JPWO2006121134A1 - マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法 - Google Patents

マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2006121134A1
JPWO2006121134A1 JP2007528324A JP2007528324A JPWO2006121134A1 JP WO2006121134 A1 JPWO2006121134 A1 JP WO2006121134A1 JP 2007528324 A JP2007528324 A JP 2007528324A JP 2007528324 A JP2007528324 A JP 2007528324A JP WO2006121134 A1 JPWO2006121134 A1 JP WO2006121134A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seq
nucleic acid
acid sequence
oligonucleotide
primer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007528324A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5076894B2 (ja
Inventor
友一 石川
友一 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
Original Assignee
Wako Pure Chemical Industries Ltd
Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wako Pure Chemical Industries Ltd, Fujifilm Wako Pure Chemical Corp filed Critical Wako Pure Chemical Industries Ltd
Priority to JP2007528324A priority Critical patent/JP5076894B2/ja
Publication of JPWO2006121134A1 publication Critical patent/JPWO2006121134A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5076894B2 publication Critical patent/JP5076894B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56911Bacteria
    • G01N33/56922Campylobacter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/195Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria
    • G01N2333/35Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria from Mycobacteriaceae (F)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Abstract

配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ(Mycobacterium kansasii)遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド、該オリゴヌクレオチドを含有する、マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー並びにプローブ、該プライマ及び/又はプローブを用いるマイコバクテリウム・カンサシの検出方法を開示する。本発明のM.カンサシの検出方法によれば、従来の菌の培養検査等により菌種を同定する方法と比較して、はるかに迅速且つ高精度に、M.カンサシの検出を行うことができる。また、従来のプライマー又は/及びプローブを用いたPCR法による診断方法に比較して、診断上の偽陽性が排除可能となり、より高精度にM.カンサシの検出及び診断を行うことができる。更にM.カンサシ菌体の定量も行うこともできる。

Description

本発明は、核酸の増幅およびその検出系を利用した、臨床検査におけるM.カンサシ(Mycobacterium kansasii、以下、M.カンサシと記載する。)を検出及び/又は同定する方法に関するものである。
非結核性抗酸菌(nontuberculous mycobacterium, NTM)は、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に分類される抗酸性の性質を持つグラム陽性桿菌で、結核菌群及びMycobacterium.leprae以外の抗酸菌の一種である。
非結核性抗酸菌のうち、臨床上問題となる菌種としては、M.カンサシ、Mycobacterium marinum(マイコバクテリウム・マリナム)、Mycobacterium gordonae(マイコバクテリウム・ゴルドネア)、Mycobacterium szulgai(マイコバクテリウム・スズルガイ)、Mycobacterium avium(マイコバクテリウム・アビウム)、Mycobacterium intracellulare(マイコバクテリウム・イントラセルラーレ)、Mycobacterium xenopi(マイコバクテリウム・ゼノピ)、Mycobacterium fortuitum(マイコバクテリウム・フォーチュイタム)、Mycobacterium chelonei(マイコバクテリウム・セロネイ)、Mycobacterium abscessus(マイコバクテリウム・アプセッサス)、等が知られている。特にM.カンサシとM.aviumの2種類の菌による感染症で、非結核性抗酸菌症全体の90%以上を占める。
通常、非結核性抗酸菌は健常人に対しては無害であると言われているが、まれにヒトに対して感染性を示し非結核性抗酸菌症を引き起こす。特にAIDSウイルスに感染しているような免疫不全者においては重大な感染起因菌となる。非結核性抗酸菌症は、従来はまれな疾患であったが、近年増加傾向にあるため、結核菌と非結核性抗酸菌を短時間で鑑別する方法の開発が強く望まれている。更に、M.avium及びM.intracellulareの核酸増幅検出・診断法が健康保険の適用となってから全国で急速にしていることからも、その診断上の意義は大きい。
非結核性抗酸菌は多くが抗結核薬に対して抵抗性を示すため、患者に抗酸菌感染症の疑いがある場合、結核症か非結核性抗酸菌症かの鑑別診断が、治療方針を決定する上で重要である。また、非結核性抗酸菌による病気は、その菌の種類によって治療法がそれぞれ異なるので、その菌種を決めることも非常に重要である。しかし、非結核性抗酸菌症には特異的な臨床症状がないため、臨床的所見、病理組織学的所見から結核症と非結核性抗酸菌症を鑑別し、更に非結核性抗酸菌の種類を特定することは極めて困難である。そのため、結核症か非結核性抗酸菌症かの診断は菌の同定によってなされなければならない。
一般的な診断法としては、まず喀痰塗沫検査を行う。この検査では「抗酸菌陽性」ということが判るだけで、結核菌か非結核性抗酸菌かは鑑別できない。そこで、喀痰塗末検査で陽性だった場合には、小川培地等の培地上で分離培養して菌の培養検査を行い、結核菌か非結核性抗酸菌かを鑑別する。そして、さらに生化学的試験を行い、菌種の同定をする。しかしながら、一般にマイコバクテリウム属は発育が遅いので、培養にはかなりの時間を要する。そのため、従来の基本法である塗抹検査や培養検査を行った場合、結核症か否かの診断結果を得るためには菌の分離培養だけで3〜4週間を要する。そして、菌種を同定するための各種生化学的試験にさらに2〜3週間を要するという問題がある。
また、M.カンサシの同定も、生化学的試験によっておこなわれる。M.カンサシの生化学的試験による主な同定方法は、細菌が光に露呈されると色素を生産する性質を利用するものであるが、いくつか他のマイコバクテリア属の種もM・カンサシと同様な生物化学的特性を示すため、通常、発色性によるM.カンサシの同定には問題がある。
近年、遺伝子レベルで菌を検出する技術が開発されてきた。例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)等の核酸増幅技術を利用した診断技術が有用な手段として検討されている。この方法は、感度が高く、数個の菌があれば検出できること、短時間(長くても4日)で検出できるという利点がある。しかし、通常のPCR法では、生菌でも死菌でも同様に検出してしまう。また菌数の多少に関わらず陽性と判定され、菌数がわからないため、感染性の有無の診断が不確実になる。更に、感度が高すぎるため、偽陽性の判定が出やすい等の問題点を有している。
M.カンサシについては、M.カンサシのゲノムライブラリからDNAプローブ(pMK1-9)を得たという研究がある(非特許文献1)。このDNAプローブ(pMK1-9)は、M・カンサシのDNAとの相補的ハイブリッドを形成できるが、他の種のマイコバクテリアとも同様にハイブリッドを形成してしまい、M.カンサシに特異的ではない。
M.カンサシの同定に、pMK1-9プローブ及びM.カンサシのrRNA遺伝子と特異的にハイブリッド結合する市販のDNAプローブ(ACCUPROBETM, GenProbe, San Diego,カリフォルニア州)を用いることに注目した研究もある(非特許文献2)。しかし、この研究では、pMK1-9プローブ及び市販のDNAプローブ(ACCU−PROBETM)のいずれとも相当数のM.カンサシ株種を検出できなかったことを報告している。
さらに、M.カンサシの検出に市販のDNAプローブ(ACCU−PROBETM)を用いて評価した別の研究もある(非特許文献3)。その研究者らはACCU−PROBETMが100%種特異的であり、他のマイコバクテリア種に対するクロス反応を示さないが、実験中では、M.カンサシ株の中の73%しか検出することができなかった。
M.カンサシ特異的なDNAハイブリッド形成プローブ(p6123) をM.カンサシの臨床分離体から精製することができたという報告がある(非特許文献4)。このプローブ(p6123)は実験に用いたすべてのM.カンサシ株に対してハイブリッド結合ができ、ロスらのDNAプローブ(pMK1-9)に反応しなかったサブグループをも含む。米国特許第5,500,341号(特許文献2)は、p6123プローブから精製したM.カンサシ特異的増殖プライマーを開示している。
さらにB.ボディングハウスら(B.Boddinghaus et al.)は、特異的に増殖し、マイコバクテリアDNAにハイブリッド結合する、16SのrRNAから精製分離したマイコバクテリア属特異的オリゴヌクレオチドを開示している(非特許文献5)。
更に例えばM.カンサシの検出に有効なDNA領域の同定に関する研究もなされている(例えば特許文献1等)が、未だM.カンサシに特異的な診断法は確立されていないのが現状である。
以上のことから、新たな非結核性抗酸菌を特異的に検出する方法を確立することが望まれている現状にあった。
特開平11-155589号公報 米国特許第5,500,341号公報 特開昭60-281号公報 Z. H. Huang et. al., J. Clin. Microbiol., 1991, 29, p.2125 B.C.Ross et al., J.Clin. Microbiol., 1992, 30, p.2930 Tortoli et al., Eur.J Clin. Microbiol. Infect. Dis., 1994, 13, p.264 M. Yang et al., J.Clin. Microbiol., 1993, 31, p.2769 B.Boddinghaus et al., J. Clin. Microbiol., 1990, 28, p.1751 F.Poly et al., J. Bacteriology, 2004, 186, 14, p.4781-4795
本発明は、上記した如き状況に鑑みなされたもので、診断上の偽陽性を排除した新規なM.カンサシ検出用プライマー、及びこれを用いた簡便、迅速且つ精度の高いM.カンサシの検出方法を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決する目的で成されたもので、以下の構成よりなる。
(1)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列(但し、Aはアデニン、Cはシトシン、Gはグアニン、Tはチミンを表す。また、任意の位置のTはウラシル(U)と置換されていてもよい。以下同じ。)の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド。
(2)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有する、マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー。
(3)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有する、マイコバクテリウム・カンサシ検出用プローブ。
(4)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー及び/又はプローブとして用いることを特徴とするマイコバクテリウム・カンサシの検出方法。
(5)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー及び/又はプローブとして含んでなるマイコバクテリウム・カンサシ検出用試薬キット。
本発明者らは、現在までに決定されたM.カンサシとその他の生物の各種遺伝子について、各種間の各遺伝子配列の相同性の理論的検証と実験的検証を重ねた結果、マイクロアレイ法を用いた方法により得られたM.カンサシ由来の核酸配列の断片の中に、M.カンサシの遺伝子配列の特定領域に特異的にハイブリダイズし、M.カンサシの検出に有用となる塩基配列が存在することを見出した。
そこで、これらの知見をもとに更に鋭意研究の結果、M.カンサシに特異的なオリゴヌクレオチド(配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4で表される核酸配列)を得、これらの核酸配列がM.カンサシの検出に有用であることを見出した。そして更にこれらの配列をもとにM.カンサシ検出用プライマー及びプローブを開発し、これらを用いたM.カンサシの検出方法を確立するに到った。
本発明のプライマー又は/及びプローブを用いたM.カンサシの検出方法によれば、従来の菌の培養検査等により菌種を同定する方法と比較して、はるかに迅速且つ高精度に、M.カンサシの検出を行うことができる。また、本発明の検出方法でM.カンサシの検出を行うことにより、従来のプライマー又は/及びプローブを用いたPCR法による診断方法に比較して、診断上の偽陽性が排除可能となり、より高精度にM.カンサシの検出及び診断を行うことができる。更に、本発明の検出方法を用いることにより、M.カンサシ菌体の定量も行うこともできる。
候補クローン1の塩基配列と、設計されたプライマーの所在位置を矢印で示す。 候補クローン2の塩基配列と、設計されたプライマーの所在位置を矢印で示す。 候補クローン3の塩基配列と、設計されたプライマーの所在位置を矢印で示す。 候補クローン4の塩基配列と、設計されたプライマーの所在位置を矢印で示す。 実験例1で、M.カンサシ由来ゲノムを用いて得られたPCR産物、M.カンサシのKATS2配列、及び特願2004-129272号明細書で配列番号8として示された配列(本明細書では配列番号81として示す。)を用いて得られた、Cy3/Cy5の蛍光強度をもとに作製された散布図(スキャッタープロット)である。 実施例1において得られた電気泳動の結果である。 尚、各レーンの数字は、夫々以下の試料を用いた場合の結果を夫々示す。M4:分子量マーカー(マーカー4)、a:Escherichia coli (大腸菌)、b:Mycobacterium tuberculosis(マイコバクテリウム・ツベルクローシス、ヒト型結核菌)、c:Mycobacterium kansasii(M.カンサシ)、d:Mycobacterium marinum(マイコバクテリウム・マリナム)、e:Mycobacterium simiae(マイコバクテリウム・シミアエ)、f:Mycobacterium scrofulaceum(マイコバクテリウム・スクロフラセウム)、g:Mycobacterium gordonae(マイコバクテリウム・ゴルドネア)、h:Mycobacterium szulgai(マイコバクテリウム・スズルガイ)、i:Mycobacterium avium(マイコバクテリウム・アビウム)、j:Mycobacterium intracellulare(マイコバクテリウム・イントラセルラーレ)、k:Mycobacterium gastri(マイコバクテリウム・ガストリ)、l:Mycobacterium xenopi(マイコバクテリウム・ゼノピ)、m:Mycobacterium nonchromogenicum(マイコバクテリウム・ノンクロモゲニカム)、n:Mycobacterium terrae(マイコバクテリウム・テレ)、o:Mycobacterium triviale(マイコバクテリウム・トリビアレ)p:Mycobacterium fortuitum(マイコバクテリウム・フォーチュイタム)、q:Mycobacterium chelonei(マイコバクテリウム・セロネイ)、r:Mycobacterium abscessus(マイコバクテリウム・アプセッサス)、s:Mycobacterium peregrinum(マイコバクテリウム・ペレグリナム)。 実施例4で行ったリアルタイムPCR検出結果を示し、各PCR用DNA試料のゲノムのコピー数(x軸、対数値)に対するCt値(y軸)をプロットした検量線である。
符号の説明
図5において、各記号は、それぞれ以下を示す。
(1)M.カンサシに対する特異性が高いと判断された候補クローン、
(2)特開平11-155589号に記載されたM.カンサシのKAS配列を用いた結果
(3)特願2004-129272号明細書に記載されたM.tuberculosis由来の配列番号8(本明細書では配列番号81)を用いた場合の結果
(a) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 10.0 を示すライン
(b) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 5.0 を示すライン
(c) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 2.0 を示すライン
(a') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 10.0 を示すライン
(b') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 5.0 を示すライン
(c') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 2.0 を示すライン。
本発明に於いて、M.カンサシ遺伝子とは、Mycobacterium kansasiiの持つ全ゲノム配列における任意の核酸配列単位(領域)をいう。M.カンサシの全ゲノム配列は、まだ解読されていない。
本発明に係るオリゴヌクレオチドとしては、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドが挙げられる(以下、本発明のオリゴヌクレオチドと略記する場合がある。)。
本発明に係る配列番号1で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドは517塩基、配列番号2で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドは596塩基、配列番号3で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドは636塩基、配列番号4で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドは、726塩基の大きさである。
本発明に係る配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチドとしては、例えば、(1)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、更に好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列を含有するオリゴヌクレオチド、又は(2)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列のうち、連続する10塩基以上、好ましくは20塩基以上からなることを特徴とするオリゴヌクレオチド等が挙げられる。
配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドとしては、配列番号5〜79で表される核酸配列の一部若しくは全部を含有し、且つ連続する10塩基以上を含有するオリゴヌクレオチド等が挙げられる。
配列番号1で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドの具体例としては、例えば配列番号5〜12又は配列番号53〜56で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられ、配列番号2で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドの具体例としては、配列番号13〜26又は配列番号57〜64で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられ、配列番号3で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドの具体例としては、例えば配列番号27〜40又は配列番号65〜72で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられ、配列番号4で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドの具体例としては、例えば配列番号41〜52又は配列番号73〜79で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられる。
本発明に係る配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチドとしては、例えば本発明の配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドとハイブリダイズする塩基配列の、一部若しくは全部を有するオリゴヌクレオチド等が挙げられる。
上記の、本発明に係る配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドとハイブリダイズする塩基配列の一部若しくは全部を有するオリゴヌクレオチドとは、具体的には、本発明の配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドとハイストリンジェントな条件又はストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列の、一部若しくは全部を有するオリゴヌクレオチド等が挙げられる。
尚、ここでいう「ハイストリンジェントな条件」とは、具体的には例えば50%ホルムアミド中で42〜70℃で、好ましくは60〜70℃でのハイブリダイゼーション、その後の0.2〜2×SSC、0.1% ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)中で25〜70℃での洗浄という条件である。
また、「ストリンジェントな条件」とは、具体的には例えば6×SSC又はこれと同等の塩濃度のハイブリダイゼーション溶液中、50〜70℃の温度の条件下で16時間ハイブリダイゼーションを行い、6×SSC又はこれと同等の塩濃度の溶液等で必要に応じて予備洗浄を行った後、1×SSC又はこれと同等の塩濃度の溶液等で洗浄という条件である。
本発明に係るM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドとは、前記したM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイストリンジェントな条件又はストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有するオリゴヌクレオチド等が挙げられる。そのハイストリンジェントな条件及びストリンジェントな条件は、前記したとおりである。
配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドとしては、「配列番号5〜79で表される核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドに相補的な配列の一部若しくは全部を含有し、且つ連続する10塩基以上を含有するもの」が挙げられる。
配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドの具体例としては、配列番号5〜79で表される核酸配列から選ばれる配列のオリゴヌクレオチドに相補的な配列を含有するオリゴヌクレオチドが挙げられる。
尚、本発明のオリゴヌクレオチドはデオキシリボ核酸(DNA)でもリボ核酸(RNA)でもよい。リボ核酸の場合はチミジン残基(T)をウリジン残基(U)と読み替えることは言うまでもない。また合成に際して任意の位置のTをUに変えて合成を行ない、ウリジン残基を含むDNAであってもよい。同様に任意の位置のUをTに変えたチミジン残基を含むRNAであってもよい。また、1若しくは複数のヌクレオチドが欠失、挿入或いは置換されていたり、イノシン(I)のような修飾ヌクレオチドがあってもよい。
本発明のオリゴヌクレオチドを得るには、自体公知の化学合成法により調製したものを用いればよい。そのため、クローン化したオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドに比べ、容易、大量且つ安価に一定品質のオリゴヌクレオチドを得ることが可能である。
例えば、DNAの合成に通常行われている、DNAシンセサイザーを用い、通常のホスホアミダイト法にてオリゴヌクレオチドを合成し、陰イオン交換カラムクロマトグラフィーを用いる常法により精製すれば、目的とする本発明のオリゴヌクレオチドを得ることができる。
その他、本発明の目的を達成し得るオリゴヌクレオチドを探索(スクリーニング)する手段としては、FEMS Microbiology Letters 166: 63-70, 1998 あるいはSystematic and Applied Microbiology 24: 109-112, 2001などに示されているサブトラクション法があり、標的であるゲノムDNAフラグメントから区別したい生物種由来のゲノムDNAフラグメントと反応したものを差し引く事で、候補配列を濃縮する方法論がある。
また、特開平11-155589号公報(特許文献1)に示されているように、標的であるゲノムDNAおよび区別したい生物種由来のゲノムDNAからの増幅産物のディファレンシャルディスプレイを作成するといったアプローチ、すなわち任意にプライムされたポリメラーゼ連鎖反応(AP−PCR)を利用する方法論が考えられる。
更に、いわゆるマイクロアレイ法と呼ばれる方法を利用することによっても、本発明のオリゴヌクレオチドを得ることができる。それは、例えばM.カンサシゲノムDNAのショットガン・クローンを作成し、得られたショットガン・クローン由来の精製DNAをスライドグラス上に配置したマイクロアレイを作成する。別に、標的であるM.カンサシのゲノムDNAフラグメントを蛍光標識(標識1)したものを作成する。一方、区別したい生物種由来のゲノムDNAフラグメントを蛍光標識(標識2)したものを別途に作成し、対照実験を行う。すなわち、標識1および標識2の各々を同一反応系で用いる競合ハイブリダイゼーション法によって、マイクロアレイ上の配列との反応性(結合性)を検定する。これにより、標的であるM.カンサシのゲノムDNAフラグメント(標識1)とより特異的に反応する配列候補群の選定が可能となる(例えば非特許文献6等)ため、これにより目的のオリゴヌクレオチドを選別するというものである。以下にマイクロアレイ法を用いた、本発明のオリゴヌクレオチドの選定方法の一例について詳説する。
(1)Whole Genome Shotgun libraryの作製
Venter et al., Science. 2001 Feb 16;291(5507):1304-1351 に記載のWhole Genome Shotgun法を改変して、下記の方法で、M.カンサシのWhole Genome Shotgun libraryの作製を行う。
まず、M.カンサシ菌株を、常法(例えばオートクレーブ処理とガラスビーズ等を用いた菌体の粉砕処理)によって処理し、更に常法に従って、DNAの抽出、精製を行う。得られた精製DNA試料を、例えば終濃度20%のグリセロール存在下、5kPa〜9kPaの圧力下、ネビュライザーを用いて約1〜5分間処理し、DNAの断片化処理を行う。この処理により、目的とする500〜1000bpのサイズ分画を効率よく回収する事ができる。得られた分画を市販の抽出カラムを利用して精製する。
その後、得られた分画(DNA断片)を、常法に従いライゲーションによってベクターDNAに組み込んだ組み換えDNA(M.カンサシのWhole Genome Shotgun library)を得る。そのために用いられるベクターDNAとしては、後で形質転換する宿主細胞が大腸菌の場合には、例えば、pBS[例えばpBSII sk+ベクター(Stratagene社)]、pQE-TRIプラスミド (Qiagen社製)、pBluescript、pET、pGEM-3Z、pGEX等のベクターが挙げられる。ライゲーションの前に、予めDNAポリメラーゼによる処理を行って、DNA断片の末端を平滑化処理する等は任意である。
次いで、得られた組み換えDNAを用いて、適当な宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る。その為に用いられる宿主細胞としては例えば、大腸菌(E.coli)が挙げられ、好ましくはJM109、DH5α、TOP10等が挙げられる。宿主細胞としては、このほかによりプラスミドやファージDNAの導入効率の高い、Competent Cell(コンピテントセル)を用いても良い。例えば、E. coli JM109 Competent Cells(タカラバイオ社製)等が挙げられる。
形質転換は、例えば、D.M.Morrisonの方法(Method in Enzymology, 68, 326-331,1979)等により行うことができる。また、市販のCompetent Cellを用いる場合には、その製品プロトコールに従って、形質転換を行えばよい。
目的のDNA断片を組み込んだ組換えDNAが導入された形質転換体を選別するには、例えば、形質転換のために用いたベクターの性質を利用する方法が挙げられる。例えば、アンピシリン耐性遺伝子を含有するベクターを用いれば、アンピシリンを含有する培地上で形質転換体を培養し、得られたクローンを選択することにより、目的のDNA断片を組み込んだ組換えDNAが導入された形質転換体(M.カンサシゲノムのWhole Genome Shotgun クローン)のlibraryが容易に得られる。
(2)マイクロアレイ作製
続いて、下記の方法でマイクロアレイを作製する。
即ち、上記(1)で得られたM.カンサシゲノムのWhole Genome Shotgunクローンから常法に従いDNAを精製し、これをPCR用反応液に懸濁添加したものをPCR用試料として用い、適当なプライマー[市販のプライマーでも良い。例えばM13 Primer M1(タカラバイオ社製)及びプライマーM13 Primer RV(タカラバイオ社製)等]を用い、常法に従ってPCRを行った後、得られたPCR産物を精製する。次いで常法に従ってPCR産物をマイクロアレイ用スライドガラス上にスポットし、これに150mJ/cm2のUV照射を行ない、スライドガラス上にPCR産物(ターゲットのM.カンサシ由来DNAを含む)を固定し、マイクロアレイを作成する。
尚、必要に応じポジティブコントロールとして、例えばM.tuberculosis(マイコバクテリウム・ツベルクローシス、ヒト型結核菌)等の結核菌に特異的な配列のDNAや、M.カンサシゲノムの持つ配列のDNA等を用い、ネガティブコントロールとして例えば大腸菌由来のDNA等を用いて夫々同様にDNAの断片化、ベクターへのライゲーション及び大腸菌の形質転換を行い、同様にPCRを行って得られたPCR産物をスライドグラス上に固定して、夫々のマイクロアレイも作製する。
(3)標的ゲノムDNAの蛍光色素標識
別に、M.カンサシ菌株から抽出、精製したゲノムDNAおよび対照用ゲノム(例えばウシ型結核菌等の結核菌)DNAを、ヘキシルアミノ-UTPを用いた間接標識法により、夫々Cy3、及びCy5でラベリングする。
例えばDeRisi研究室(www.microarrays.org)が発表したプロトコールを改変した間接標識法を例にとって説明する。この方法は、アミノ基をもつαUTP を使い、酵素伸長反応によりこれを分子内に取り込ませたDNA 鎖を作成する。そしてそのアミノ基に蛍光色素(サクシニイミド体)を化学的に結合させることによってDNAをラベリングしようというものである。
まず、出発材料(M.カンサシ由来ゲノムDNAおよび対照用ゲノムDNA)を、常法に従い熱変性処理する[BioPrime DNA labeling system(インビトロジェン社製)等の市販キットを用いてもよい]。次いで、DTT 2μl、dATP/dCTP/dGTPの混合液、dTTP、Ha-dUTP、Klenow酵素を添加し、37℃で3時間程度の伸長反応を行う。得られた反応産物を限外ろ過カラムにのせ14000rpm で4分程度遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機等を用いて完全に乾燥させる。次に、乾燥させた上記反応産物にNaHCO3 を加えて混合し、2〜3 分常温静置する。
別にCy3(またはCy5)をDMSO に溶かしたものを調製(Cy-dye Solution Cy3、Cy-dye Solution Cy5)する。このCy-dye Solution Cy3を対照用ゲノムDNAを用いて得られた上記反応産物に、Cy-dye Solution Cy5をM.カンサシゲノムを用いて得られた上記反応産物に、各々加え、40℃で60 分程度インキュベート(遮光)する。さらに、それぞれの反応産物に4M NH2OH(使う直前に作成する)を加え、攪拌後に15 分程度インキュベート(遮光)することにより、それぞれのゲノムDNAの標識化産物を得る。その後、得られた標識化産物を、限外ろ過カラムにのせ14000rpm で4 分程度遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機で完全に乾燥させる。
得られた各々の乾燥状態のゲノムDNAの標識化産物に対して、終濃度が0.04M Tris-acetate(pH8.1)、0.1M 酢酸カリウム、0.03M酢酸マグネシウム四水和物の組成の溶液を調製し、これに乾燥状態のゲノムDNAの標識化産物を懸濁混和させる。94℃で15 分間加熱処理し、100base〜300 base のゲノムDNAの標識化産物を断片化した生成物を得る(Cy3標識産物、Cy5標識産物)。
Cy3標識産物及びCy5標識産物の各々を限外ろ過カラムにのせ14000rpm で4 分程度遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機等で完全に乾燥させる。
マイクロチューブに、40μL、salmon sperm DNA(10mg/mL)、0.5μL、formamide 5μLを含有し、ArrayHyb Hybridization buffer(SIGMA社製)で全量を40〜50μlに調整した試薬溶液(後に使用するマイクロアレイのカバーガラスが24×55mm の大きさの場合の組成である)を加え、上記で得たCy3標識産物とCy5標識産物を同一の溶液中で懸濁混和懸濁混和後、95℃で5 分インキュベートし、Cy3Cy5標識産物溶液を調製する。続く(4)のマイクロアレイ・ハイブリダイゼーションに用いるまで70℃に保っておく。
(4)マイクロアレイ・ハイブリダイゼーション(アレイ上でのDNA-DNA hybridization)
前記(2)で作製したマイクロアレイ(DNAチップ)上に、上記(3)で調製したCy3Cy5標識産物溶液を全てのせ、気泡が入らないようにカバーガラスをかぶせる。これをハイブリカセットにセットし、タッパーなどに蒸留水で湿らせたキムタオル等をひいて密閉し、65℃で8 時間以上反応させて(遮光)、ハイブリダイゼーションを行う。ハイブリダイゼーション後、マイクロアレイをカバーグラスごと2×SSC-0.1%SDS 溶液に室温で浸し、溶液中でマイクロアレイを静かに揺らしてカバーグラスをはずす。1×SSC、0.03%SDS溶液(60℃)で10 分間洗浄、0.2×SSC 溶液(42℃)で10 分間洗浄、0.05×SSC溶液(室温)で10 分間洗浄後、新しい乾いたラックにマイクロアレイをすばやく移し、すぐに800prm で5 分間遠心を行って乾燥させる。
(5)蛍光強度の測定;シグナル検出から数量化まで
蛍光読み取りスキャナーを用いて、上記(4)でマイクロアレイ・ハイブリダイゼーション処理したマイクロアレイ上の蛍光強度を測定し、Cy3及びCy5の、2チャンネルでの蛍光強度を測定して、蛍光検出データを得る。蛍光シグナルの数量化は市販のDNAチップ発現イメージ解析ソフトウェア等を用い、ソフトの操作手順に従って、スポット自動認識、バックグラウンド計算、蛍光強度比の正規化を行えば良い。
ハイブリダイゼーションに用いたCy5標識産物は、M.カンサシ由来ゲノムを標識したものであり、Cy3標識産物は対照用ゲノムDNAを標識したものである。そのため、Cy3とCy5の夫々の蛍光強度を測定した結果、Cy5の蛍光の方が強く検出されれば、対象のマイクロアレイのPCR産物がM.カンサシにハイブリダイズしたということを意味し、M.カンサシに対する特異性が高いと判断される。一方、Cy3の蛍光の方が強く検出された場合には、対象のマイクロアレイのPCR産物は、対照用ゲノムDNAとハイブリダイズしたことを意味し、また、同じ程度の強さのCy3及びCy5の蛍光が検出されたり、何れも検出されなかった場合には、M.カンサシに対する特異性が低いと判断される。
尚、マイクロアレイ上にポジティブコントロール(例えばM. tuberculosisに特異的なDNAの断片、M.カンサシに特異的なDNAの断片等)およびネガティブコントロール(例えば大腸菌由来DNAの断片等)がスポットされていれば、夫々のCy3Cy5蛍光強度を測定して、その蛍光強度の傾向をみれば、蛍光スキャナー測定における1つのデータ評価基準として利用する事ができる。
さらに、M.カンサシ特異的検出のための候補配列をスクリーニングするために、DNAチップ上で検出されたCy3/Cy5の蛍光強度比(Ratio)を基に、散布図(スキャッタープロット)を作成して、次のように解析を行う。
解析においては、用いたポジティブコントロール配列のうちM.カンサシに特異的なDNA断片のCy3/Cy5 Ratioの数値が特異性評価のための有用な基準値となる。即ち、スクリーニングを行った候補の中から、Cy3/Cy5 Ratioの数値解析の結果、有意にM.カンサシ特異的なシグナルが得られ(Cy5の蛍光強度が強い場合)、なおかつ上述のM.カンサシに特異的なポジティブコントロールのスポットに比べてRatioの数値が大きいクローンを選択する。
更に、例えばABI PRISM310キャピラリーシーケンサー(アプライドバイオ社)等の機器を利用した常法に従い、得られた候補クローンの塩基配列決定を行えばよい。
本発明に係るM.カンサシ検出用プライマーとしては、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有するプライマーが挙げられる(以下、本発明のプライマーと記載する場合がある。)。
また、本発明のプライマーは、PCR、核酸ハイブリダイゼーション等の条件に合わせて、配列番号1〜4で表される核酸配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチド、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチドの中から、解離温度(Tm値)などを考慮して、適当な領域の適当な長さを選択して使用すればよいが、好ましくはプライマー配列としての特異性を維持するために必要な塩基数と考えられている10〜50塩基、より好ましくは10〜35塩基、更に好ましくは18〜25塩基の長さを有しているものがよい。
プライマーの設計方法は、プライマー設計のために一般に用いられているソフトや、例えばプライマーデザイン用のWebツールPrimer3 (Whitehead Institute for Biomedical Research.)等を用いて設計すればよい。
本発明のプライマーに用いられる、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(本発明のオリゴヌクレオチド)の具体例は、前記の本発明のオリゴヌクレオチドの説明に於いて記載したものと同じである。
このようなプライマーの具体例としては、例えば配列番号5〜52で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有するものが挙げられる。
本発明のプライマーのより好ましい具体例としては、配列番号5〜52で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するもの、又は配列番号5〜52で表される核酸配列から選ばれる配列に相補的な配列を含有するものが挙げられる。中でも、配列番号5、6、13〜16,27〜30,41〜44で表される核酸配列から選ばれる配列、又は配列番号5、6、13〜16,27〜30,41〜44で表される核酸配列から選ばれる配列に相補的な配列を含有するプライマーが挙げられる。
尚、配列番号5〜12で表される核酸配列を持つプライマーは、配列番号1で表される核酸配列をもとに設計されたものである。配列番号13〜26で表される核酸配列を持つプライマーは、配列番号2で表される核酸配列をもとに設計されたものである。配列番号27〜40で表される核酸配列を持つプライマーは、配列番号3で表される核酸配列をもとに設計されたものである。配列番号41〜52で表される核酸配列を持つプライマーは、配列番号4で表される核酸配列をもとに設計されたものである。
図1に、配列番号1で表される核酸配列上の、配列番号5及び6で表される核酸配列を持つプライマーの所在位置を、1c_plate1_Fw1及び1c_plate1_Rv1 として、夫々矢印で示す。
図2に、配列番号2で表される核酸配列上の、配列番号13、14、15及び16で表される核酸配列を持つプライマーの所在位置を、6c_plate1_Fw1、6c_plate1_Rv1、6c_plate1_Fw2、6c_plate1_Rv2として、夫々矢印で示す。
図3に、配列番号3で表される核酸配列上の、配列番号27、28、29及び30で表される核酸配列を持つプライマーの所在位置を、8d_plate1_Fw1、8d_plate1_Rv1、8d_plate1_Fw2、8d_plate1_Rv2として、夫々矢印で示す。
図4に、配列番号4で表される核酸配列上の、配列番号41、42、43及び44で表される核酸配列を持つプライマーの所在位置を、9c_plate1_Fw1、9c_plate1_Rv1、9c_plate1_Fw2、9c_plate1_Rv2として、夫々矢印で示す。
また、配列番号1で表される核酸配列上の、配列番号7〜12で表される核酸配列を持つプライマーの所在部位は、夫々次の通りである。
配列番号7(1c_plate1_Fw3):33位〜51位、
配列番号8(1c_plate1_Fw4):212位〜231位、
配列番号9(1c_plate1_Fw5):315位〜334位、
配列番号10(1c_plate1_Rv3):185位〜204位、
配列番号11(1c_plate1_Rv4):411位〜430位、
配列番号12(1c_plate1_Rv5):461位〜481位。
配列番号2で表される塩基配列上の、配列番号17〜26で表される核酸配列を持つプライマーの所在部位は、夫々次の通りである。
配列番号17(6c_plate1_Fw3):4位〜21位、
配列番号18(6c_plate1_Fw4):48位〜67位、
配列番号19(6c_plate1_Fw5):229位〜247位、
配列番号20(6c_plate1_Fw6):279位〜296位、
配列番号21(6c_plate1_Fw7):380位〜399位、
配列番号22(6c_plate1_Rv3):166位〜184位、
配列番号23(6c_plate1_Rv4):195位〜214位、
配列番号24(6c_plate1_Rv5):368位〜387位、
配列番号25(6c_plate1_Rv6):428位〜445位、
配列番号26(6c_plate1_Rv7):523位〜542位。
配列番号3で表される塩基配列上の、配列番号31〜40で表される核酸配列を持つプライマーの所在部位は、夫々次の通りである。
配列番号31(8d_plate1_Fw3):5位〜22位、
配列番号32(8d_plate1_Fw4):54位〜72位、
配列番号33(8d_plate1_Fw5):207位〜226位、
配列番号34(8d_plate1_Fw6):289位〜308位、
配列番号35(8d_plate1_Fw7):472位〜490位、
配列番号36(8d_plate1_Rv3):151位〜169位、
配列番号37(8d_plate1_Rv4):220位〜239位、
配列番号38(8d_plate1_Rv5):335位〜353位、
配列番号39(8d_plate1_Rv6):408位〜427位、
配列番号40(8d_plate1_Rv7):616位〜635位。
配列番号4で表される塩基配列上の、配列番号45〜52で表される核酸配列を持つプライマーの所在部位は、夫々次の通りである。
配列番号45(9c_plate1_Fw3):17位〜36位、
配列番号46(9c_plate1_Fw4):117位〜135位、
配列番号47(9c_plate1_Fw5):405位〜424位、
配列番号48(9c_plate1_Fw6):492位〜512位、
配列番号49(9c_plate1_Rv3):182位〜201位、
配列番号50(9c_plate1_Rv4):263位〜281位、
配列番号51(9c_plate1_Rv5):528位〜547位、
配列番号52(9c_plate1_Rv6):654位〜673位。
尚、上記に於いて配列番号の後の( )内に、本発明に於いて命名したプライマーの名称を示した。
本発明のプライマーを得る方法は、前記の本発明のヌクレオチドを得る方法に於いて記載した通りである。
また、本発明のプライマーは、標識物質で標識化されていてもよい。
本発明のプライマーを標識物質で標識するために用いられる標識物質としては、放射性同位体や酵素、蛍光物質、発光物質、ビオチンなど公知の標識物質であれば何れも用いることができる。
例えば、放射性同位体としては32P,33P,35S等、酵素としてはアルカリホスファターゼ,西洋ワサビペルオキシダーゼ等、蛍光物質としてはCyanine Dye系のCy3,Cy5(アマシャムバイオサイエンス株式会社)、フルオレセイン等、発光物質としてはAcridinium Esterを含む化学発光試薬等が挙げられる。
本発明のプライマーを放射性同位体により標識する場合は、プライマーを合成する際に、放射性同位体で標識されたヌクレオチドを取り込ませることによって、プライマーを標識する方法や、プライマーを合成した後、放射性同位体で標識する方法等が挙げられる。具体的には、一般によく用いられているランダムプライマー法、ニックトランスレーション法、T4ポリヌクレオチド キナーゼによる5'−末端標識法、ターミナルデオキシヌクレオチドトランスフェラーゼを用いた3'−末端標識法、RNAラベリング法等が挙げられる。
本発明のプライマーを酵素で標識する場合は、アルカリホスファターゼ,西洋ワサビペルオキシダーゼ等の酵素分子を、標識するプライマーに直接共有結合させる等の、この分野に於ける常法である直接標識法を用いればよい。
蛍光物質により標識する場合は、例えばフルオレセイン標識したヌクレオチドをこの分野に於ける常法の標識手法によりプライマーに取り込ませればよい。また、リンカーアームを有するヌクレオチドを配列のオリゴヌクレオチドの一員として置換する方法(例えば、Nucleic Acids Res.,1986年, 第14巻, p.6115参照)でもヌクレオチドを蛍光物質で標識することができる。その場合、5位にリンカーアームを有するウリジンを特開昭60-500717 号公報に開示された合成法によりデオキシウリジンから化学合成し、上記オリゴヌクレオチド鎖に蛍光物質を導入する方法もある。
発光物質で標識する方法及びビオチンで標識する方法は、通常この分野で行われているヌクレオチドを発光標識又はビオチン標識する常法に従って行えばよい。
本発明に係るM.カンサシ検出用プローブとしては、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有するプローブが挙げられる(以下、本発明のプローブと記載する場合がある。)。
本発明のプローブに用いられる、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(本発明のオリゴヌクレオチド)の具体例は、前記の本発明のオリゴヌクレオチドの説明に於いて記載したものと同じである。
本発明のプローブは、PCR(リアルタイムPCRを含む)、核酸ハイブリダイゼーション等の条件に合わせて、配列番号1〜4記載で表される核酸配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチド、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有するオリゴヌクレオチドから、解離温度(Tm値)などを計算し、適当な領域の適当な長さを選択して使用すればよい。但し、プローブに十分な特異性を持たせたいのならば、プローブ配列としての特異性を維持するために必要な塩基数を考慮して設計することが望ましい。
例えば、核酸ハイブリダイゼーション法(例えばサザン・ハイブリダイゼーション等)等に用いるプローブとしては、10〜700塩基、好ましくは100〜600塩基、更に好ましくは200〜500塩基の長さを有しているものが挙げられる。
また、例えばリアルタイムPCR増幅系(例えばTaqManTM法、Molecular Beacon法等)等に用いるプローブとしては、10〜50塩基、好ましくは15〜40塩基、更に好ましくは20〜30塩基の長さを有しているものが挙げられる。
このようなプローブの具体例としては、例えば、配列番号5〜79で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有するプローブから選ばれるものが挙げられる。
本発明のプローブの好ましい具体例としては、配列番号5〜79で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられる。中でも、配列番号5、6、13〜16、27〜30、41〜44、53、57〜59、65〜67、73〜75で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するプローブが好ましい。特に、配列番号53、57〜59、65〜67、73〜75で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するプローブが好ましい。
尚、配列番号53〜79で表される核酸配列は、本発明のプライマーを用いたPCRにより増幅される核酸配列である。フォワードプライマーとリバースプライマーの組合せと、それを用いたPCRにより増幅される核酸配列の配列番号を表1に併せて示す。例えば、配列番号53で表される核酸配列は、配列番号5で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドをフォワードプライマーとし、配列番号6で表される核酸配列のオリゴヌクレオチドをリバースプライマーとして用いたPCRにより増幅される配列であることを示す。
Figure 2006121134
本発明のプローブを得る方法は、前記の本発明のヌクレオチドを得る方法に於いて記載した通りである。
本発明のプローブは、標識物質で標識化されていてもよい。
本発明のプローブを標識物質で標識するために用いられる標識物質としては、放射性同位体や酵素、蛍光物質、発光物質、ビオチンなど公知の標識物質であれば何れも用いることができる。
本発明のプローブを標識する標識物質の具体例及び標識化方法は、本発明のプライマーの標識方法の説明に於いて記載したとおりである。
また、後述するリアルタイムPCR検出法に於いて用いられる標識プローブとしては、本発明のプローブを、リアルタイム検出法において通常用いられている標識物質で標識化したものが挙げられる。例えば、5'末端がレポーター蛍光物質(カルボキシフルオレセイン(FAM)、ヘキサクロロフルオレセイン(HEX)、テトラクロロフルオレセイン(TET)等)で標識化され、3'末端がクエンチャー色素[例えばカルボキシテトラメチルローダミン(TAMRA)等の蛍光物質、Black Hole Quencher色素(BHQ),4-((4-(dimethylamino) phenyl)azo)benzoic acid (DABCYL)等の非蛍光物質]で標識化された本発明のプローブが挙げられる。
本発明に係るM.カンサシの検出に用いられる試料としては、喀痰、血液、咽頭粘液、胃液、気管支洗浄液、経気管支採取物、胸水などの穿刺液、尿、膿等の各種臨床材料が挙げられる。また、検体から単離、培養された培養菌体、これらより単離、精製された核酸、又は核酸増幅検出系等で増幅された核酸でもよい。
上記試料からDNAを抽出・精製するには、検体からの抗酸菌(結核菌)DNA抽出に用いられる常法に従って行えばよい。
例えば菌体を試料とする場合には、例えばSDS等の界面活性剤や、グアニジンチオシアネート(GTC)等の蛋白変性剤で菌体を処理指定結核菌の膜構造を破壊する方法、菌体をガラスビーズ等によって物理的に破砕する方法等が挙げられる。
喀痰を試料とする場合には、前処理として、米国疾病管理予防センター(Centers for Disease Control and Prevention、略称CDC)で推奨しているNALC (N-acetyl-L-cysteine) -NaOH法(Kent PT, Kubica GP, Pubric Health Mycobacteriology, A Guide for the Level III Laboratory, U.S.Department of Health and Human Services, Public Health Service, Center for Disease Control, Atlanta, U.S.A., 1985年, p.31-55)による検体の均質化を行えばよい。
その後、一般的なDNAの調製法(フェノール・クロロホルム抽出、エタノール沈殿法等 Rapid and simple method for purification of nucleic acids, J. Clin. Microbiol., 1990, Mar;28(3), 495-503, Boom R, Sol CJ, Salimans MM, Jansen CL, Wertheim-van Dillen PM, van der Noordaa J)によりDNAの抽出及び精製を行えばよい。
検体から単離、培養された培養菌体を、M.カンサシを検出する試料として用いる場合を例にとって示すと、例えば小川培地上のコロニーを採取し、滅菌蒸留水に懸濁、遠心分離して菌体を集めた後、蒸留水に再懸濁し、オートクレーブ処理した後、菌体の粉砕処理(ガラスビーズによる物理的破砕等)を経て、さらに遠心分離して上清を回収する。得られた上清からDNAを抽出精製すればよい。DNAの抽出精製には、そのための様々なキットが市販されているので、それを用いてもよいし、この分野に於ける常法(例えば、フェノール・クロロホルム抽出法、エタノールやイソプロパノール等を用いて沈殿させる方法等)に従って行ってもよい。例えば(株)キアゲン製イオン交換樹脂タイプ DNA抽出精製キットGenomic-tip等を用いてDNAの抽出、精製を行えばよい。
本発明に係るM.カンサシの検出方法としては、例えば
(A)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(本発明のオリゴヌクレオチド)をプライマーとして用いる方法、
(B)本発明のオリゴヌクレオチドを標識物質で標識化したものを標識プローブとして用いる方法、
等が挙げられる。以下に、夫々の方法について説明する。
(A)本発明のオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いる方法
(A)の方法としては、本発明のプライマーを用い、試料中の核酸を鋳型として核酸増幅反応を行い、得られたプライマー伸長物を検出する方法が挙げられ、具体的には例えば、本発明のプライマーを用いて、これを試料中の核酸とハイブリダイゼーションさせ、DNAポリメラーゼ等による核酸増幅[例えばPCR;特許文献3、LAMP(Loop-mediated Isothermal Amplification)法(Tsugunori Notomi et al., Nucleic Acid Res., 28, e63, 2000)、ICAN(Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids)法(臨床病理, 51(11), 1061-1067, 2003, Nov)、LCR(ligase chain reaction)法(特開平4-211399号)、SDA(strand displacement amplification)法(特開平8-19394号)]を行ってプライマー伸長させる方法が挙げられ、これによりM.カンサシの核酸配列の特定の領域の配列を増幅させることができるので、得られたプライマー伸長物を測定することにより、M.カンサシを検出することができる。
PCRに於いて用いられる本発明のプライマーの具体例は、前記したとおりである。
好ましくは、フォワードプライマーとしては配列番号5、7〜9、13、15、17〜21、27、29、31〜35、41、43、45〜48で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであり、リバースプライマーとしては配列番号6,10〜12、14,16、22〜26、28、30,36〜40,42,44、49〜52で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドが挙げられる。
より好ましくは、フォワードプライマーとしては配列番号5、7〜9、13、15、17〜21、27、29、31〜35、41、43、45〜48で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられ、リバースプライマーとしては配列番号5,10〜12、14,16、22〜26、28、30,36〜40,42,44、49〜52で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが挙げられる。
更に好ましくは、フォワードプライマーとしては配列番号5,13、15,27、29、41、43で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するもの、リバースプライマーとしては配列番号6,14,16,28,30、42、44で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものが特に好ましい。
好ましいフォワードプライマーとリバースプライマーの組合せとしては、前記表1で示される組合せが挙げられる。
その中でも特に好ましいフォワードプライマーとリバースプライマーの組合せとしては、
(1)フォワードプライマーが配列番号5で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号6で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(2)フォワードプライマーが配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号14で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(3)フォワードプライマーが配列番号15で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(4)フォワードプライマーが配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(5)フォワードプライマーが配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号28で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(6)フォワードプライマーが配列番号29で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(7)フォワードプライマーが配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(8)フォワードプライマーが配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号42で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(9)フォワードプライマーが配列番号43で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、
(10)フォワードプライマーが配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドで、リバースプライマーが配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドである組合せ、等が挙げられる。
上記プライマーを用いたPCRの条件、操作法等は、この分野で通常行われている常法に従えばよい。
得られたプライマー伸長物を測定する方法としては、(A−1)ポリメラーゼ連鎖反応を行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、その結果に基づいて行う方法、(A−2)リアルタイムPCR法による方法、(A−3)標識プライマーを用いたPCRを行って得られたプライマー伸長物の標識を測定する方法、等が挙げられる。
以下に、それぞれの方法について説明する。
(A−1)ポリメラーゼ連鎖反応を行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、その結果に基づいて行う方法
この方法としては、例えば
「下記工程
(i)配列番号1、配列番号2、配列番号3、又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシの遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー(本発明のプライマー)として用い、試料中の核酸を鋳型としてPCRを行う、
(ii)上記(i)で得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、その結果に基づいてM.カンサシを検出する、
を包含することを特徴とするM.カンサシの検出方法」が挙げられる。
電気泳動を行い、その結果からM.カンサシを検出する方法としては、例えば(A−1−1)目的とする大きさ(塩基対数)のプライマー伸長物画分を確認することにより判定する方法、(A−1−2)標識プローブを用いたハイブリダイゼーションにより判定する方法等が挙げられる。
電気泳動法の条件、操作方法等は、この分野で通常行われている常法に従えばよい。
(A−1−1)目的とする塩基対数のプライマー伸長物画分を確認することにより判定する方法
上記の、目的とする大きさ(塩基対数)のプライマー伸長物画分を確認することにより判定する方法としては、例えば、まずPCRを行い、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行う。PCRで用いるフォワードプライマーとリバースプライマーから、増幅産物の大きさ(塩基対数)を予測しておき、得られた泳動画分が予測された大きさの増幅産物に該当するか否かを、常法により確認すればよい。例えば、得られた画分をエチジウムブロマイド等で染色して核酸種を視覚化するといった方法で、その増幅産物の特徴的大きさにより検出する等の方法が挙げられる。
(A−1−1)の方法による具体的な判定方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
(1)フォワードプライマーとして配列番号5で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号6で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、167塩基対の画分又は配列番号56で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(2)フォワードプライマーとして配列番号7で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号10で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号54で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(3)フォワードプライマーとして配列番号8で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号11で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号55で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(4)フォワードプライマーとして配列番号9で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号12で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号56で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(5)フォワードプライマーとして配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号14で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、216塩基対の画分又は配列番号57で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(6)フォワードプライマーとして配列番号15で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、168塩基対の画分又は配列番号58で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(7)フォワードプライマーとして配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、336塩基対の画分又は配列番号59で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(8)フォワードプライマーとして配列番号17で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号22で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号60で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(9)フォワードプライマーとして配列番号18で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号23で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号61で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(10)フォワードプライマーとして配列番号19で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号24で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号62で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(11)フォワードプライマーとして配列番号20で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号25で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号63で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(12)フォワードプライマーとして配列番号21で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号26で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号64で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(13)フォワードプライマーとして配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号28で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、156塩基対の画分又は配列番号65で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(14)フォワードプライマーとして配列番号29で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、156塩基対の画分又は配列番号66で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(15)フォワードプライマーとして配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、358塩基対の画分又は配列番号67で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(16)フォワードプライマーとして配列番号31で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号36で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号68で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(17)フォワードプライマーとして配列番号32で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号37で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号69で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(18)フォワードプライマーとして配列番号33で表されるオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号38で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号70で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(19)フォワードプライマーとして配列番号34で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号39で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号71で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(20)フォワードプライマーとして配列番号35で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号40で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号72で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(21)フォワードプライマーとして配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号42で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、163塩基の画分又は配列番号73で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(22)フォワードプライマーとして配列番号43で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、158塩基対の画分又は配列番号74で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(23)フォワードプライマーとして配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、387塩基対の画分又は配列番号75で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(24)フォワードプライマーとして配列番号45で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号49で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号76で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(25)フォワードプライマーとして配列番号46で表されるオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号50で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号77で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(26)フォワードプライマーとして配列番号47で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号51で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号78で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(27)フォワードプライマーとして配列番号48で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号52で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号79で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドの画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
以上の中でも(1)、(5)〜(7)、(13)〜(15)、(21)〜(23)の方法が好ましい。
(A−1−2)標識プローブを用いたハイブリダイゼーションにより判定する方法
標識プローブを用いたハイブリダイゼーションにより判定する方法としては、例えば電気泳動を行った後、得られた電気泳動画分について、本発明のプローブを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブとハイブリダイズした画分の存在の有無を、該標識プローブの標識を検出することによって確認したものを陽性と判定する方法が挙げられる。
用いられるプローブ及びプローブを標識する標識物質の具体例、並びにプローブの標識化方法は、前記したとおりである。
(A−1−2)の方法による具体的な判定方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
(1)フォワードプライマーとして配列番号5で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号6で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、得られた画分について配列番号53で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(2)フォワードプライマーとして配列番号7で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号10で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号54で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(3)フォワードプライマーとして配列番号8で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号11で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号55で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(4)フォワードプライマーとして配列番号9で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号12で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号56で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(5)フォワードプライマーとして配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号14で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号57で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(6)フォワードプライマーとして配列番号15で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号58で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(7)フォワードプライマーとして配列番号13で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号16で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号59で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(8)フォワードプライマーとして配列番号17で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号22で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号60で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(9)フォワードプライマーとして配列番号18で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号23で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号61で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(10)フォワードプライマーとして配列番号19で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号24で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号62で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(11)フォワードプライマーとして配列番号20で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号25で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号63で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(12)フォワードプライマーとして配列番号21で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号26で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号64で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(13)フォワードプライマーとして配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号28で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号65で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(14)フォワードプライマーとして配列番号29で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号66で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(15)フォワードプライマーとして配列番号27で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号30で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号67で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(16)フォワードプライマーとして配列番号31で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号36で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号68で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(17)フォワードプライマーとして配列番号32で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号37で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号69で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(18)フォワードプライマーとして配列番号33で表されるオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号38で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号70で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(19)フォワードプライマーとして配列番号34で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号39で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号71で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(20)フォワードプライマーとして配列番号35で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号40で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号72で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(21)フォワードプライマーとして配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号42で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号73で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(22)フォワードプライマーとして配列番号43で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号74で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(23)フォワードプライマーとして配列番号41で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号44で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号75で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(24)フォワードプライマーとして配列番号45で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号49で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号76で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(25)フォワードプライマーとして配列番号46で表されるオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号50で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号77で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(26)フォワードプライマーとして配列番号47で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号51で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号78で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
(27)フォワードプライマーとして配列番号48で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号52で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行った後、得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、配列番号79で表される核酸配列の一部又は全部を含有する核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する方法。
以上の中でも(1)、(5)〜(7)、(13)〜(15)、(21)〜(23)の方法が好ましい。
本発明に係るM.カンサシの検出方法の詳細を、例えばフォワードプライマーとして配列番号5で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用い、リバースプライマーとして配列番号6で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチドを用いたPCR、及び電気泳動を行った後、目的とする塩基対数のプライマー伸長物画分を確認する方法によって検出する場合(上記の(A−1−1)の(1)の方法)を例に挙げて説明すると、以下の通りである。
まず、前記した方法に従い、M.カンサシの有無を検出すべき試料中から精製DNA試料を得る。別に、前記した方法で、本発明に係るヌクレオチドから、DNAシンセサイザーを用いてホスホアミダイト法にて、配列番号5で表される配列を持つオリゴヌクレオチド(以下、Ic_plate1_Fw1と記載する。)及び配列番号6で表される核酸配列を持つオリゴヌクレオチド(以下、Ic_plate1_Rv1と記載する。)を合成する。
Ic_plate1_Fw1及びIc_plate1_Rv1、1.0〜4.0mM MgCl2 、80mM KCl、500μg/ml BSA、0.1% コール酸ナトリウム、0.005〜0.2%ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、夫々0.1〜0.6mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTPおよび10〜80単位/mlのTaq DNA ポリメラーゼを含有する10mM Tris-HCl(pH8.9)緩衝液を調製し、PCR用反応液とする。
PCR用反応液に精製DNA試料を添加したものをPCR用試料として用い、DNAサーマルサイクラーにて、20- 40回PCRを行う。得られたPCR後の反応液を、1.5%アガロースゲル電気泳動する。次いでエチジウムブロマイド染色した後、紫外線での蛍光を検出する。また、分子量マーカーも反応液と同時に泳動し、相対泳動度の比較により、検出されたDNA断片の長さを算出する。フォワードプライマーとしてIc_plate1_Fw1、及びリバースプライマーとしてIc_plate1_Rv1を用いたPCRでは、M.カンサシの核酸配列中の167塩基対のDNA断片(配列番号53)が複製されると予測される。そこで、167塩基対の蛍光バンドが確認されたものを陽性と判定すればよい。
(A−2)リアルタイムPCR法による方法
本発明のM.カンサシの検出方法には、リアルタイム増幅検出系(例えば米国特許第5210015号、米国特許第5538848号の記載参照)も用いることができる。
リアルタイム増幅検出系による検出系の例として、例えばリアルタイムPCR検出系が挙げられる。
例えば、TaqManTMリアルタイムPCR法(例えば米国特許第5538848号の記載参照)、MGB Eclipse Probe System法(例えば米国特許第5,801,155号の記載参照)、Molecular Beacons Probe Technology法(例えば米国特許第5925517号の記載参照)、LUX Fluorogenic Primer法(Invitrogen Corporation)、Quenching probe-PCR(QP)法(例えば米国特許第6,492,121号の記載参照)など、様々なリアルタイムPCR検出法が本発明のM.カンサシの検出方法に用いることができる。
より具体的には、5'末端を例えばFAM等の蛍光色素(レポーター)で、3'末端をたとえばTAMRA等のクエンチャー色素で標識したプローブを用いたリアルタイムPCR法(例えば米国特許第5538848号の記載参照)により、目的の微量なDNAを高感度かつ定量的に検出できる。
即ち、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー(本発明のプライマー)として用い、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(本発明のオリゴヌクレオチド)の5'末端がレポーター蛍光色素で標識化され、3'末端がクエンチャー色素で標識化されたものを標識プローブとして用いて、試料中の核酸を鋳型としてPCRを行い、該標識プローブから遊離された標識物質を検出することにより行うである。
上記のリアルタイムPCR法の原理は以下の通りである。
すなわち、5'末端を蛍光色素(レポーター)で、3'末端をクエンチャー色素で標識した、目的遺伝子の特定領域にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプローブが使用される。該プローブは、通常の状態ではクエンチャー色素によってレポーターの蛍光が抑制されている。この蛍光プローブを目的遺伝子に完全にハイブリダイズさせた状態で、その外側からDNAポリメラーゼを用いてPCRを行う。DNAポリメラーゼによる伸長反応が進むと、そのエキソヌクレアーゼ活性により蛍光プローブが5'端から加水分解され、レポーター色素が遊離し、蛍光を発する。リアルタイムPCR法は、この蛍光強度をリアルタイムでモニタリングすることにより、鋳型DNAの初期量を正確に定量することができる。
本発明に係るリアルタイムPCR検出系に用いられる5'末端を蛍光色素(レポーター)で、3'末端をクエンチャー色素で標識したプローブに用いられるプローブとしては、前記した本発明のプローブであればよい。実際には、選択したフォワードプライマーとリバースプライマーの組合せでリアルタイムPCRを行った場合に得られる増幅産物の塩基配列を持つプローブ、又は更にその配列から設計される塩基配列を持つプローブが用いられる。例えば、配列番号5と配列番号6のプライマーを用いてリアルタイムPCRを行う場合に用いられるプローブは、そのリアルタイムPCRで増幅されると予想される配列暗号53の塩基配列を持つヌクレオチドか、配列番号53の塩基配列から設計される配列(例えば配列番号80)を持つオリゴヌクレオチドが挙げられる。
また、5'末端を標識するレポーター蛍光物質としてはFAM、HEX、TET、Cy5,VIC等が挙げられるが、中でもFAMが好ましい。3'末端を標識するクエンチャー色素としては、TAMRA等の蛍光物質、BHQ(例えばBHQ2),DABCYL等の非蛍光物質が挙げられるが、中でもTAMRAが好ましい。
本発明に係るリアルタイムPCR検出系に用いられるフォワードプライマー及びリバースプライマーとしては、前記のPCR法において用いられるものが挙げられ、その好ましい具体例及び好ましい組合せも前記したとおりである。
リアルタイムPCR検出系に用いられるその他のデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、DNAポリメラーゼ等の試薬は、通常のリアルタイムPCRで用いられているものを用いればよく、リアルタイムPCRの手法は、本発明のプライマー及びプローブを用いる以外は、リアルタイムPCRの一般的なプロトコルに従って行えばよい。
本発明に係るリアルタイムPCR検出系によるM.カンサシの検出方法の一例を説明すると、以下の通りである。
まず、前記した方法に従い、M.カンサシを検出すべき試料中から精製DNA試料を得る。別に、DNAシンセサイザーを用いて、ホスホアミダイト法にて、配列番号5に示される配列(Ic_plate1_Fw1)、配列番号6に示される配列(Ic_plate1_Rv1)のオリゴヌクレオチドを合成する。
また、Ic_plate1_Fw1およびIc_plate1_Rv1をプライマーとして用いたPCRで増幅される配列番号53の核酸配列から、プローブとして利用するための配列(例えば配列番号80)を設計し、この配列のオリゴヌクレオチドを合成する。このオリゴヌクレオチドの5'末端にレポーター色素のFAMを、3'末端にレポーター消光体のTAMRAを常法により結合し、蛍光標識プローブを得る。
上記で調製したIc_plate1_Fw1をフォワードプライマーとして、Ic_plate1_Rv1をリバースプライマーとして用い、例えば下記の通りリアルタイムPCRを行う。
即ち、各1μMのプライマーIc_plate1_Fw1、及びプライマーIc_plate1_Rv1、100〜1000nMの蛍光標識プローブ、1.0〜4.0mM MgCl2 、80mM KCl、500μg/ml BSA、0.1% コール酸ナトリウム、0.005〜0.2%TritonX-100、夫々0.2mM のdATP、dCTP、dGTP、dTTP、10〜80単位/mlのTaq DNA ポリメラーゼを含有する10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.9)を調製し、反応液とする。反応液20μlに精製DNA試料1ngを加えたものをPCR用試料とし、これを96穴反応プレートのウェルに入れ、適当なリアルタイムPCR検出装置等を用いてリアルタイムPCRを行う。反応は30〜50回サイクル繰り返し、1サイクル毎にレポーター色素の発光量を測定する。
M.カンサシの判定においては、レポーター色素の発光量が測定された場合に、M.カンサシ陽性と判定すればよい。
また、リアルタイムPCR法では、検量線を作成することができるので、試料中のM.カンサシのゲノムDNAの数(コピー数)を得ることがでる。また、その数はM.カンサシの数に比例するので、試料中のM.カンサシの数も得ることができる。検量線の作成方法は、リアルタイムPCR法において通常行われている常法に従えばよい。例えば、標準としてコピー数既知のM.カンサシのゲノムDNA試料を用い、希釈系列の濃度(コピー数)のPCR用DNA試料を調製する。次いで各希釈系列のPCR用DNA試料を用いて上記方法に従いリアルタイムPCRを行い、レポーター色素の発光量を測定する。各希釈系列のPCR用DNA試料毎に、PCRの各サイクル数(x軸)に対する、測定した発光量の測定値(Rn、y軸)をプロットした増幅曲線を作成する。次いで、発光量が指数関数的に増幅しているRn部を選択し、Threshold line(Th)を引く。Thと各PCR用DNA試料の増幅曲線が交差した点をThreshold cycle(Ct)値とする。次いで用いた各PCR用DNA試料のコピー数の対数値(x軸)に対するCt値(y軸)をプロットし、各Ctに対して得られた近似曲線を検量線とすればよい。
試料中のM.カンサシのゲノムDNAの数(コピー数)を定量するには、先ずM.カンサシを検出すべき試料中からDNAを分離精製した後、得られたDNA試料についてリアルタイムPCRを行い、同様に増幅曲線を作成する。検量線を作成したときのThと得られた増幅曲線が交差したCt値を得る。そのCt値を検量線に当てはめることにより、試料中のM.カンサシのゲノムDNA量(コピー数)を得ることができる。
また本発明は、核酸増幅工程において、RNA転写産物を利用した検出法を適用する事ができる。例えば、NASBA(nucleic acid sequence based amplification)法(特許第2650159号)、3SR(self-sustained sequence replication)法(特公平7-114718号)、TAS(transcription based amplification system)法(特表平2-500565号:国際公開WO88/10315号)、TMA(transcription mediated amplification)法(特開平11-46778号)などが挙げられるが、中でも逆転写酵素およびRNAポリメラーゼの協奏的作用(逆転写酵素およびRNAポリメラーゼが協奏的に作用するような条件下で反応させる。)を利用する一定温度核酸増幅法が測定系の自動化には適する。
(A−3)標識プライマーを用いたPCRを行って得られたプライマー伸長物の標識を測定する方法、
この方法としては、本発明のプライマーを前記した方法で標識化した標識プライマーを用いて試料中の核酸を鋳型としたPCRを行い、得られたプライマー伸長物の標識を測定することによって、標識を検出できた場合には、M.カンサシ陽性と判定する方法が挙げられる。この方法に用いられるフォワードプライマー及びリバースプライマーとしては、前記のPCR法において用いられるものが挙げられ、その好ましい具体例及び好ましい組合せも前記したとおりである。
上記方法の場合、PCRを行ったのち、遊離の標識プライマーを除き、プライマー伸長物の標識を測定し、標識を検出できた場合に、M.カンサシ陽性と判定すればよい。
遊離の標識プライマーを除く方法としては、PCR反応を行って得られた反応物中のプライマー伸長物を、核酸を沈殿させる常法(エタノール沈殿法、イソプロパノールを用いた沈殿法等)により沈殿させた後、沈殿しなかった遊離の標識プライマーを含有する上清を除去する方法等が挙げられる。
また、PCR反応を行って得られた反応物を適当な条件下、ゲルクロマトグラフィーで処理して、プライマー伸長物と遊離の標識プライマーを分離する方法、電気泳動法により分離する方法等も挙げられる。
(B)本発明のオリゴヌクレオチドを標識物質で標識化したものを標識プローブとして用いる方法、
更に、本発明のM.カンサシの検出方法として、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド(本発明のオリゴヌクレオチド)を標識物質で標識化したものを標識プローブとして用い、該標識プローブを試料中の核酸とハイブリダイゼーションさせ、遊離の標識プローブを除いた後、ハイブリダイズした複合体の標識を検出する方法が挙げられる。
具体的には、例えば
(B−1)本発明のオリゴヌクレオチドを固相担体に結合して、捕捉プローブとして用い、試料中の核酸とハイブリダイゼーションさせて、試料中のM.カンサシ由来の核酸を固相上に固定化させる検出法、(例えば、特開昭62-265999号の記載参照)、
(B−2)(B-1)の捕捉プローブと、本発明のプローブを標識した標識プローブを用い、試料中の核酸とハイブリダイゼーションさせて、固相担体上に補足プローブとM.カンサシ由来の核酸と標識プローブの複合体を形成させて、標識プローブの標識を測定するサンドイッチアッセイ(例えば、特開昭58-40099号の記載参照)を行う方法、
(B−3)ビオチンで標識した本発明のプローブを用い、試料中の核酸とハイブリダイゼーション後、試料中のM.カンサシ由来の核酸をアビジン結合担体で捕捉する方法等が、挙げられる。
尚、本発明のM.カンサシの検出方法に用いられる試薬中には、通常この分野で用いられる試薬類、例えば緩衝剤、安定化剤、防腐剤等であって、共存する試薬等の安定性を阻害せず、PCRやハイブリダイゼーション反応を阻害しないものを用いることができる。また、その濃度も、通常この分野で通常用いられる濃度範囲から適宜選択すればよい。
緩衝液の具体例を挙げると、例えばトリス緩衝液、リン酸緩衝液、ベロナール緩衝液、ホウ酸緩衝液、グッド緩衝液等、通常のPCRやハイブリダイゼーション反応を実施する場合に用いられている緩衝液は全て挙げられ、そのpHも特に限定されないが、通常5〜9の範囲が好ましい。
また、必要に応じて核酸合成酵素(DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、逆転写酵素など)、酵素に応じた基質(dNTP、rNTPなど)、また二本鎖インターカレーター(エチジウムブロマイド、SYBRTM Greenなど)あるいはFAMやTAMRA等の標識検出物質などが用いられる。
本発明に係るM.カンサシ検出用試薬キットとしては、「配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー(本発明のプライマー)又は/及びプローブ(本発明のプローブ)として含んでなるM.カンサシ検出用試薬キット。」が挙げられる。プライマーは標識物質で標識化されたものであってもよい。その標識物質の具体例は前記したとおりである。
本発明のプライマーを含んでなるキットには、フォワードプライマーとリバースプライマーの一組のプライマーを含む組成も含まれる。その好ましい実施態様としては、たとえば下記のものが挙げられる。
(1)配列番号5で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号6で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(2)配列番号13で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号14で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(3)配列番号15で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号16で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(4)配列番号13で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号16で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(5)配列番号27で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号28で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(6)配列番号29で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号30で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(7)配列番号27で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号30で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(8)配列番号41で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号42で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(9)配列番号43で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号44で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
(10)配列番号41で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるフォワードプライマーと、配列番号44で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し、且つM.カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであるリバースプライマー、を構成試薬として含んでなるもの。
上記キットは、更に、本発明のオリゴヌクレオチドを標識物質で標識化したものを標識プローブとして含んでいてもよい。
更に、「本発明のオリゴヌクレオチドをプローブとして含んでなるM.カンサシ検出用試薬キット。」が挙げられる。該プローブは標識物質で標識化されたものであってもよい。
これらのキットを構成する構成試薬の好ましい態様及び具体例は前記したとおりである。
尚、本発明のM.カンサシの検出用試薬キットには、例えば緩衝剤、安定化剤、防腐剤等であって、共存する試薬等の安定性を阻害せず、PCRやハイブリダイゼーション反応を阻害しないものが含まれていてもよい。また、その濃度も、通常この分野で通常用いられる濃度範囲から適宜選択すればよい。
緩衝液の具体例を挙げると、例えばトリス緩衝液、リン酸緩衝液、ベロナール緩衝液、ホウ酸緩衝液、グッド緩衝液等、通常のPCRやハイブリダイゼーション反応を実施する場合に用いられている緩衝液は全て挙げられ、そのpHも特に限定されないが、通常5〜9の範囲が好ましい。
また、必要に応じて核酸合成酵素(DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、逆転写酵素など)、酵素に応じた基質(dNTP、rNTPなど)、また二本鎖インターカレーター(エチジウムブロマイド、SYBRTM Greenなど)あるいはFAMやTAMRA等の標識検出物質などを含んでいてもよい。
以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらにより何等限定されるものではない。
尚、実施例で用いられる細菌はいずれも臨床分離株であり、培養後、コロニーの形状や従来の各種生化学的試験などによって菌種がすでに鑑別されているものである。
実験例1.M.カンサシゲノム由来のクローンの選択
(1)DNA試料の調製
まず、小川培地上で培養したM.カンサシ(Mycobacterium kansasii)のコロニーを精製水に懸濁し、オートクレーブ処理(120℃・2気圧、20分)した後、菌体の粉砕処理(直径2mmガラスビーズによる物理的破砕)を経て、遠心分離し、上清を得た。得られた上清から、(株)キアゲン製のイオン交換樹脂タイプ DNA抽出精製キットGenomic-tipを用いてDNAの抽出、精製を行い、M.カンサシ由来のゲノムDNAを得た。
得られた精製DNAを、最終400ng/μl(10mM Tris-HCl緩衝液、pH8.9)になるように調製し、DNA試料とした。
別に、ポジティブコントロールとして特開平11-155589号に記載されたM.カンサシのKATS2、及び特願2004-129272号明細書に配列番号8として記載されたM.tuberculosis(マイコバクテリウム・ツベルクローシス、ヒト型結核菌)に特異的な配列(本明細書では配列番号81として示す。)、ネガティブコントロールとして大腸菌のDNA抽出方法の常法に従いDNAを抽出、精製した大腸菌由来のDNAを用いて同様にDNA試料を調製し、同様に以下の処理を行った。
(2)Whole Genome Shotgun libraryの作製
上記(1)で得られたDNA試料24μgを材料として、以下の方法(Science. 2001 Feb 16;291(5507):1304-51 Venter et al.に記載のWhole Genome Shotgun法を改変)で、Whole Genome Shotgun libraryの作製を行った。
まず、ネビュライザー(インビトロジェン社製)を利用し、終濃度20%のグリセロール存在下、5kPa〜9kPaの圧力下で約10分間処理して、DNA試料を断片化し、目的とする500〜1000bpのサイズ分画を効率よく回収する事ができた。得られた分画を(株)キアゲン製の抽出カラムを利用して精製した。
次に、タカラバイオ社製のDNA Blunting Kitを用い、T4 DNA Polymeraseの5'→3'polymerase活性と3'→5'exonuclease活性を利用して、得られたDNA断片の末端を平滑化した。これを平滑末端処理済みpBSII sk+ベクター(Stratagene社)とのライゲーション反応を行い、DNA断片をpBSII sk+ベクター(amp )に組み込んだ組み替えDNAを作製した。
タカラバイオ社製E. coli JM109 Competent Cellsを用い、その製品プロトコールに従って、上記で得られた組み換えDNAを用いてE. coli JM109 Competent Cellsの形質転換を行い、得られた形質転換体を100μg/mlのアンピシリン、0.2 mM IPTG、40μg/ml X-Galを含むLB-寒天培地にプレート培養した後、白色コロニーをピックアップし、目的のDNA断片を組み込んだ組み換えDNAが導入された形質転換体(M.カンサシゲノムのWhole Genome Shotgun クローン)のlibraryを得た。
(3)マイクロアレイ作製
下記の方法で、上記(2)で得られたM.カンサシゲノムのWhole Genome Shotgunクローンを用いてPCRを行い、スライドガラス上に固定するプローブ材料を調製した。
各1μMのプライマーM13 Primer M1(タカラバイオ社製)及びプライマーM13 Primer RV(タカラバイオ社製)、1.5mM MgCl2 、80mM KCl、500μg/ml BSA、0.1% コール酸ナトリウム、0.1% Triton X-100(トリトンX-100、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ローム アンド ハース社商品名)、夫々0.2mM のdATP、dCTP、dGTP、dTTPおよびTaq DNA ポリメラーゼ((株)ニッポン・ジーン製)40単位/ml を含有する10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.9)を調製し、PCR用反応液とした。
上記(1)で得られたM.カンサシゲノムのWhole Genome Shotgunクローンから常法に従いDNAを精製し、これをPCR用反応液20μlに懸濁添加したものをPCR用試料(テンプレートとなる)として用い、MJ Research社のDNAサーマルサイクラー(DNA Engine PTC200)にて、下記の反応条件で30サイクル PCRを行った。
PCR反応条件:
熱変性: 94℃、0.5分
アニーリング:55℃、1分
重合反応: 75℃、0.5分。
得られたPCR産物を精製後、固定化Buffer(終濃度3x SSC)と混合した。
タイピング用装置(GTMAS Stamp II; 日本レーザ電子社製)を使用し、スポットされるPCR産物の終濃度が300ng/μLとなるように調整し、装置内の湿度を55%に設定して、スライドガラス(CMT GAPS-II; Corning社製)上に、得られたPCR産物をスポットした(スポット径150-250μm)。スポットが終了したスライドグラスをUVクロスリンカー(UV Stratalinker1800; Stratagene社製)に移し、150mJ/cm2のUV照射を行なって、PCR産物(目的のDNA)を固定化し、マイクロアレイを作成した。
(4)標的ゲノムDNAの蛍光色素標識とマイクロアレイ・ハイブリダイゼーション
i)標的ゲノムDNAの蛍光色素標識
まず、BioPrime DNA labeling system(インビトロジェン社製)を利用し、M.カンサシ(ATCC12478)由来ゲノムおよび、対照用ゲノム(ウシ型結核菌、ATCC19274))DNAの各々2μgに対してそれぞれ製品中のrandom primer solution;20μLを混合し、熱変性(95℃、5分間)処理を行った。
ついで、それぞれの熱変性処理物に、0.1M DTT 2μl、dATP/dCTP/dGTP(各5mM)の混合液 2μl、2.5mM dTTP 0.8μl、5mM Ha-dUTP 1.6μl、Klenow酵素(40U/μL) 1μlを添加し、total volume=50μLとなるように脱イオン化滅菌水を加え、37℃で3時間の伸長反応を行った。マイクロコンYM-30(ミリポア社製)の限外ろ過カラムを付属の1.5ml チューブにセットし、上記反応産物をカラムにのせ14000rpm で4 分遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機(CentriVap concentrator; LABCONCO社製)で完全に乾燥させた。
得られた乾燥反応産物に50mM NaHCO3 を10μl 加え混合し、2〜3 分常温で静置した。
別に、1mg のCy3(アマシャムバイオサイエンス株式会社)またはCy5(アマシャムバイオサイエンス株式会社)を105μl のDMSO に溶かしたものを調製した。このCy-dye Solution Cy3 10μl を対照用ゲノム(ウシ型結核菌)を用いて得られた上記反応産物に加え、Cy-dye Solution Cy5 10μl をM.カンサシゲノムを用いて得られた上記反応産物に加え、それぞれ40℃で60 分インキュベート(遮光)を行った。
さらに、それぞれの上記反応産物に4M NH2OH(使う直前に作成する)を10μl 加え、攪拌後、15 分インキュベート(遮光)を行い、夫々の標識化産物、即ちCy3標識対照用ゲノム(ウシ型結核菌)DNA及びCy5標識M.カンサシゲノムDNAを得た。
得られた標識化産物を、マイクロコンYM-30(ミリポア社製)の限外ろ過カラムを付属の1.5ml チューブにセットし、上記で得られたゲノムDNAの標識化産物をカラムにのせ14000rpm で4 分遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機(CentriVap concentrator; LABCONCO社製)で完全に乾燥させた。
ii)標識化産物の断片化工程
上記(4) i)で得られた乾燥状態のゲノムDNAの標識化産物に対して、終濃度が0.04M Tris-acetate(pH8.1)、0.1M 酢酸カリウム、0.03M酢酸マグネシウム四水和物の組成の溶液40μLを調製したものを加え、懸濁混和させた。次いで94℃で15 分間加熱処理し、100base〜300 base の、ゲノムDNAの標識化産物で断片化した生成物を得た。
なお、BcaBEST DNA Polymerase(タカラバイオ社製)及びrBst DNA Polymerase(EPICENTRE社製)を用いてラベル化効率(base/dye)を調べた結果、対照用ゲノム(ウシ型結核菌)DNAの約20塩基にdye 1分子が取り込まれ、M.カンサシゲノムDNAの約10塩基にdye 1分子が取り込まれている事を確認している。
Cy3標識産物溶液およびCy5標識産物溶液の各々をマイクロコンYM-10(ミリポア社製)の限外ろ過カラムにのせ14000rpm で4 分遠心した後、濃縮液をマイクロチューブに回収して、真空乾燥遠心機(CentriVap concentrator; LABCONCO社製)で完全に乾燥させた。次いでマイクロチューブに以下の試薬を加え(後に使用するマイクロアレイ用のカバーガラスが24×55mm の場合)、上記で得たCy3標識産物とCy5標識産物を同一の溶液中で懸濁混和させた。
ArrayHyb Hybridization buffer(SIGMA社製);40μL
salmon sperm DNA(10mg/mL) ;0.5μL
formamide ;5μL
Total 40〜50μL
懸濁混和後、95℃で5 分インキュベートし、ハイブリダイゼーションまで70℃に保っておいた。
iii)マイクロアレイ・ハイブリダイゼーション
前記(3)で得られたマイクロアレイ(DNAチップ)上に、上記(4)ii)で得られたCy3標識産物とCy5標識産物の混合溶液を全てのせ、気泡が入らないようにカバーガラスをかぶせた。これをハイブリカセットにセットし、タッパーに蒸留水で湿らせたキムタオルをひいいたものの上に載せて密閉し、65℃で8 時間以上反応させてハイブリダイゼーションを行った(遮光)。ハイブリダイゼーション後、DNAチップをカバーグラスごと2×SSC-0.1%SDS 溶液に室温で浸し、溶液中でDNAチップを静かに揺らしてカバーグラスをはずした。次いで1×SSC、0.03%SDS溶液(60℃)で10 分間洗浄、 0.2×SSC 溶液(42℃)で10 分間洗浄、0.05×SSC溶液(室温)で10 分間洗浄した後、新しい乾いたラックにDNAチップをすばやく移し、すぐに800prm で5 分間遠心を行って乾燥させた。
(5)蛍光強度の測定:シグナル検出から数量化まで
蛍光読み取りスキャナー(Protein Array Scanner;日本レーザ電子社製)を用いて、上記4)iii)で得られたマイクロアレイ上の蛍光強度を測定し、2ch(Cy3、Cy5)での蛍光検出データを得た。蛍光シグナルの数量化は日立ソフト社製のDNASISTM-Array(DNAチップ発現イメージ解析ソフトウェア)を用い、ソフトの操作手順に従って、スポット自動認識、バックグラウンド計算、蛍光強度比の正規化を行った。また、信頼性限界ラインを定め、それ以下の領域のデータは扱わない事で正規化され信頼性のある蛍光強度比を求めた。
尚、マイクロアレイ上には、ポジティブコントロール(M.tuberculosisに特異的なDNAの断片、M.カンサシのKATS2配列の断片)及びネガティブコントロール(大腸菌由来のDNAの断片)がスポットされている。
さらに、M.カンサシ特異的検出のための候補配列をスクリーニングするために、DNAチップ上で検出されたCy3/Cy5の蛍光強度比(Ratio)を基に、散布図(スキャッタープロット)解析を行った。結果を図5に示す。
比較として、特開平11-155589号に記載されたM.カンサシのKATS2配列、及び特願2004-129272号明細書に記載されたM.tuberculosis由来の配列番号8(本明細書では配列番号81)を用いて、同様に処理し、Cy3及びCy5の蛍光を検出した結果も図5に併せて示す。
図5には、散布図の全体と、プロットが集中した(点線で丸く囲んだ)一部を拡大したものとを示している。散布図は、横軸のCy3の蛍光強度に対するCy5の蛍光強度を縦軸に、両対数グラフで示している。図5に於いて、(2)及び(3)以外のスポットは、各マイクロアレイ上のPCR産物を用いた結果を示し、(2)として丸く囲んで示したスポットは、特開平11-155589号に記載されたM.カンサシのKAS配列を用いた結果であり、(3)として丸く囲んで示したスポットは、特願2004-129272号明細書に記載されたM.tuberculosis由来の配列番号8(本明細書では配列番号81)を用いた場合の結果を夫々示す。
また、図5上の各ラインの意味は、以下の通りである。
(a) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 10.0 を示すライン
(b) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 5.0 を示すライン
(c) Cy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率 ≧ 2.0 を示すライン
(a') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 10.0 を示すライン
(b') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 5.0 を示すライン
(c') Cy3蛍光強度/Cy5蛍光強度の比率 ≧ 2.0 を示すライン
即ち、(a)の線より上にあるスポットは、Cy5の蛍光強度がCy3の蛍光強度に比較して10倍以上強いことを示し、(b)の線より上にあるスポットは、Cy5の蛍光強度がCy3の蛍光強度に比較して5〜10倍強いことを示し、(c)の線より上にあるスポットは、Cy5の蛍光強度がCy3の蛍光強度に比較して2〜5倍強いことを夫々示す。また、(a')の線より下にあるスポットは、Cy3の蛍光強度がCy5の蛍光強度に比較して10倍以上強いことを示し、(b')の線より下にあるスポットは、Cy3の蛍光強度がCy5の蛍光強度に比較して5〜10倍強いことを示し、(c')の線より下にあるスポットは、Cy3の蛍光強度がCy5の蛍光強度に比較して2〜5倍強いことを夫々示す。
図5から明らかな如く、(3)のスポットはライン(b')とライン(c')の間にあるので、Cy3の蛍光強度がCy5の蛍光強度よりも5〜10倍強いことを示し、このスポットはウシ型結核菌ゲノムDNAとハイブリダイズしたことがわかる。一方、(2)のスポットはライン( c)とライン(b)の間にあるので、Cy5の蛍光強度がCy3の蛍光強度よりも2〜5倍強いことを示し、このスポットは、M.カンサシのゲノムDNAとハイブリダイズしたことがわかる。
尚、ネガティブコントロールとして大腸菌のゲノムDNAを用いた場合は、散布図上のスポットはCy5蛍光強度/Cy3蛍光強度の比率が1付近で蛍光強度の非常に低い位置にあるため、図5には示していない。
ここで、図5に於いて、スクリーニングを行った各マイクロアレイのPCR産物の中から、(1)として丸く囲んで示した8つのスポットは(スポットが重なっているので5つのように見えるが、実際は8つのスポットがある。)、(2)よりも更に強いCy5の蛍光が検出されたことから、(2)(特開平11-155589号に記載されたM.カンサシのKATS2配列)よりもM.カンサシに対する特異性が高いと判断された。そこで、この8クローンを候補クローンとして選択した。
(6)候補クローンの塩基配列決定
上記(5)で選択された、候補8クローンについて、下記の方法で塩基配列決定を行った。
即ち、Big Dye Terminatorキット(アプライドバイオシステムズ社製)を使用し、製品プロトコールに従い以下の手順でシークエンス解析を行った。
候補DNA(候補クローン) ;2μL(100ng)
M13 Primer M1 ;1μL(5pmol)
premix ;8μL
上記の混合物に、総volume=20μLとなるように脱イオン化滅菌水を加え、MJ Research社のDNAサーマルサイクラー(DNA Engine PTC200)にて、下記の反応条件で30サイクルのシークエンス反応を行った。
96℃ 2 min → (96℃ 10sec→50℃ 5sec→60℃ 4min)×25 →4℃
得られたシークエンス反応産物をQIAGEN社製ゲルろ過カラムで精製後、MJ Research社製のシークエンサー(BaseStation)を用い、機器付属の手順書に従い候補配列すべてのシークエンス解読を完了した。
得られた結果をデータベース(NCBI BLAST)で検索した結果、M.カンサシがゲノム配列未解読の生物種であるにも起因するが、データベース上では候補の8クローン全てが、未登録の新規な配列であった。
実施例1.候補クローンのM.カンサシ特異性評価
実験例1で得られた候補8クローンについてPCR増幅系を利用したアガロースゲル電気泳動検出による評価実験を実施し、これらの候補クローンが、遺伝子増幅検出系を用いたM.カンサシの特異的検出系に利用できるかどうかを調べた。
(1)PCRプライマーの合成
まず、決定された候補クローン1のシークエンスの解析結果に基づき、プライマーデザイン用のWebツールPrimer3(Whitehead Institute for Biomedical Research.)を用いてPCR増幅検出のためのプライマー配列を設計した。設計した「CGGCCATTGTTCTACAGTCT」(配列番号5,以下、1c_plate1_Fw1と呼ぶ)および「TAGAGATCCATCGCTTTGGT」(配列番号6、以下、1c_plate1_Rv1と呼ぶ)を用い、下記の通りPCRを行った。ABI社DNAシンセサイザー392型を用いて、ホスホアミダイト法にて、設計したオリゴヌクレオチドを合成した。合成手法はABI社マニュアルに従い、各種オリゴヌクレオチドの脱保護はオリゴヌクレオチドのアンモニア水溶液を55℃で一夜加熱することにより実施した。次いでファルマシア社製FPLCを用いた陰イオン交換カラムクロマトグラフィーにより、合成オリゴヌクレオチドを精製した。
尚、シークエンスの解析結果から得られた、候補クローン1の塩基配列は、配列番号1で示されるものである。
(2)試料の調製
以下に示す細菌を用い、下記の方法でDNAを抽出・精製し、DNA試料を得た。細菌はいずれも臨床分離株であり、培養後、コロニーの形状や従来の各種生化学的試験などによって菌種がすでに鑑別されているものである。
a:Escherichia coli (大腸菌)
b:Mycobacterium tuberculosis(マイコバクテリウム・ツベルクローシス、ヒト型結核菌)
c:Mycobacterium kansasii(M.カンサシ)
d:Mycobacterium marinum(マイコバクテリウム・マリナム)
e:Mycobacterium simiae(マイコバクテリウム・シミアエ)
f:Mycobacterium scrofulaceum(マイコバクテリウム・スクロフラセウム)
g:Mycobacterium gordonae(マイコバクテリウム・ゴルドネア)
h:Mycobacterium szulgai(マイコバクテリウム・スズルガイ)
i:Mycobacterium avium(マイコバクテリウム・アビウム)
j:Mycobacterium intracellulare(マイコバクテリウム・イントラセルラーレ)
k:Mycobacterium gastri(マイコバクテリウム・ガストリ)
l:Mycobacterium xenopi(マイコバクテリウム・ゼノピ)
m:Mycobacterium nonchromogenicum(マイコバクテリウム・ノンクロモゲニカム)
n:Mycobacterium terrae(マイコバクテリウム・テレ)
o:Mycobacterium triviale(マイコバクテリウム・トリビアレ)
p:Mycobacterium fortuitum(マイコバクテリウム・フォーチュイタム)
q:Mycobacterium chelonei(マイコバクテリウム・セロネイ)
r:Mycobacterium abscessus(マイコバクテリウム・アプセッサス)
s:Mycobacterium peregrinum(マイコバクテリウム・ペレグリナム)
まず、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属細菌については、小川培地上のコロニーを精製水に懸濁し、オートクレーブ処理(120℃・2気圧、20分)した後、菌体の粉砕処理(直径2mmガラスビーズによる物理的破砕)を経て、遠心分離し、上清を得た。得られた上清から、(株)キアゲン製のイオン交換樹脂タイプ DNA抽出精製キットGenomic-tipを用いてDNAの抽出、精製を行った。また、大腸菌については、大腸菌のDNA抽出方法の常法に従い、DNAを抽出、精製した。
得られた精製DNAを、最終1ng/μl(10mM Tris-HCl緩衝液、pH8.9)になるように調製し、DNA試料とした。
(3)PCR
候補クローンの塩基配列(配列番号1)をもとに、上述の方法で設計、合成したプライマー配列である1c_plate1_Fw1および1c_plate1_Rv1を用い、下記の通りPCRを行った。尚、候補クローン1の塩基配列上の、各プライマーの所在位置は図1に示した通りである。
まず、各1μMのプライマー1c_plate1_Fw1及びプライマー1c_plate1_Rv1、1.5mM MgCl2 、80mM KCl、500μg/ml BSA、0.1% コール酸ナトリウム、0.1% Triton X-100(トリトンX-100、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ローム アンド ハース社商品名)、夫々0.2mM のdATP、dCTP、dGTP、dTTPおよびTaq DNA ポリメラーゼ((株)ニッポン・ジーン製)40単位/ml を含有する10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.9)を調製し、PCR用反応液とした。
PCR用反応液20μlにDNA試料1ngを添加したものをPCR用試料として用い、MJ Research社のDNAサーマルサイクラー(DNA Engine PTC200)にて、下記の反応条件で30サイクル PCRを行った。
PCR反応条件:
熱変性: 94℃、0.5分
アニーリング:55℃、1分
重合反応: 75℃、0.5分。
(4)電気泳動
上記(3)で得られたPCR後の反応液5μlを、1.5%アガロースゲル電気泳動した。電気泳動の電気的条件は、定電圧100V、30分行った。操作方法並びに他の条件はバイオ実験イラストレイテッド2巻, p53-63(秀潤社、中山広樹 著)に記載の一般的に用いられる方法に従った。次いでエチジウムブロマイド染色した後、UVサンプル撮影装置FAS-IIIシステム(東洋紡績(株)製)を用いて紫外線での蛍光を検出した。また、分子量マーカーも反応液と同時に泳動し、相対泳動度の比較により、検出されたDNA断片の長さを算出した。尚、分子量マーカーは、X174/HaeIII digest(マーカー4、(株)ニッポン・ジーン製)を使用した。
得られた電気泳動の結果を図6に示す。
図6に於いて、各レーンの数字は、夫々以下の試料を用いた場合の結果を夫々示す。
M4:分子量マーカー(マーカー4)
a:Escherichia coli (大腸菌)
b:Mycobacterium tuberculosis(マイコバクテリウム・ツベルクローシス、ヒト型結核菌)
c:Mycobacterium kansasii(M.カンサシ)
d:Mycobacterium marinum(マイコバクテリウム・マリナム)
e:Mycobacterium simiae(マイコバクテリウム・シミアエ)
f:Mycobacterium scrofulaceum(マイコバクテリウム・スクロフラセウム)
g:Mycobacterium gordonae(マイコバクテリウム・ゴルドネア)
h:Mycobacterium szulgai(マイコバクテリウム・スズルガイ)
i:Mycobacterium avium(マイコバクテリウム・アビウム)
j:Mycobacterium intracellulare(マイコバクテリウム・イントラセルラーレ)
k:Mycobacterium gastri(マイコバクテリウム・ガストリ)
l:Mycobacterium xenopi(マイコバクテリウム・ゼノピ)
m:Mycobacterium nonchromogenicum(マイコバクテリウム・ノンクロモゲニカム)
n:Mycobacterium terrae(マイコバクテリウム・テレ)
o:Mycobacterium triviale(マイコバクテリウム・トリビアレ)
p:Mycobacterium fortuitum(マイコバクテリウム・フォーチュイタム)
q:Mycobacterium chelonei(マイコバクテリウム・セロネイ)
r:Mycobacterium abscessus(マイコバクテリウム・アプセッサス)
s:Mycobacterium peregrinum(マイコバクテリウム・ペレグリナム)
フォワードプライマー1c_plate1_Fw1、及びリバースプライマー1c_plate1_Rv1を用いたPCRにより、M.カンサシゲノム中に位置する候補配列1の167塩基対のDNA断片(配列番号53)が複製されると予測される。そこで、167塩基対の蛍光バンドが確認されたものを陽性と判定した。
図6の結果から明らかな如く、本発明のプライマー1c_plate1_Fw1、及びプライマー1c_plate1_Rv1を用いてPCRを行った結果、M.カンサシを試料とした場合(c)のみに167塩基対の蛍光バンドが確認でき、陽性と判定できた。これに対し、その他のマイコバクテリウム属細菌や他の属の細菌である大腸菌の試料を試料とした場合(aおよびb、d〜s)には、該当する蛍光バンドが確認できず、すべて陰性と判定できた。
以上のことから、候補クローン1は、M.カンサシに特異的な塩基配列を持つオリゴヌクレオチドであり、これをもとに設計されたプライマーを用いてPCRを行う方法により、M.カンサシを特異的に検出することができることが判った。また、PCRなどの核酸増幅による検出は高感度が期待できるため、細菌を単離する必要がなく、臨床材料をそのまま検出に用いることが可能であるため、従来の細菌を培養してから検出する方法では培養に数週間かかっていたM.カンサシの検出を、長くても1日以内に終わらせることができる。
実施例2.本発明のプライマーを用いたM.カンサシの検出1
実験例1(6)で得られた候補クローン2について、その塩基配列をもとに実施例1(1)と同様の方法でフォワードプライマーとして6c_plate1_Fw1(候補配列13)及びリバースプライマーとして6c_plate1_Rv1 (候補配列14)のプライマーを設計し、合成を行った。次いで、実施例1(2)〜(4)と同様の試料及び試薬を用いて、同様の方法でPCR、及び電気泳動を行った。
尚、シークエンスの解析結果から得られた、候補クローン2の塩基配列は、配列番号2で示されるものであり、候補クローン2の塩基配列上の、設計された各プライマーの所在位置は図2に示した通りである。
フォワードプライマー6c_plate1_Fw1、及びリバースプライマー6c_plate1_Rv1 を用いたPCRにより、M.カンサシゲノム中に位置する候補配列2の216塩基対のDNA断片(配列番号57)が複製されると予測される。そこで216塩基対の蛍光バンドが確認されたものを陽性と判定した。
その結果、この場合もM.カンサシを試料とした場合(c)のみに216塩基対の蛍光バンドが確認でき、陽性と判定できた。これに対し、その他のマイコバクテリウム属細菌や他の属の細菌である大腸菌の試料を試料とした場合(aおよびb、d〜s)には、該当する蛍光バンドが確認できず、すべて陰性と判定できた。
以上のことから、候補クローン2も、M.カンサシに特異的な塩基配列を持つオリゴヌクレオチドであり、これをもとに設計されたプライマーを用いてPCRを行う方法により、M.カンサシを特異的に検出することができることがわかった。
実施例3.本発明のプライマーを用いたM.カンサシの検出2
実験例1(6)で得られた候補クローン3〜8について、その塩基配列をもとに実施例1(1)と同様の方法でプライマーの設計、合成を行い、夫々のプライマーを用いる以外は実施例1(2)〜(4)と同様の試料及び試薬を用いて、同様の方法でPCR、及び電気泳動を行った。
その結果、M.カンサシに対する特異性を考慮した場合には、候補配列3及び4が、M.カンサシに対する特異性が高く、その判定に有効であることがわかった。
尚、シークエンスの解析結果から得られた、候補クローン3の塩基配列は、配列番号3で示されるものであり、候補クローン3の塩基配列上の、設計された各プライマーの所在位置は図3に示した通りである。
また、シークエンスの解析結果から得られた、候補クローン4の塩基配列は、配列番号4で示されるものであり、候補クローン4の塩基配列上の、設計された各プライマーの所在位置は図4に示した通りである。
実施例4.リアルタイムPCR増幅系によるM.カンサシの検出
(1)M.カンサシ検出用PCRプライマーの合成
実施例1(1)と同じ機器を用い、同様の操作で1c_plate1_Fw1(配列番号5)、及び1c_plate1_Rv1(配列番号6)のオリゴヌクレオチドを合成した。
(2)M.カンサシ検出用プローブの作製
1c_plate1_Fw1および1c_plate1_Rv1をプライマーとして用いたPCRで増幅される配列番号53のオリゴヌクレオチド配列(167塩基対)から、プローブとして利用するための配列「ACTCAATGCCCTTCGATCCCGGCGAAC」を設計し、この配列のオリゴヌクレオチドを合成した(以下、KAN1c_F1R1_FAMTAMと記載する。配列番号80)。このオリゴヌクレオチドの5'末端にレポーター色素FAMを、3'末端にレポーター消光体のTAMRAを結合し、標識オリゴヌクレオチドプローブ(TaqManTMフルオレセント・プローブ、アプライドバイオシステムズジャパン社製)を得た。
(3)PCR用DNA試料の調製
実験例1(1)で調製したM.カンサシ試料から得られたDNA試料について、吸光度を測定して試料中のDNA量を測定した。得られたDNA量を、既知のM.カンサシのゲノムDNA量と比較することにより、試料中のゲノムDNA量(ゲノムコピー数)を決定した。10コピー/μlのゲノムDNAが得られた。
次いで10mM Tris-HCl緩衝液、pH8.9を用いてDNA試料を105, 104, 103, 102, 10, 5, 2コピー/μLの希釈系列に希釈したものを調製し、PCR用DNA試料とした。
(4)リアルタイムPCR
上記(1)で調製した1c_plate1_Fw1をフォワードプライマーとして、1c_plate1_Rv1をリバースプライマーとして用い、下記の通りリアルタイムPCRを行った。
即ち、各1μMのプライマー1c_plate1_Fw1、及びプライマー1c_plate1_Rv1、195nMの上記(2)で調製した蛍光標識プローブKAN1c_F1R1_FAMTAM、1.5mM MgCl2 、80mM KCl、500μg/ml BSA、0.1% コール酸ナトリウム、0.1%TritonX-100、夫々0.2mM のdATP、dCTP、dGTP、dTTP及びTaq DNA ポリメラーゼ((株)ニッポン・ジーン製)40単位/ml を含有する10mM Tris-HCl緩衝液(pH8.9)を調製し、反応液とした。
反応液20μlに各希釈系列のDNA試料1μL を加えたものをPCR用試料とし、これを96穴反応プレート( マイクロアンプ・オプチカル・96 ウェル・リアクション・プレート、アプライドバイオシステムズジャパン社製)のウェルに入れ、TaqManTM PCR 専用サーマルサイクラー・検出器(ABI7500、アプライドバイオシステムズジャパン社製)を用いてリアルタイムPCRを行った。反応は、95℃ で10分間保温の後、95℃で15秒間、60℃で1分間の反応を50サイクル繰り返し、1サイクル毎にレポーター色素の発光量を測定した。尚、発光量は、測定に用いたサーマルサイクラーの、測定に供した96穴反応プレート1プレート毎に相対的な蛍光強度比を数値化する機能を用いて求めた。
(5)結果
得られた実験データから、リアルタイムPCR法において行われている常法に従って、検量線を作成した。
即ち、各PCR用DNA試料毎に、PCRのサイクル数(x軸)に対するレポーター色素の発光量(Rn、y軸)をプロットした増幅曲線を作成した。次いで、発光量が指数関数的に増幅しているRn部を選択し、Threshold line(Th)を引いた。Thと各PCR用DNA試料の発光量が交差した点をThreshold cycle(Ct)値とした。次いで用いた各PCR用DNA試料のゲノムのコピー数(x軸、対数値)に対するCt値(y軸)をプロットし、各Ctに対して得られた近似曲線を検量線とした。得られた検量線を図7に示す。
y=−3.348x+32.61
=0.995
以上のことより、リアルタイムPCRで発光が検出されたことから、本発明によるオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCRに用い、その増幅領域となる配列から標識プローブを設計し、リアルタイムPCRを行う事でM.カンサシが検出できることが判った。
また、検量線が作成できたことより、本発明のプライマー及びプローブを用いたリアルタイムPCR法によれば、M.カンサシの定量が可能であることが判った。更に、図7より、本発明のプライマー及びプローブを用いたリアルタイムPCR法では、M.カンサシのゲノムDNAが初期量として2コピー存在する条件でもM.カンサシの検出が可能である事がわかる。
更に、リアルタイムPCR法を利用した場合では、この蛍光強度をリアルタイムでモニタリングするので、鋳型DNAの初期量を正確に定量することができ、M.カンサシの検出に有効である。
本発明のプライマー又は/及びプローブを用いたM.カンサシの検出方法によれば、従来の菌の培養検査等により菌種を同定する方法と比較して、はるかに迅速且つ高精度に、M.カンサシの検出を行うことができる。また、本発明の検出方法でM.カンサシの検出を行うことにより、従来のプライマー又は/及びプローブを用いたPCR法による診断方法に比較して、診断上の偽陽性が排除可能となり、より高精度にM.カンサシの検出及び診断を行うことができる。更に、本発明の検出方法を用いることにより、M.カンサシ菌体の定量も行うこともできるという効果を奏する。

Claims (29)

  1. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列(但し、Aはアデニン、Cはシトシン、Gはグアニン、Tはチミンを表す。また、任意の位置のTはウラシル(U)と置換されていてもよい。以下同じ。)の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ(Mycobacterium kansasii)遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチド。
  2. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜79で表される核酸配列の一部若しくは全部を含有するものであり、
    配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜79で表される核酸配列を含有するオリゴヌクレオチドに相補的な配列の一部若しくは全部を含有するものであり、
    且つ連続する10塩基以上を含有するものである、請求項1で表されるオリゴヌクレオチド。
  3. 配列番号1で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜12又は配列番号53〜56で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号2に示す核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号13〜26又は配列番号57〜64で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号3で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号27〜40又は配列番号65〜72で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号4で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号41〜52又は配列番号73〜79で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、
    配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜79で表される核酸配列から選ばれる配列に相補的な配列を含有するものである、
    請求項1に記載のオリゴヌクレオチド。
  4. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有する、マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー。
  5. 配列番号1で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜12で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号2に示す核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号13〜26で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号3で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号27〜40で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、配列番号4で表される核酸配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号41〜52で表される核酸配列から選ばれる配列を含有するものであり、
    配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列に対する相補配列の一部を含有するオリゴヌクレオチドが、配列番号5〜52で表される核酸配列から選ばれる配列に相補的な配列を含有するものである、
    請求項4に記載のプライマー。
  6. プライマーを構成するヌクレオチドの数が10〜50個である、請求項4に記載のプライマー。
  7. 標識物質で標識化された、請求項4に記載のプライマー。
  8. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである、請求項7に記載のプライマー。
  9. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを含有する、マイコバクテリウム・カンサシ検出用プローブ。
  10. 標識物質で標識化された、請求項9に記載のプローブ。
  11. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである、請求項10に記載のプローブ。
  12. 5'末端がレポーター蛍光色素で標識化され、3'末端がクエンチャー蛍光色素で標識化された、請求項9に記載のプローブ。
  13. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー及び/又はプローブとして用いることを特徴とするマイコバクテリウム・カンサシの検出方法。
  14. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4に記載の核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、試料中の核酸を鋳型として核酸増幅反応を行い、得られたプライマー伸長物を検出することを特徴とする、請求項13に記載の検出方法。
  15. 下記工程を包含することを特徴とする、請求項13に記載の検出方法、
    (1)配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4に記載の核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、試料中の核酸を鋳型として核酸増幅反応を行う、
    (2)(1)で得られたプライマー伸長物について電気泳動を行い、その結果からマイコバクテリウム・カンサシを検出する。
  16. 電気泳動を行った後、得られた塩基泳動画分について、目的とする塩基対数のプライマー伸長物の画分を確認することにより行う、請求項15記載の検出方法。
  17. 電気泳動を行った後、得られた電気泳動画分について、配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを標識物質で標識した標識プローブに対するハイブリダイゼーションを行い、該標識プローブの標識を検出することによって該標識プローブとハイブリダイズした画分が確認されたものを陽性と判定する、請求項15に記載の検出方法。
  18. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである、請求項17に記載の検出方法。
  19. プライマーが標識物質で標識化されており、当該プライマーを用いて試料中の核酸を鋳型としたポリメラーゼ連鎖反応を行い、得られたプライマー伸長物の標識を測定する、請求項13記載のマイコバクテリウム・カンサシの検出方法。
  20. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである、請求項19に記載の検出方法。
  21. ポリメラーゼ連鎖反応を行ったのち、遊離の標識プライマーを除き、プライマー伸長物の標識を測定する、請求項19に記載の検出方法。
  22. ポリメラーゼ連鎖反応を行って得られた反応物中のプライマー伸長物を沈殿させた後、上清を除去することにより遊離の標識プライマーを除く、請求項21に記載の検出方法
  23. ポリメラーゼ連鎖反応を行って得られた反応物をゲルクロマトグラフィーで処理して、遊離の標識プライマーを除く、請求項21に記載の検出方法。
  24. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部若しくは全部、又はその相補配列の一部若しくは全部を含有し、且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを標識物質で標識化したものを標識プローブとして用い、該標識プローブを試料中の核酸とハイブリダイゼーションさせ、遊離の標識プローブを除いた後、ハイブリダイズした複合体の標識を検出することを特徴とする、請求項13に記載のマイコバクテリウム・カンサシの検出方法。
  25. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである、請求項24に記載の検出方法。
  26. 配列番号1、配列番号2、配列番号3又は配列番号4で表される核酸配列の一部又は全部、又はその相補配列の一部又は全部を含有し且つマイコバクテリウム・カンサシ遺伝子の核酸配列とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマー及び/又はプローブとして含んでなる、マイコバクテリウム・カンサシ検出用試薬キット。
  27. プライマー及び/又はプローブが標識物質で標識化されたものである、請求項26に記載のキット。
  28. 標識物質が放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物質又はビオチンから選択されるものである請求項27に記載のキット。
  29. プローブが、5'末端がレポーター蛍光色素で標識化され、3'末端がクエンチャー色素で標識化されたものである、請求項27に記載のキット。

JP2007528324A 2005-05-13 2006-05-11 マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法 Expired - Fee Related JP5076894B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007528324A JP5076894B2 (ja) 2005-05-13 2006-05-11 マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005141153 2005-05-13
JP2005141153 2005-05-13
PCT/JP2006/309514 WO2006121134A1 (ja) 2005-05-13 2006-05-11 マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法
JP2007528324A JP5076894B2 (ja) 2005-05-13 2006-05-11 マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006121134A1 true JPWO2006121134A1 (ja) 2008-12-18
JP5076894B2 JP5076894B2 (ja) 2012-11-21

Family

ID=37396643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007528324A Expired - Fee Related JP5076894B2 (ja) 2005-05-13 2006-05-11 マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8242249B2 (ja)
EP (4) EP2623596B1 (ja)
JP (1) JP5076894B2 (ja)
CN (2) CN101175852B (ja)
AT (1) ATE496996T1 (ja)
DE (1) DE602006019850D1 (ja)
ES (1) ES2357902T3 (ja)
WO (1) WO2006121134A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2383349B1 (en) * 2006-12-18 2014-12-31 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Primer and probe for detection of mycobacterium avium and method for detection of mycobacterium avium using the same
US10359424B2 (en) * 2008-05-28 2019-07-23 Fujifilm Wako Pure Chemical Corporation Primer and probe for detection of Mycobacterium intracellulare, and method for detection of Mycobacterium intracellulare using the primer or the probe
CN104698043A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 重庆医科大学 检测大肠杆菌的dna电化学生物传感器及其制备方法
WO2018135560A1 (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社カネカ マイコバクテリウム・カンサシイを検出するためのプライマーセット、プローブ、キット及び方法
CN109280711A (zh) * 2018-05-16 2019-01-29 深圳市第三人民医院(深圳市肝病研究所) 堪萨斯分枝杆菌的lamp检测引物组、检测试剂盒及其检测方法
CN110079621B (zh) * 2019-04-29 2022-12-20 圣湘生物科技股份有限公司 用于分枝杆菌菌种鉴定的寡核苷酸组合、方法及试剂盒
CN110273015B (zh) * 2019-07-31 2023-10-13 四川省疾病预防控制中心 一种基于lamp技术的堪萨斯分枝杆菌可视化检测方法
CN112538540B (zh) * 2020-11-26 2022-11-22 中国医学科学院北京协和医院 用于堪萨斯分枝杆菌检测的试剂盒及系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840099A (ja) 1981-07-17 1983-03-08 アモコ・コ−ポレ−ション 光−放射ポリヌクレオチドの交雑診断方法
DE3382053D1 (de) 1982-09-30 1991-01-17 Iro Ab Garnspeicher- und zufuehrvorrichtung.
JPS60281A (ja) 1984-05-18 1985-01-05 松下冷機株式会社 断熱箱体
ZA871554B (en) 1986-03-05 1987-12-30 Molecular Diagnostics Inc Detection of microroganisms in a nucleic acid containing sample
IL86724A (en) 1987-06-19 1995-01-24 Siska Diagnostics Inc Methods and kits for amplification and testing of nucleic acid sequences
JP2650159B2 (ja) 1988-02-24 1997-09-03 アクゾ・ノベル・エヌ・ベー 核酸増幅方法
ATE141956T1 (de) 1989-07-11 1996-09-15 Gen Probe Inc Verfahren zur vervielfältigung von nukleinsäuresequenzen
EP0439182B1 (en) 1990-01-26 1996-04-24 Abbott Laboratories Improved method of amplifying target nucleic acids applicable to both polymerase and ligase chain reactions
US5210015A (en) 1990-08-06 1993-05-11 Hoffman-La Roche Inc. Homogeneous assay system using the nuclease activity of a nucleic acid polymerase
US5455166A (en) 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
JP2500565B2 (ja) 1992-05-18 1996-05-29 株式会社明電舎 角加速度測定装置
US5422252A (en) 1993-06-04 1995-06-06 Becton, Dickinson And Company Simultaneous amplification of multiple targets
US5925517A (en) 1993-11-12 1999-07-20 The Public Health Research Institute Of The City Of New York, Inc. Detectably labeled dual conformation oligonucleotide probes, assays and kits
US5538848A (en) 1994-11-16 1996-07-23 Applied Biosystems Division, Perkin-Elmer Corp. Method for detecting nucleic acid amplification using self-quenching fluorescence probe
US5500341A (en) 1994-09-19 1996-03-19 Becton, Dickinson And Company Species-specific detection of Mycobacterium kansasii
US5801155A (en) 1995-04-03 1998-09-01 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Covalently linked oligonucleotide minor grove binder conjugates
US6013510A (en) * 1997-09-25 2000-01-11 Becton, Dickinson And Company Identification of a DNA region potentially useful for the detection of Mycobacterium kansasii
EP1046717B1 (en) 1999-04-20 2010-10-06 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Method and probes for determining a concentration of target nucleic acid molecules and method for analyzing data obtained by the method
CN1339583A (zh) * 2001-09-28 2002-03-13 靳凤烁 重组耻垢分支杆菌其制备及在治疗膀胱肿瘤药物中的应用
KR100933167B1 (ko) 2002-10-02 2009-12-21 삼성전자주식회사 트리 구조 네트워크 상에서의 인증과 프라이버시 보장을위한 전송 방법
JP4304976B2 (ja) * 2002-12-19 2009-07-29 東ソー株式会社 リボゾームrnaを標的とした抗酸菌の検出法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2623597A1 (en) 2013-08-07
EP2284263A3 (en) 2011-05-04
ES2357902T3 (es) 2011-05-03
CN101175852B (zh) 2013-02-13
US20130065231A1 (en) 2013-03-14
EP2284263A2 (en) 2011-02-16
EP2284263B1 (en) 2013-12-18
CN101175852A (zh) 2008-05-07
US8242249B2 (en) 2012-08-14
JP5076894B2 (ja) 2012-11-21
US20090298057A1 (en) 2009-12-03
ATE496996T1 (de) 2011-02-15
WO2006121134A1 (ja) 2006-11-16
EP2623596A1 (en) 2013-08-07
EP1881068A4 (en) 2009-07-15
EP1881068A1 (en) 2008-01-23
EP2623597B1 (en) 2014-10-01
EP2623596B1 (en) 2014-10-08
EP1881068B1 (en) 2011-01-26
CN103103181A (zh) 2013-05-15
DE602006019850D1 (de) 2011-03-10
CN103103181B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5299548B2 (ja) マイコバクテリウム・イントラセルラーレ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・イントラセルラーレの検出方法
JP6448715B2 (ja) マイコバクテリウム・アビウム検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・アビウムの検出方法
JP5076894B2 (ja) マイコバクテリウム・カンサシ検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・カンサシの検出方法
JP5958498B2 (ja) マイコバクテリウム・イントラセルラー検出用プライマー及びプローブ、並びにこれを用いたマイコバクテリウム・イントラセルラーの検出方法
EP2251422A1 (en) Primer and probe for detecting chlamydophilia caviae, as well as chlamydophilia caviae detection method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120227

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120417

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120629

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120813

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5076894

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees