having a sequence and those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 15, 16, 21, and 22 in the sequence listing for detecting mutations in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene can be preferably used.
(3) Kit used for detection of base substitution of the present invention
The present invention provides a kit used for the detection of the above-described base substitution of the present invention. In one embodiment, the kit is a component of the composition of the invention, ie,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(B) A kit containing a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and that undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base It is.
As another aspect,
(A) at least one oligonucleotide primer that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and is subject to cleavage by a nuclease according to the type of the specific base, or is not subject to cleavage; A kit containing a probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of polymerase.
As another aspect,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(B) A kit containing a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition.
As another aspect,
(A) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs A chimeric oligonucleotide primer of
(B) A kit containing a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition.
The probe includes, for example, a probe having a normal base sequence or a probe having a base sequence having a base substitution, a probe containing both of them, and four probes corresponding to each of four types of bases. What is contained is exemplified. These probes may be labeled for detection.
The chimeric oligonucleotide primer used in the kit of the present invention is not particularly limited. For example, SEQ ID NO: 1, 2, 7, in the sequence listing for detecting a mutation in the amylin gene encoding pancreatic islets of Langerhans is detected. Those having the base sequence described in 8 can be suitably used those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 13 and 14 in the sequence listing for detecting a mutation in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene.
Similarly, as an oligonucleotide primer for detecting a mutation in the amylin gene, one having a base sequence described in SEQ ID NO: 9 or 10 in the sequence listing is also used for detecting a mutation in the aldehyde dehydrogenase gene. Those having the base sequences described in SEQ ID Nos. 19 and 20 in the column table can be preferably used.
Although it does not specifically limit as a probe used for the kit of this invention, For example, the base of sequence number 3, 4, 11, 12 of a sequence table for detecting the variation | mutation of the amylin gene which codes pancreatic islets of Langerhans Those having a sequence and those having the base sequences described in SEQ ID NOs: 15, 16, 21, and 22 in the sequence listing for detecting mutations in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene can be preferably used.
The kit may contain DNA polymerase, nuclease, dNTP which is a substrate of DNA polymerase, and other components used for preparing a reaction solution.
As described above, the present invention amplifies a target nucleic acid having a sequence to be examined for base substitution, and further, cleavage of the probe occurs continuously depending on the presence or absence of the base substitution. Even when nucleic acid is used as a sample, base substitution can be detected with high sensitivity. Furthermore, amplification of a target nucleic acid, hybridization and probe cleavage, and detection of a signal resulting from probe cleavage can be performed in one step, and a simple and rapid method for detecting base substitution is provided.
Example
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the scope of the examples.
Reference example 1
The number of units of heat-resistant RNase H in the examples was calculated by the following method.
1 mg of poly (rA) and poly (dT) (both manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) are dissolved in 1 ml of 40 mM Tris-HCl (pH 7.7) each containing 1 mM EDTA to prepare a poly (rA) solution and a poly (dT) solution. did.
Next, 4 mM MgCl 2 Poly (rA) solution with a final concentration of 20 μg / ml in 40 mM Tris-HCl (pH 7.7) containing 1 mM DTT, 0.003% BSA, 4% glycerol, poly (dT) with a final concentration of 30 μg / ml The solution was added, reacted at 37 ° C. for 10 minutes, and then cooled to 4 ° C. to prepare a poly (rA) -poly (dT) solution. Add 1 μl of the enzyme solution diluted arbitrarily to 100 μl of this poly (rA) -poly (dT) solution, react at 40 ° C. for 10 minutes, stop the reaction by adding 10 μl of 0.5M EDTA, and then absorb the absorbance at 260 nm. It was measured. As a control, 10 μl of 0.5 M EDTA was added to the reaction solution, followed by reaction at 40 ° C. for 10 minutes, and the absorbance was measured. Thereafter, a value (absorbance difference) obtained by subtracting the absorbance of the control from the absorbance obtained by the reaction in the absence of EDTA was obtained. That is, the concentration of nucleotide released from the poly (rA) -poly (dT) hybrid by the enzyme reaction was determined from the difference in absorbance. One unit of RNase H is A corresponding to the release of 1 nmol of ribonucleotide. 260 The amount of enzyme increased in 10 minutes was calculated according to the following formula.
Unit = [absorbance difference x reaction solution volume (ml)] / 0.0152 x (110/100) x dilution rate
Example 1
(1) Detection in model system
The SNP detection method in the real-time ICAN reaction system using the chimeric probe of the present invention was examined. As a detection target, an amylin gene encoding pancreatic islet amyloid protein was selected. A missense mutation in which the 20th serine (AGC) in the gene replaces glycine (GGC) alone causes only mild glucose intolerance, but if it overlaps with a genetic component of type 2 diabetes, its onset is accelerated. Has been reported to become more severe.
First, in order to detect mutation of this amylin gene by ICAN reaction, IAPP-F-2 primer and IAPP-R-1 primer having the base sequences described in SEQ ID Nos. 1 and 2 in the sequence listing were used as DNA synthesizer (Applied Biotechnology). Synthesized by System). Next, a chimeric oligonucleotide having the base sequence described in SEQ ID NO: 3, 11 and 21 in the sequence listing, IAPP probe CAG (W2) for normal detection, IAPP 9A probe and IAPP 8A probe, and SEQ ID NO: 4, 12 in the sequence listing and A mutant detection IAPP probe CGG (M2), an IAPP 9G probe and an IAPP 8G probe having the base sequence described in 22 were prepared with a DNA synthesizer. The normal detection IAPP probe CAG (W2), IAPP 9A probe and IAPP 8A probe are 6-FAM (ABI) as a fluorescent label at the 5 ′ end and DABCYL (Glen Research) as a quenching label at the 3 ′ end. On the other hand, the IAPP probe CGG (M2), IAPP9G probe and IAPP 8G probe for detecting mutant type are added with ROX (made by ABI) as a fluorescent label at the 5 ′ end and DABCYL as a quenching label at the 3 ′ end. DNA-RNA-DNA type oligonucleotide probe.
In addition, fragments each having a 600 bp base sequence described in SEQ ID NOs: 5 and 6 in the sequence listing were prepared by a conventional method, and each was subcloned into pGEM-T EASY vector (manufactured by Promega). The plasmid was used as a normal positive control (SEQ ID NO: 5) and a mutant positive control (SEQ ID NO: 6). The positive control is 10 per μl. 3 10 4 10 5 The copy density was adjusted. Therefore, when 10 μl of the above control is used, 10 4 10 5 10 6 Become a copy. The reaction conditions for the ICAN method are shown below.
That is, final concentration 32 mM Hepes-potassium hydroxide buffer (pH 7.8), 100 mM potassium acetate, 1% DMSO, 0.01% BSA, 4 mM magnesium acetate, 500 μM dNTPs each, 4 U BcaBEST DNA polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) Bca RNaseH 4800U, 25 pmol each of IAPP-F-2 and IAPP-R-1 primer pairs, 5 pmol IAPP probe CAG (W2) and 10 pmol IAPP probe CGG (prepared by the method described in WO 02/22831 pamphlet) M2), 10 μl of each positive control was added as a template nucleic acid, and the final volume was made 25 μl with sterilized water. The reaction solution was set in a smart cycler (manufactured by Takara Bio Inc.) set at 55 ° C. and held for 100 minutes. As a result, when a normal positive control was used as a template, 10 4 10 5 10 6 A large increase in the 6-FAM fluorescence signal from the IAPP probe CAG (W2) was observed in both copy / reaction systems. On the other hand, an increase in ROX fluorescence signal derived from the IAPP probe CGG (M2) was hardly observed.
In addition, when using a mutant positive control, 10 4 10 5 10 6 A large increase in ROX fluorescence signal from the IAPP probe CGG (M2) was observed in both copy / reaction systems. On the other hand, almost no increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP probe CAG (W2) was observed.
From the above, it was confirmed that the method of the present invention can detect a mutation in the amylin gene in real time by combining with two types of end-labeled chimeric probes of normal type and / or mutant type.
(2) Detection in genomic DNA
The SNP detection method in the real-time ICAN reaction system using human genomic DNA as a template was examined. The reaction conditions were the same as those described in Example 1- (1) except that the template nucleic acid was a commercially available human genomic DNA (human genomic DNA; 1 ng or 10 ng or 50 ng / reaction). As a result, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP probe CAG (W2) was observed as in the positive control. On the other hand, an increase in ROX fluorescence signal derived from the IAPP probe CGG (M2) was hardly observed. Further, the result coincided with the result of analyzing the human genomic DNA by a normal sequencing method. Therefore, it was confirmed that the result by the method of the present invention was the same as the conventional method.
(3) Examination of RNaseH
RNase H used in the method of the present invention was examined. That is, in the reaction described in Example 1- (1) above, a system (100 U / 25 μl reaction) using Tli RNase H prepared by the method described in WO 02/22831 instead of Bca RNase H was used. . In this example, IAPP-F-1 primer and IAPP-R6008 primer having the base sequences described in SEQ ID NOs: 7 and 8 in the sequence listing were used. The reaction temperature was set to 60 ° C. Conditions other than these were exactly the same as the reaction conditions described in Example 1- (1). As a result, when a normal positive control was used as the template nucleic acid, 10 6 A large increase in 6-FAM fluorescence signal from the IAPP probe CAG (W2) was observed in the copy / reaction system. On the other hand, an increase in ROX fluorescence signal derived from the IAPP probe CGG (M2) was hardly observed. When using a mutant positive control, 10 6 In the copy / reaction system, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP probe CGG (M2) was observed, while almost no increase in the 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP probe CAG (W2) was observed. That is, in this example, since the reaction temperature is as high as 60 ° C., a target nucleic acid that is selected and cleaved with RNase H for a match or mismatch between a target nucleic acid and a probe and / or is stably formed at that temperature. It was confirmed that the target base substitution can be detected with higher accuracy by selecting and cleaving the double strand of the probe and RNaseH.
(4) Examination of specificity when the number of bases in the RNA part of the chimeric probe is one base
The SNP detection method in the case where the RNA part of the chimeric probe used in the method of the present invention consists of one purine base was examined. In this example, a combination of 5 pmol IAPP 9A probe and 5 pmol IAPP 9G probe, or a combination of 5 pmol IAPP 8A probe and 5 pmol IAPP 8G probe having the base sequences described in SEQ ID NOs: 11, 12, 21, and 22 was used. Other reaction conditions of the ICAN method are shown below. That is, final concentration of 32 mM Hepes-potassium hydroxide buffer (pH 7.8), 100 mM potassium acetate, 1% DMSO, 0.01% BSA, 4 mM magnesium acetate, 500 μM dNTPs, 0.04% propylenediamine, 2 U of BcaBEST DNA Polymerase, 100 U of Tli RNase H, 50 pmol of each IAPP-F-2 and IAPP-R-1 primer pair, 2 × 10 2 as a template nucleic acid 5 5 μl of each positive control at a copy / μl concentration was added to a final volume of 25 μl with sterile water. A negative control was prepared by adding 5 μl of water instead of the template. The reaction solution was set in a smart cycler set in advance at 60 ° C. and held for 100 minutes. As a result, when a normal positive control was used as a template, a large increase in the 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP 9A probe or the IAPP 8A probe was observed, and in the case of the negative control, no change was observed in the fluorescence signal. It was. On the other hand, no significant increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP 9G probe or the IAPP 8G probe was observed.
Further, when the mutant positive control was used, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP 9G probe or the IAPP 8G probe was observed, and in the case of the negative control, no change was observed in the fluorescence signal. On the other hand, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP 9A probe or the IAPP 8A probe was not observed.
From the above, it was confirmed that a mutation in the amylin gene can be detected in real time even with a chimeric probe whose RNA portion is composed of one purine base.
Example 2 PCR SNP detection of pancreatic islets of Langerhans amyloid protein gene
The subject to be examined was the amylin gene encoding pancreatic islet amyloid protein as in Example 1.
First, in order to detect the mutation of this amylin gene in a PCR reaction system, IAPP-F primer and IAPP-R primer having the base sequences described in SEQ ID NOs: 9 and 10 were obtained with a DNA synthesizer (Applied Biosystems). Synthesized. Next, a chimeric oligonucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 11, 12, 21, and 22, a normal detection IAPP 9A FAM probe and an IAPP 8A FAM probe, and a mutant detection IAPP 9G ROX probe and IAPP 8G ROX probe are DNA. Prepared on a synthesizer. Further, the normal detection IAPP 9A FAM probe and the IAPP 8A FAM probe have 6-FAM as a fluorescent label at the 5 ′ end, DABCYL as a quenching label at the 3 ′ end, and an IAPP 9G ROX probe for mutation detection, The IAPP 8G ROX probe is a DNA-RNA-DNA type oligonucleotide probe in which ROX is added as a fluorescent label at the 5 ′ end and DABCYL is added as a quenching label at the 3 ′ end.
In addition, fragments having 600 bp bases described in SEQ ID Nos. 5 and 6 in the sequence listing were prepared by a conventional method, and each was subcloned into pGEM-T EASY vector (manufactured by Promega). The plasmid was used as a normal positive control (SEQ ID NO: 5) and a mutant positive control (SEQ ID NO: 6). The positive control is 10 per μl. 5 The copy density was adjusted. Therefore, using 1 μl of the control, 10 per reaction. 5 It becomes a copy.
The reaction conditions for the PCR reaction are as follows. That is, TaKaRa ExTaq R-PCR ver. (Manufactured by Takara Bio Inc.), final concentration of 1 × R-PCR buffer, 300 μM dNTPs, 3 mM magnesium solution, 1.25 U ExTaq R-PCR ver. , 100 U Tli RNase HII, 10 pmol each of IAPP-F primer and IAPP-R primer pair, 5 pmol of IAPP 9A FAM probe or IAPP 8A FAM probe, 5 pmol of IAPP 9G ROX probe or IAPP 8G ROX probe, each positive as a template nucleic acid 1 μl of control was added and made up to a final volume of 25 μl with sterile water. The reaction solution was set in a smart cycler (manufactured by Takara Bio Inc.), and a cycle of 95 ° C, 5 seconds, 60 ° C, 15 seconds, 72 ° C and 15 seconds was repeated 50 cycles at 95 ° C for 10 seconds. The fluorescence intensity was measured at 60 ° C. for 15 seconds.
As a result, when a normal positive control was used as a template, a large increase in the 6-FAM fluorescent signal derived from the IAPP 9A FAM probe or the IAPP 8A FAM probe was observed. On the other hand, almost no increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP 9G ROX probe or the IAPP 8G ROX probe was observed. In addition, when a mutant positive control was used as a template, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP 9G ROX probe or the IAPP 8G ROX probe was observed. On the other hand, almost no increase in the 6-FAM fluorescence signal derived from the IAPP 9A FAM probe or the IAPP 8A FAM probe was observed.
Furthermore, when a mixture of equal amounts of a normal positive control and a mutant positive control is used as a template, a 6-FAM fluorescence signal derived from an IAPP 9A FAM probe or an IAPP 8A FAM probe is greatly increased. Admitted. A large increase in the ROX fluorescence signal derived from the IAPP 9G ROX probe or the IAPP 8G ROX probe was also observed.
From the above, it was confirmed that the method of the present invention can detect a single nucleotide mutation of the amylin gene by combining two types of end-labeled chimeric probes of normal type and mutant type in a real-time PCR reaction system.
Example 3 Examination of ICAN SNPs Detection of Aldehyde Dehydrogenase 2 Gene
(1) Detection in model system
A method for detecting SNPs in a real-time ICAN reaction system using a chimeric probe was examined. As a subject to be examined, a gene encoding aldehyde dehydrogenase 2 enzyme was selected. In this gene, exon 12 has a single nucleotide polymorphism in which 487th glutamic acid (GAA) is replaced by lysine (AAA), and is closely related to individual differences in constitution related to drinking, and is involved in cancer risk Has been reported so far.
First, in order to detect the mutation of the aldehyde dehydrogenase 2 gene in the ICAN reaction system, ICAN-ALDH2-F chimeric primer and ICAN-ALDH2-R chimeric primer having the base sequences described in SEQ ID NOs: 13 and 14 in the sequence listing are used as DNA. Synthesized by a synthesizer (Applied Biosystems). Next, a chimera oligonucleotide having the base sequences described in SEQ ID NOs: 15 and 16 in the sequence listing, an ALDH2 wG probe for normal detection, and an ALDH2 mA probe for mutation detection were synthesized. In addition, ALDH2 wG for normal detection is ROX labeled as a fluorescent label at the 5 ′ end, Eclipse as a quenching label at the 3 ′ end, while ALDH2 mA probe for mutant detection is used as a quenching label at the 5 ′ end. This is a DNA-RNA-DNA type oligonucleotide probe in which FAM is added as fluorescence between 12 and 13 bases of Eclipse.
In addition, fragments each having a 215 bp base sequence described in SEQ ID NOs: 17 and 18 in the sequence listing were prepared by a conventional method, and each was subcloned into p-GEM EASY vector (manufactured by Promega). The plasmid was used as a normal positive control (SEQ ID NO: 17) and a mutant positive control (SEQ ID NO: 18). The relevant positive control is 2 x 10 per μl. 4 The copy density was adjusted. Therefore, if 5 μl of the above control is used, 10 5 Become a copy.
The reaction conditions for the ICAN reaction are as follows. That is, final concentration 32 mM Hepes-KOH buffer, pH 7.8, 100 mM potassium acetate, 5 mM magnesium acetate, 1% dimethyl sulfoxide, 0.04% propylenediamine, 0.1 M betaine, 0.11% bovine serum albumin, 600 μM dNTPs each 4U BcaBEST DNA polymerase, 100U Tli RNaseHII, 50 pmol each of ICAN-ALDH2-F chimeric primer and ICAN-ALDH2-R chimeric primer pair, 5 pmol ALDH2 wG probe, 7.5 pmol ALDH2 mA probe, each positive control as a template nucleic acid 5 μl was added to a final volume of 25 μl with sterile water. The reaction solution was set in a smart cycler (manufactured by Takara Bio Inc.), treated at 70 ° C. for 5 minutes, and then maintained at 58 ° C. for 25 minutes and subsequently at 50 ° C. for 20 minutes. The fluorescence intensity was measured every 1 minute when held at 58 ° C. and 50 ° C.
As a result, when a normal positive control was used as a template, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. On the other hand, almost no increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. Further, when the mutant positive control was used as a template, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. On the other hand, almost no increase in ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. Furthermore, when a mixture of equal amounts of a normal positive control and a mutant positive control was used as a template as a heterotype model system, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. A large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was also observed.
From the above, it was confirmed that the single nucleotide polymorphism of the aldehyde dehydrogenase 2 gene can be identified by combining the normal and / or mutant two-end labeled chimeric probes in the real-time ICAN reaction system.
(2) Detection in genomic DNA
A method for detecting SNPs in a real-time ICAN reaction system using human genomic DNA as a template was examined. The template nucleic acid was prepared using QIAamp DNA Mini Kit (QIAGEN) from the oral mucosa cells and blood samples provided on informed consent. The reaction conditions were the same as those described in Example 3- (1) except that 50 ng of prepared genomic DNA was used per reaction.
Simultaneously, PCR was performed under the following conditions using a primer pair of the ALDH2-F primer and the ALDH2-R primer represented by SEQ ID NOs: 19 and 20, and the obtained amplification product was purified with Microcon-30 (Millipore). After digestion with Eco57I, 3% NuSieve 3: 1 agarol gel electrophoresis was performed, and typing by RFLP was also performed.
PCR was performed using TaKaRa ExTaq (manufactured by Takara Bio Inc.). That is, add final concentration 1 × ExTaq buffer, each 200 μM dNTPs, 1.25 U ExTaq, each 10 pmol of ALDH2-F primer and ALDH2-R primer pair, 5 μl of human genomic DNA prepared as a template nucleic acid, and with sterile water The final volume was 50 μl. The reaction solution was set in a thermal cycler SP (manufactured by Takara Bio Inc.), and a cycle of 94 ° C., 30 seconds, 94 ° C., 30 seconds, 55 ° C., 30 seconds, 72 ° C., 30 seconds was repeated 30 cycles.
Eco 57I is a restriction enzyme that recognizes CTGAAG and cleaves the amplification product derived from the normal form of aldehyde dehydrogenase 2, but does not cleave the amplification product derived from the mutant form.
As a result, two fragments due to the cleavage of the amplification product were observed in RFLP with Eco 57I. That is, in the genomic DNA sample considered to be a normal homozygote, the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was large. An increase was observed. On the other hand, almost no increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. Three fragments of the amplified product were observed in RFLP with Eco 57I and those that were not cleaved, that is, in the genomic DNA sample considered to be heterozygous, the ROX fluorescence signal from the ALDH2 wG probe A large increase was observed. A large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was also observed. In RFLP with Eco 57I, a single fragment was observed without cleavage of the amplification product, that is, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from ALDH2 mA probe in a genomic DNA sample considered to be a mutant homozygote. Was recognized. On the other hand, almost no increase in ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed.
As described above, it was confirmed that the result obtained by the method of the present invention was consistent with the result obtained by the conventional RFLP method.
Example 4 Examination of PCR SNPs Detection of Aldehyde Dehydrogenase 2 Gene
(1) Detection in model system
A method for detecting SNPs in a real-time PCR reaction system using the chimeric probe of the present invention was examined. The examination object selected the gene which codes the aldehyde dehydrogenase 2 enzyme similarly to Example 3. FIG.
First, in order to detect a mutation of the aldehyde dehydrogenase 2 gene in a PCR reaction system, an ALDH2-F primer and an ALDH2-R primer having the base sequences described in SEQ ID NOs: 19 and 20 in the sequence listing are used as a DNA synthesizer (Applied Biotechnology). System). Next, a chimera oligonucleotide having the base sequences described in SEQ ID NOs: 15 and 16 in the sequence listing, an ALDH2 wG probe for normal detection, and an ALDH2 mA probe for mutation detection were synthesized. In addition, ALDH2 wG for normal detection is ROX labeled as a fluorescent label at the 5 ′ end, Eclipse as a quenching label at the 3 ′ end, while ALDH2 mA probe for mutant detection is used as a quenching label at the 5 ′ end. This is a DNA-RNA-DNA type oligonucleotide probe in which FAM is added as fluorescence between 12 and 13 bases of Eclipse.
In addition, fragments each having a 215 bp base sequence described in SEQ ID NOs: 17 and 18 in the sequence listing were prepared by a conventional method, and each was subcloned into p-GEM EASY vector (manufactured by Promega). The plasmid was used as a normal positive control (SEQ ID NO: 17) and a mutant positive control (SEQ ID NO: 18). The relevant positive control is 2 x 10 per μl. 4 The copy density was adjusted. Therefore, if 5 μl of the above control is used, 10 5 Become a copy.
The reaction conditions for the PCR reaction are as follows. That is, TaKaRa ExTaq R-PCR ver. (Manufactured by Takara Bio Inc.), final concentration 1 × R-PCR buffer, 300 μM dNTPs each, 5 mM magnesium solution, 1.25 U ExTaq R-PCR ver. , 100 U Tli RNase HII, 10 pmol each of ALDH2-F primer and ALDH2-R primer pair, 5 pmol ALDH2 wG probe, 20 pmol ALDH2 mA probe, 5 μl of each positive control as a template nucleic acid, and final volume of 25 μl with sterile water did. The reaction solution was set in a smart cycler (manufactured by Takara Bio Inc.), and the cycle of 95 ° C., 10 seconds, 95 ° C., 5 seconds, 53 ° C., 15 seconds, 72 ° C., 15 seconds was repeated 45 cycles. The fluorescence intensity was measured at 53 ° C. for 15 seconds.
As a result, when a normal positive control was used as a template, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. On the other hand, almost no increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. Further, when the mutant positive control was used as a template, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. On the other hand, almost no increase in ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. Furthermore, when a mixture of equal amounts of a normal positive control and a mutant positive control was used as a template as a heterotype model system, a large increase in the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed. A large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was also observed.
From the above, the method of the present invention can identify single nucleotide polymorphisms of the aldehyde dehydrogenase 2 gene by combining two types of end-labeled chimeric probes of normal type and / or mutant type in a real-time PCR reaction system. confirmed.
(2) Detection in genomic DNA
A method for detecting SNPs in a real-time PCR reaction system using human genomic DNA as a template was examined. The template nucleic acid was prepared using QIAamp DNA Mini Kit (QIAGEN) from the oral mucosa cells and blood samples provided on informed consent. The reaction conditions were the same as those described in Example 4- (1) except that 50 ng of prepared genomic DNA was used per reaction. At the same time, the amplification product obtained with the primer pair of ALDH2-F primer and ALDH2-R primer was purified with Microcon-30 (Millipore), digested with Eco 57I, and subjected to 3% NuSieve 3: 1 agarol gel electrophoresis. RFLP typing was also performed. Eco 57I is a restriction enzyme that recognizes CTGAAG and cleaves the amplification product derived from the normal form of aldehyde dehydrogenase 2, but does not cleave the amplification product derived from the mutant form.
As a result, two fragments due to the cleavage of the amplification product were observed in RFLP with Eco 57I. That is, in the genomic DNA sample considered to be a normal homozygote, the ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was large. An increase was observed. On the other hand, almost no increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was observed. Three fragments of the amplified product were observed in RFLP with Eco 57I and those that were not cleaved, that is, in the genomic DNA sample considered to be heterozygous, the ROX fluorescence signal from the ALDH2 wG probe A large increase was observed. A large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from the ALDH2 mA probe was also observed. In RFLP with Eco 57I, a single fragment was observed without cleavage of the amplification product, that is, a large increase in 6-FAM fluorescence signal derived from ALDH2 mA probe in a genomic DNA sample considered to be a mutant homozygote. Was recognized. On the other hand, almost no increase in ROX fluorescence signal derived from the ALDH2 wG probe was observed.
As described above, it was confirmed that the result obtained by the method of the present invention was consistent with the result obtained by the conventional RFLP method.
Industrial applicability
The method for detecting base substitution according to the present invention is useful for detecting a naturally occurring or artificially introduced base substitution.
According to the present invention, the presence or absence of base substitution on a target nucleic acid can be detected easily, with good reproducibility, and with high sensitivity. In addition, the present invention can be used for detection and identification of base substitutions generated on the genomic DNA of organisms such as polymorphisms and variations, for example, SNPs, search for disease genes in humans, analysis of drug sensitivity, etc. It is also useful in the fields of genome drug discovery and genome medicine.
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[Sequence Listing]
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Claims (19)

標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも２種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｃ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物。A composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) at least two kinds of chimeric oligonucleotide primers which contain at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs and ribonucleotides, and the ribonucleotides are arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primers. A primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid and undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base;
A composition comprising (c) a DNA polymerase having strand displacement activity, and (d) a nuclease. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも２種類のオリゴヌクレオチドプライマーであって、標的核酸上の特定の塩基を含む領域を増幅できるプライマー、
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｃ）ＤＮＡポリメラーゼ、及び
（ｄ）ヌクレアーゼ、を含有する組成物。A composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a primer capable of amplifying a region containing a specific base on a target nucleic acid, comprising at least two kinds of oligonucleotide primers characterized by containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs;
(B) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and is subject to cleavage by a nuclease according to the type of the specific base, or is not subject to cleavage; A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
A composition comprising (c) a DNA polymerase, and (d) a nuclease. ＤＮＡポリメラーゼが鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼである請求項２記載の組成物。The composition according to claim 2, wherein the DNA polymerase is a DNA polymerase having strand displacement activity. プローブがリボヌクレオチドを含有するプローブであり、ヌクレアーゼがリボヌクレアーゼＨである請求項１または２記載の組成物。The composition according to claim 1 or 2, wherein the probe is a probe containing ribonucleotide and the nuclease is ribonuclease H. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
（ｄ）鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ。A method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising a step of incubating a composition containing the following components and detecting the presence or absence of cleavage of a probe in the composition: Characteristic base substitution detection method:
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and undergoes cleavage by a nuclease or does not undergo cleavage according to the type of the specific base;
(D) a DNA polymerase having strand displacement activity, and (e) a nuclease. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ。A method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising a step of incubating a composition containing the following components and detecting the presence or absence of cleavage of a probe in the composition: Characteristic base substitution detection method:
(A) target nucleic acid,
(B) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs Oligonucleotide primers,
(C) a probe that can hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid, and that is subject to or is not cleaved by a nuclease depending on the type of the specific base, A probe that is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of the polymerase;
(D) DNA polymerase, and (e) nuclease. ＤＮＡポリメラーゼが鎖置換活性を有するＤＮＡポリメラーゼである請求項５または６記載の検出方法。The detection method according to claim 5 or 6, wherein the DNA polymerase is a DNA polymerase having strand displacement activity. 組成物が２種のプライマーを含有する請求項５または６記載の検出方法。The detection method according to claim 5 or 6, wherein the composition contains two kinds of primers. プローブがリボヌクレオチドを含有するプローブであり、ヌクレアーゼがリボヌクレアーゼＨである請求項５または６記載の検出方法。The detection method according to claim 5 or 6, wherein the probe is a probe containing ribonucleotide and the nuclease is ribonuclease H. 組成物が等温条件下にインキュベートされる請求項５または６記載の検出方法。The detection method according to claim 5 or 6, wherein the composition is incubated under isothermal conditions. 配列表の配列番号１、２、７、８、１３、１４に記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチドプライマー。A chimeric oligonucleotide primer having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 2, 7, 8, 13, or 14 in the sequence listing. 配列表の配列番号９、１０、１９、２０に記載の塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマー。The oligonucleotide primer which has a base sequence of sequence number 9, 10, 19, 20 of a sequence table. 配列表の配列番号３、４、１１、１２、１５、１６、２１、２２に記載の塩基配列を有するキメラオリゴヌクレオチドプローブ。A chimeric oligonucleotide probe having the base sequence set forth in SEQ ID NOs: 3, 4, 11, 12, 15, 16, 21, 22 in the sequence listing. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するための組成物であって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、を含有する組成物。A composition for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and which is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, Does it hybridize under specific temperature conditions to at least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primer, and (b) a region containing the specific base on the target nucleic acid? A composition containing a probe that can be selected. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出する方法であって、下記成分を含有する組成物をインキュベートし、該組成物中のプローブの切断の有無を検出する工程を包含することを特徴とする塩基置換の検出方法：
（ａ）標的核酸、
（ｂ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、
（ｃ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
（ｄ）ＤＮＡポリメラーゼ、および
（ｅ）ヌクレアーゼ。A method for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid, comprising a step of incubating a composition containing the following components and detecting the presence or absence of cleavage of a probe in the composition: Characteristic base substitution detection method:
(A) target nucleic acid,
(B) a ribonucleotide that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid, and is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged at the 3 ′ end or 3 ′ end of the primer,
(C) a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition;
(D) DNA polymerase, and (e) nuclease. 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するためのキットであって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブ、
を含有するキット。A kit for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, At least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primer, and (b) capable of hybridizing to the region containing the specific base on the target nucleic acid, and the specific Depending on the type of base, the probe may be cleaved by nuclease or not cleaved,
A kit containing 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するためのキットであって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的である少なくとも１種類のオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域にハイブリダイズすることができ、かつ前記特定の塩基の種類に応じてヌクレアーゼによる切断を受けるか、もしくは切断を受けないプローブであって、ＤＮＡポリメラーゼの５’→３’エキソヌクレアーゼ活性により切断を受けないプローブ、
を含有するキット。A kit for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) at least one oligonucleotide primer that is substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid; and (b) a region containing the specific base on the target nucleic acid. A probe that can hybridize and is subject to cleavage by nuclease depending on the type of the specific base, or is not subject to cleavage, and is not cleaved by the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity of DNA polymerase. probe,
A kit containing 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するためのキットであって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものとリボヌクレオチドとを含有し、該リボヌクレオチドは該プライマーの３’末端又は３’末端側に配置された少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
を含有するキット。A kit for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) a ribonucleotide, which is substantially complementary to a base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and which is selected from at least deoxyribonucleotides and nucleotide analogs, Does it hybridize under specific temperature conditions to at least one kind of chimeric oligonucleotide primer arranged on the 3 ′ end or 3 ′ end side of the primer, and (b) a region containing the specific base on the target nucleic acid? A probe with selectable or not,
A kit containing 標的核酸上の特定の塩基における塩基置換の有無を検出するためのキットであって、
（ａ）標的核酸の前記特定の塩基の３’末端側の塩基配列に実質的に相補的であり、少なくともデオキシリボヌクレオチド及びヌクレオチドアナログから選択されるものを含有することを特徴とする、少なくとも１種類のキメラオリゴヌクレオチドプライマー、および
（ｂ）標的核酸上の前記特定の塩基を含む領域に特定の温度条件下でハイブリダイズするか否かが選択可能なプローブ、
を含有するキット。A kit for detecting the presence or absence of base substitution at a specific base on a target nucleic acid,
(A) at least one kind characterized by being substantially complementary to the base sequence on the 3 ′ end side of the specific base of the target nucleic acid and containing at least one selected from deoxyribonucleotides and nucleotide analogs A chimeric oligonucleotide primer, and (b) a probe capable of selecting whether or not to hybridize to a region containing the specific base on the target nucleic acid under a specific temperature condition,
A kit containing
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