JPWO2018135560A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本発明は、M.カンサシイを種特異的に検出するための新たな手段を提供する。本発明のプライマーセットは、マイコバクテリウム・カンサシイのゲノムDNAにおける、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の全体又は一部分を含む標的領域の、5’末端の部分塩基配列である塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第1プライマーと、前記標的領域の3’末端の部分塩基配列である塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第2プライマーとを含む。

Description

本発明は、マイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを増幅するためのプライマーセットに関する。
本発明は、マイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドと特異的にハイブリダイズ可能なプローブに関する。
本発明は、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキットに関する。
本発明は、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出する方法に関する。
抗酸菌(Mycobacterium)は、抗酸性、非運動性のグラム陽性桿菌である。抗酸菌は、結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex)と非結核性抗酸菌(Nontuberculous mycobacteria;NTM)の2つに大別される。
近年、NTMによる感染症が世界的に増加している。NTMとは、抗酸菌の中で、結核菌群と特殊栄養要求菌を除いた菌群の総称であり、我が国でも30種類以上の菌種による感染症(NTM症)が報告されている。
NTM症の原因菌としては、Mycobacterium avium complex(MAC)が最も多く(約7割)、Mycobacterium kansasii(マイコバクテリウム・カンサシイ,M.カンサシイ)がそれに続く(約1〜2割)。
M.カンサシイは、hsp65RPA解析から7種のタイプ(サブタイプ)に分類される。I型は呼吸器疾患患者から多く分離され、II型はHIV患者からも分離される。その他のIII〜VII型についても病原性が示唆されている。
M.カンサシイは、M.gastri(マイコバクテリウム・ガストライ,M.ガストライ)と遺伝的に近縁である(非特許文献1)。両者は16S rRNA遺伝子の配列が100%一致する(非特許文献2)。
従来、抗酸菌症は、抗酸染色と、培養し次いで生化学的アッセイ(カタラーゼ生成、ウレアーゼ活性、Tween加水分解、硝酸還元、光発色性など)を行うことにより診断されている。
培養法、生化学的アッセイ以外の抗酸菌症原因菌の判別方法として次のような報告がある。
非特許文献3では、Huang ZH.らにより、M.カンサシイに特異的なDNAプローブを用いた方法が報告されている。
非特許文献4では、Rogall T.らにより、16S rRNAを標的としたPCRによる同定法が報告されている。
特許文献1は、M.カンサシイに特有の配列を開示し、該配列を標的としたプローブ又はPCR増幅によりM.カンサシイを検出することを開示する。
特開平11−155589号公報
Kim H.et.al,Int.J.Syst.Evol.Microbiol.2005,55,1649−1656 日本臨床微生物学雑誌,vol.20,No.2,2010,125−129 J.Clin.Microbiol.,1991 Oct;29(10):2125−2129 J.Gen.Microbiol.,1990 Sep;136(9):1915−20. Genome Announc.2016 Jun 2;4(3).pii:e00456−16.doi:10.1128/genomeA.00456−16.
上記の通り、M.カンサシイを検出し同定するために、培養し生化学的アッセイを行う方法が知られているが、この方法は手順が複雑であるという問題がある。特に、光発色能は、M.カンサシイを同定するための指標として知られているが、光発色能の決定には純粋培養が必要であり、時間が掛かること、この形質は変化し易く、確実性が低いことから、M.カンサシイの同定指標として必ずしも望ましいものではない。
一方、上記の通り、M.カンサシイが有する核酸の塩基配列に着目して、DNAプローブを用いたハイブリダイゼーションや、PCR法により、M.カンサシイを検出する方法として非特許文献3、4、特許文献1等に記載の方法が報告されている。
しかし、非特許文献3に開示のDNAプローブは、M.カンサシイの核酸だけでなくM.ガストライの核酸ともクロスハイブリダイズし、遺伝的に遠いM.カンサシイのタイプとはハイブリダイズせず検出できないという問題があった。
非特許文献4に記載の方法は、16S rRNAを標的としたPCRによる同定法であるが、上記の通り、M.カンサシイとM.ガストライとは16S rRNA遺伝子の配列が同一であるため、M.カンサシイを、M.ガストライと区別して検出することはできない。
また、特許文献1の実施例3では、特許文献1に記載のM.カンサシイの検出方法では、M.カンサシイだけでなくM.ガストライもクロスハイブリダイズするという実験結果が示されている。
そこで本発明は、M.カンサシイを種特異的に検出するための新たな手段を提供することを目的とする。ここで「M.カンサシイを種特異的に検出する」とは、典型的には、M.ガストライ等の近縁種は検出せず、M.カンサシイについてはタイプに関わらず検出することを指す。
本発明は、上記課題を解決する手段として以下の発明を開示する。
(1)マイコバクテリウム・カンサシイのゲノムDNAにおける、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の全体又は一部分を含む標的領域の、5’末端の部分塩基配列である塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第1プライマーと、
前記標的領域の3’末端の部分塩基配列である塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第2プライマーと
を含む、プライマーセット。
(2)塩基配列A及び塩基配列Bが、それぞれ、配列番号17、18、19、20又は21に示す第4塩基配列或いは第4塩基配列に相補的な第5塩基配列に含まれる、連続した8塩基以上の部分塩基配列である、(1)に記載のプライマーセット。
(3)第1プライマーが
(2f)配列番号3、5又は7に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含み、
第2プライマーが
(2r)配列番号4、6又は8に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含む
(1)又は(2)に記載のプライマーセット。
(4)第1プライマーが
(1f)配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含み、
第2プライマーが
(1r)配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含む
(1)又は(2)に記載のプライマーセット。
(5)第1プライマー及び第2プライマーの一方が、標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部を更に含み、他方が、固相担体と結合可能なタグである結合部を更に含む、(1)〜(4)のいずれかに記載のプライマーセット。
(6)配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の部分塩基配列と同一又は相同な塩基配列を含むポリヌクレオチドを含むプローブ。
(7)前記ポリヌクレオチドが、
(2p)配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列2paに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2pbを含むポリヌクレオチド
である、(6)に記載のプローブ。
(8)標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部、及び/又は、固相担体と結合可能なタグである結合部を更に含む、(6)又は(7)に記載のプローブ。
(9)前記ポリヌクレオチドの5’末端に連結されたレポーター蛍光色素、及び、3’末端に連結されたクエンチャー色素を更に含む、(6)又は(7)に記載のプローブ。
(10)(1)〜(5)のいずれかに記載のプライマーセットを含む、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキット。
(11)(5)に記載のプライマーセットを含み、且つ、
前記結合部と結合可能な部分を少なくとも一部に含む固相担体を更に含む、(10)に記載のキット。
(12)(6)〜(9)のいずれかに記載のプローブを含む、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキット。
(13)試料中のマイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出する方法であって、
試料中の、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列、第1塩基配列に相補的な第2塩基配列、或いは、第1塩基配列又は第2塩基配列における任意のTがUに置換された第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを検出すること
を含む方法。
(14)試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし、(1)〜(5)のいずれかに記載のプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行うこと、及び、
核酸増幅反応により増幅したポリヌクレオチド断片を検出すること
を含む、(13)に記載の方法。
(15)試料中のポリヌクレオチド、又は、試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし核酸増幅反応を行い増幅したポリヌクレオチド断片と、(6)〜(9)のいずれかに記載のプローブとを、ハイブリダイズ可能な条件下でインキュベートすること、及び、
前記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と、前記プローブとのハイブリダイゼーションを検出すること
を含む、(13)に記載の方法。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2017−007871号の開示内容を包含する。
本発明が提供するM.カンサシイの検出手段によれば、M.カンサシイの検出漏れによる偽陰性、及び、M.ガストライの誤同定による偽陽性の可能性を低減し、M.カンサシイの同定の精度を高めることができる。
図1−1は、M.カンサシイの各タイプ及び他の抗酸菌のゲノムDNAの、特異領域1の近傍での比較結果を示す。 図1−2は図1−1の続きである。 図2−1は、M.カンサシイの各タイプ及び他の抗酸菌のゲノムDNAの、特異領域2の近傍での比較結果を示す。 図2−2は図2−1の続きである。 図2−3は図2−2の続きである。 図3は、実施例1で得られたPCR反応液をアガロース電気泳動法により解析した結果を示す写真である。 図4はラテラルフロー型核酸検出デバイス10の模式図を示す。1:固相担体、2:コンジュゲートパッド(標識物質保持部)、3:サンプルパッド(反応系受容部)、4:吸収パッド、5:基材、6:固相担体1の、タグ捕捉手段を含む部分。
以下、本発明を詳細に説明する。
<1.マイコバクテリウム・カンサシイのゲノムDNA>
2016年に公開された非特許文献5に、M.カンサシイのタイプ(又はサブタイプ)I、II、III、IV、Vのドラフトゲノム配列が公開された。
非特許文献5で公開されGenBankに登録されたドラフトゲノム配列は以下の通り。
Figure 2018135560
本発明者らは、この公開情報を用い、M.カンサシイの各タイプで保存性が高く、他の抗酸菌と相違するゲノムDNA中の領域を探索した。その結果、SigF遺伝子の上流と下流に、それぞれ、M.カンサシイのゲノムDNAでの保存性が高く、M.ガストライのゲノムDNAでは相同性の高い配列が存在しない領域を見出した。以下の説明では、SigF遺伝子の上流側の前記領域を「特異領域1」、下流側の前記領域を「特異領域2」とする。
M.カンサシイのタイプIのゲノムDNA(GenBank受託番号LWCL00000000)における、特異領域1の塩基配列を配列番号1に示し、特異領域2の塩基配列を配列番号2に示す。配列番号17に、M.カンサシイのタイプIのゲノムDNAのうち、特異領域1及び特異領域2を含む部分の部分塩基配列を示す。配列番号17の、1520位のgから1852位のgまでが特異領域1に該当し、3532位のtから4006位のgまでが特異領域2に該当する。
M.カンサシイのタイプIIのゲノムDNA(GenBank受託番号LWCM00000000)における、特異領域1の塩基配列を配列番号9に示し、特異領域2の塩基配列を配列番号10に示す。配列番号18に、M.カンサシイのタイプIIのゲノムDNAのうち、特異領域1及び特異領域2を含む部分の部分塩基配列を示す。配列番号18の、1541位のgから1878位のgまでが特異領域1に該当し、3565位のtから4040位のgまでが特異領域2に該当する。
M.カンサシイのタイプIIIのゲノムDNA(GenBank受託番号LWCJ00000000)における、特異領域1の塩基配列を配列番号11に示し、特異領域2の塩基配列を配列番号12に示す。配列番号19に、M.カンサシイのタイプIIIのゲノムDNAのうち、特異領域1及び特異領域2を含む部分の部分塩基配列を示す。配列番号19の、1545位のgから1882位のgまでが特異領域1に該当し、3570位のcから4035位のgまでが特異領域2に該当する。
M.カンサシイのタイプIVのゲノムDNA(GenBank受託番号LWCI00000000)における、特異領域1の塩基配列を配列番号13に示し、特異領域2の塩基配列を配列番号14に示す。配列番号20に、M.カンサシイのタイプIVのゲノムDNAのうち、特異領域1及び特異領域2を含む部分の部分塩基配列を示す。配列番号20の、1552位のtから1891位のgまでが特異領域1に該当し、3571位のtから4047位のgまでが特異領域2に該当する。
M.カンサシイのタイプVのゲノムDNA(GenBank受託番号LWCH00000000)における、特異領域1の塩基配列を配列番号15に示し、特異領域2の塩基配列を配列番号16に示す。配列番号21に、M.カンサシイのタイプVのゲノムDNAのうち、特異領域1及び特異領域2を含む部分の部分塩基配列を示す。配列番号21の、1551位のgから1889位のgまでが特異領域1に該当し、3578位のtから4053位のgまでが特異領域2に該当する。
また、M.カンサシイの各タイプと、M.ガストライ、マイコバクテリウム(M.) ツベルクロシス(結核菌)、M.アビウム、M.イントラセルラーエのゲノムDNAの、特異領域1の近傍での比較結果を図1(図1−1及び図1−2からなる)に、特異領域2の近傍での比較結果を図2(図2−1、図2−2及び図2−3からなる)にそれぞれ示す。
本発明者らは、ゲノムDNAに由来するポリヌクレオチド中の特異領域1又は特異領域2を指標として用いることで、M.カンサシイを、M.ガストライ等の近縁種は検出せず、M.カンサシイについてはタイプに関わらず検出することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
<2.用語>
本発明において「ポリヌクレオチド」とは、デオキシリボ核酸(DNA)又はリボ核酸(RNA)を指す。RNAにおいては、チミン(T)をウラシル(U)と読み替えることができる。ポリヌクレオチドとしては、任意の位置のTをUに置換して合成したUを含むDNAや、任意の位置のUをTに置換して合成したTを含むRNAも使用することができる。ポリヌクレオチドはイノシン(I)等の修飾ヌクレオチドを一部に含んでいてもよい。
ポリヌクレオチドは一本鎖として存在していてもよいし、二本鎖として存在していてもよい。ポリヌクレオチドが二本鎖として存在する場合は、少なくとも一方の鎖が、以下に規定する所定の特徴を備えるポリヌクレオチドであればよい。
ポリヌクレオチドの製造方法は特に限定されず、ポリヌクレオチド合成装置を利用して製造してもよいし、受託合成サービスを利用して製造してもよい。
本発明において「塩基配列Xと相同な塩基配列Y」、或いは、「塩基配列Xと塩基配列Yとが相同である」、というとき、塩基配列Xの相補配列からなるポリヌクレオチドと、塩基配列Yからなるポリヌクレオチドとが、核酸増幅反応のアニーリング条件においてハイブリダイズして安定な二本鎖を形成するのに十分な水素結合を形成することができる組み合わせである限り、塩基配列XとYとが部分的に異なっていてもよい。例えば、塩基配列Xの相補配列からなるポリヌクレオチドと、塩基配列Yからなるポリヌクレオチドとが、10ヌクレオチド中に1ミスマッチ、20ヌクレオチド中に1ミスマッチ、または30ヌクレオチド中に1ミスマッチなど、いくつかのミスマッチが存在していてもよい。典型的には、塩基配列Xと「相同な」塩基配列Yというとき、塩基配列XとYとが以下の関係のいずれかを満たすことを指す。
(A)塩基配列Yが、塩基配列Xにおいて1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された塩基配列である。
(B)塩基配列Yが、塩基配列Xと70%以上の同一性を有する塩基配列である。
(C)塩基配列Yからなるポリヌクレオチドが、配列番号Xと相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下においてハイブリダイズすることができる。
(D)塩基配列Xと塩基配列Yの一方における任意の位置のチミン(T)が、他方におけるウラシル(T)に置換されている。
前記(A)において「1若しくは数個」とは好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜4個、より好ましくは1〜3個、特に好ましくは1個又は2個を指し、最も好ましくは1個である。
前記(B)において、同一性の値は、複数の塩基配列間の同一性を演算するソフトウェア(例えば、FASTA、DNASIS、及びBLAST)を用いてデフォルトの設定で算出した値を示す。塩基配列の同一性の値は、一致度が最大となるように一対の塩基配列をアライメントした際に一致する塩基の数を算出し、当該一致する塩基の数の、比較した塩基配列の全塩基数に対する割合として算出される。ここで、ギャップがある場合、上記の全塩基数は、1つのギャップを1つの塩基として数えた塩基数である。同一性の決定方法の詳細については、例えばAltschul et al,Nuc.Acids.Res.25,3389−3402,1977及びAltschul et al,J.Mol.Biol.215,403−410,1990を参照されたい。
前記(B)において、同一性はより好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、より好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、より好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上の同一性である。
前記(C)において、「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件を意味し、例えばGreen and Sambrook,Molecular Cloning,4th Ed (2012),Cold Spring Harbor Laboratory Pressを参照して適宜決定することができる。具体的には、サザンハイブリダイゼーションの際の温度や溶液に含まれる塩濃度、及びサザンハイブリダイゼーションの洗浄工程の際の温度や溶液に含まれる塩濃度によりストリンジェントな条件を設定することができる。より詳細には、ストリンジェントな条件としては、例えば、ハイブリダイゼーション工程では、ナトリウム濃度が25〜500mM、好ましくは25〜300mMであり、温度が40〜68℃、好ましくは40〜65℃である。より具体的には、ハイブリダイゼーションは、1〜7×SSC、0.02〜3% SDS、温度40℃〜60℃で行うことができる。また、ハイブリダイゼーションの後に洗浄工程を行っても良く、洗浄工程は、例えば0.1〜2×SSC、0.1〜0.3% SDS、温度50〜65℃で行うことができる。
<3.プライマーセット>
本発明は、
M.カンサシイのゲノムDNAにおける、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の全体又は一部分を含む標的領域の、5’末端の部分塩基配列である塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第1プライマーと、
前記標的領域の3’末端の部分塩基配列である塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第2プライマーと
を含む、プライマーセットに関する。
M.カンサシイのゲノムDNAは上記の通りである。
「第1塩基配列」は、ゲノムDNA上の特異領域1又は特異領域2の塩基配列に相当する。「第2塩基配列」は、特異領域1又は特異領域2の塩基配列の相補塩基配列に相当する。
本発明のプライマーセットは、M.カンサシイのゲノムDNAにおける、第1塩基配列又は第2塩基配列の全体又は一部分を含む領域(「標的領域」という)を、核酸増幅反応において増幅することができるように設計されている。
標的領域は、ゲノムDNA中の、第1塩基配列又は第2塩基配列の全体又はその一部分のみからなる領域であってもよいし、ゲノムDNA中の、第1塩基配列又は第2塩基配列の全体又はその一部分とそれに隣接する他の部分とからなる連続した領域であってもよい。前記他の部分は、ゲノムDNA中の第1塩基配列又は第2塩基配列の上流(5’末端)側に位置してもよいし、下流(3’末端)側に位置してもよいし、上流に位置する部分と下流に位置する部分の両方を含んでもよい。例えば、標的領域の上流側端が第1塩基配列又は第2塩基配列の上流側に隣接する部分に位置し、標的領域の下流側端が第1塩基配列又は第2塩基配列の下流側に隣接する部分に位置するとき、標的領域は、ゲノムDNAの、第1塩基配列又は第2塩基配列の全体と、その上流側に隣接する部分と、その下流側に隣接する部分とを含んだ連続した領域である。
例えば、後述するプライマーセット1により増幅される標的領域は、ゲノムDNA中の特異領域2の一部分のみからなる連続した領域であり、タイプIのM.カンサシイのゲノムDNAにおいては、配列番号17の第3719位から第3885位までの176塩基の領域(及び該領域の相補鎖)である。後述するプライマーセット2により増幅される標的領域は、ゲノムDNA中の特異領域2の一部分のみからなる連続した領域であり、タイプIのM.カンサシイのゲノムDNAにおいては、配列番号17の第3596位から第3690位までの95塩基の領域(及び該領域の相補鎖)である。後述するプライマーセット3により増幅される標的領域は、ゲノムDNA中の特異領域2の一部分と、該一部分の下流側に隣接する他の部分からなる連続した領域であり、タイプIのM.カンサシイのゲノムDNAにおいては、配列番号17の第3900位から第4016位までの117塩基の領域(及び該領域の相補鎖)である。
標的領域は、特異領域1の全体又は一部分と、特異領域2の全体又は一部分の両方を含む、ゲノムDNA上の領域であってもよい。
標的領域の長さは特に限定されない。検出精度を高めるためには、標的領域が、第1塩基配列又は第2塩基配列の好ましくは20塩基以上、より好ましくは30塩基以上、より好ましくは40塩基以上、より好ましくは50塩基以上、より好ましくは60塩基以上の連続した部分を含むことが好ましい。標的領域の全体の長さとしては、例えば40塩基以上、好ましくは50塩基以上、より好ましくは60塩基以上、より好ましくは70塩基以上とすることができ、長さの上限は特に限定されないが、通常は1000塩基以下又は500塩基以下である。
本発明のプライマーセットが備える第1プライマーは、M.カンサシイのゲノムDNAにおける標的領域の、5’末端の部分塩基配列である塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む。
塩基配列Aは、標的配列の、「5’末端の部分塩基配列」であり、具体的には、標的配列の5’末端の塩基から下流側に連続した部分の部分塩基配列である。塩基配列Aの長さは、例えば8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上とすることができ、典型的には40塩基以下、30塩基以下又は25塩基以下とすることができる。
塩基配列Aは、M.カンサシイのゲノムDNAのなかでも、特に、特異領域1及び2並びにそれらに隣接する領域の部分塩基配列であることが好ましく、配列番号17、18、19、20又は21に示す第4塩基配列或いは第4塩基配列に相補的な第5塩基配列に含まれる、連続した8塩基以上の部分塩基配列であることが特に好ましい。前記部分塩基配列は、より好ましくは、配列番号17、18、19、20又は21における特異領域1と、特異領域1の上流に隣接する100塩基以下、好ましくは50塩基以下、より好ましくは10塩基以下の領域と、特異領域1の下流に隣接する100塩基以下、好ましくは50塩基以下、より好ましくは10塩基以下の領域とからなる塩基配列又はその相補的な塩基配列に含まれる連続した8塩基以上の部分塩基配列、或いは、配列番号17、18、19、20又は21における特異領域2と、特異領域2の上流に隣接する100塩基以下、好ましくは50塩基以下、より好ましくは10塩基以下の領域と、特異領域2の下流に隣接する100塩基以下、好ましくは50塩基以下、より好ましくは10塩基以下の領域とからなる塩基配列又はその相補的な塩基配列に含まれる連続した8塩基以上の部分塩基配列であり、特に好ましくは、配列番号17、18、19、20又は21における特異領域1からなる塩基配列又はその相補的な塩基配列に含まれる連続した8塩基以上の部分塩基配列、或いは、配列番号17、18、19、20又は21における特異領域2からなる塩基配列又はその相補的な塩基配列に含まれる連続した8塩基以上の部分塩基配列である。
第1プライマー中のポリヌクレオチドは、塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むように設計することができる。「相同」については既述の通りである。第1プライマー中のポリヌクレオチドは、塩基配列A’を3’末端に含むものであればよく、塩基配列A’の5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。第1プライマー中のポリヌクレオチドの全長は特に限定されないが、例えば8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上とすることができ、典型的には40塩基以下、30塩基以下又は25塩基以下とすることができる。
本発明のプライマーセットが備える第2プライマーは、M.カンサシイのゲノムDNAにおける標的領域の、3’末端の部分塩基配列である塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む。
塩基配列Bは、標的配列の、「3’末端の部分塩基配列」であり、具体的には、標的配列の3’末端の塩基から上流側に連続した部分の部分塩基配列である。塩基配列Bの長さは、例えば8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上とすることができ、典型的には40塩基以下、30塩基以下又は25塩基以下とすることができる。
塩基配列Bは、M.カンサシイのゲノムDNAのなかでも、特に、特異領域1及び2並びにそれらに隣接する領域の部分塩基配列であることが好ましく、配列番号17、18、19、20又は21に示す第4塩基配列或いは第4塩基配列に相補的な第5塩基配列に含まれる、連続した8塩基以上の部分塩基配列であることが特に好ましい。前記部分塩基配列の好適な範囲は塩基配列Aに関して既述の通りである。
なお、塩基配列Bは、その5’末端塩基が、標的領域における、塩基配列Aの5’末端塩基よりも下流側に位置するように設定すればよく、好ましくは、塩基配列Bは、その5’末端塩基が、標的領域における、塩基配列Aの3’末端塩基よりも下流側に位置するように設定する。
第2プライマー中のポリヌクレオチドは、塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むように設計することができる。「相同」については既述の通りである。第2プライマー中のポリヌクレオチドは、塩基配列B’を3’末端に含むものであればよく、塩基配列B’の5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。第2プライマー中のポリヌクレオチドの全長は特に限定されないが、例えば8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上とすることができ、典型的には40塩基以下、30塩基以下又は25塩基以下とすることができる。
第1プライマーと第2プライマーとの組み合わせは特に限定されず、ゲノムDNAの標的領域をポリヌクレオチド断片として増幅することができるように組み合わせることができる。
本発明において、M.カンサシイのゲノムDNAのうち、特異領域2、すなわち、配列番号2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の一部分を含む標的領域を、ポリヌクレオチド断片として増幅するためのプライマーセットの好ましい具体例としては、
第1プライマーが、
(2f)配列番号3、5又は7に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含むプライマーであり、
第2プライマーが、
(2r)配列番号4、6又は8に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含むプライマーである、プライマーセットが例示できる。
配列番号3は、配列番号17の第3710位〜第3729位に該当する(図2−1中KAN−1fで示す)。
配列番号5は、配列番号17の第3596位〜第3615位に該当する(図2−1中KAN−2fで示す)。
配列番号7は、配列番号17の第3900位〜第3919位に該当する(図2−2中KAN−3fで示す)。
配列番号4は、配列番号17の第3866位〜第3885位の相補塩基配列に該当する(図2−2中KAN−1rで示す)。
配列番号6は、配列番号17の第3671位〜第3690位の相補塩基配列に該当する(図2−1中KAN−2rで示す)。
配列番号8は、配列番号17の第3997位〜第4016位の相補塩基配列に該当する(図2−3中KAN−3rで示す)。
前記(2f)において、塩基配列2faは、配列番号3、5又は7の塩基配列と同一であるか、相同、即ち、前記(A)、(B)、(C)又は(D)の関係を満たす(配列番号3、5又は7の塩基配列が塩基配列X、塩基配列2faが塩基配列Yに相当する)。
塩基配列2faが配列番号3、5又は7の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合は、より好ましくは、塩基配列2faは、配列番号3、5又は7の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方から合計で1若しくは数個の塩基が欠失した配列、特に好ましくは配列番号3、5又は7の塩基配列において5’末端のみから1若しくは数個の塩基が欠失した配列である。また、塩基配列2faが配列番号3、5又は7の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合、より好ましくは、塩基配列2faは、配列番号3、5又は7の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方に合計で1若しくは数個の塩基が付加した配列、特に好ましくは、配列番号17の塩基配列の部分塩基配列であって、配列番号3、5又は7の塩基配列と、配列番号3、5又は7の塩基配列の5’末端及び3’末端の一方又は両方に付加した合計1若しくは数個の塩基とからなる前記部分塩基配列である。
塩基配列2faが配列番号3、5又は7の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合の他の好ましい態様は、例えば次の態様である。上記の通り、配列番号3、5及び7の塩基配列は、それぞれ、M.カンサシイのタイプIのDNA中の配列番号17の塩基配列中の部分塩基配列である。一方、M.カンサシイの他のタイプのDNAは、配列番号17に対応する、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列を含み、その中には、配列番号3、5又は7の塩基配列に対応する部分塩基配列が存在する。そこで、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列を、配列番号17に示す塩基配列と、特異領域2の塩基配列の一致度が最大となるようにアライメントしたときの、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列中の、配列番号3、5及び7の塩基配列のそれぞれに対応する部分塩基配列を、部分塩基配列3’、5’及び7’とする。部分塩基配列3’、5’又は7’が、それぞれ、配列番号3、5又は7に示す塩基配列において、1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された変異を含む塩基配列である場合、配列番号3、5又は7に示す塩基配列において、前記変異(欠失、置換、付加及び/又は挿入)の少なくとも1つが導入された塩基配列を、塩基配列2faとすることができ、より好ましくは、部分塩基配列3’、5’又は7’を塩基配列2faとすることができる。
前記(2f)において、塩基配列2faは、特に好ましくは、配列番号3、5又は7の塩基配列と同一である。
前記(2f)において、塩基配列2fbは、塩基配列2faに含まれる連続した8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上の塩基配列であり、塩基配列2faと同一であってもよいし、塩基配列2faの部分塩基配列であってもよい。塩基配列2fbは、好ましくは、塩基配列2fa中の3’末端の塩基を含む連続した塩基配列である。
前記(2f)において、塩基配列2fbは、特に好ましくは、塩基配列2faと同一である。
前記(2f)のポリヌクレオチドは3’末端に塩基配列2fbを含んでいればよく、塩基配列2fbの5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。前記(2f)のポリヌクレオチドは40塩基以下、好ましくは35塩基以下、より好ましくは30塩基以下、より好ましくは25塩基以下、特に好ましくは22塩基以下のポリヌクレオチドである。
前記(2f)のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、塩基配列2fbからなる。
前記(2r)において、塩基配列2raは、配列番号4、6又は8の塩基配列と同一であるか、相同、即ち、前記(A)、(B)、(C)又は(D)の関係を満たす(配列番号4、6又は8の塩基配列が塩基配列X、塩基配列2raが塩基配列Yに相当する)。
塩基配列2raが配列番号4、6又は8の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合は、より好ましくは、塩基配列2raは、配列番号4、6又は8の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方から合計で1若しくは数個の塩基が欠失した配列、特に好ましくは配列番号4、6又は8の塩基配列において5’末端のみから1若しくは数個の塩基が欠失した配列である。また、塩基配列2raが配列番号4、6又は8の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合、より好ましくは、塩基配列2raは、配列番号4、6又は8の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方に合計で1若しくは数個の塩基が付加した配列、特に好ましくは、配列番号17の塩基配列の相補塩基配列の部分塩基配列であって、配列番号4、6又は8の塩基配列と、配列番号4、6又は8の塩基配列の5’末端及び3’末端の一方又は両方に付加した合計1若しくは数個の塩基とからなる前記部分塩基配列である。
塩基配列2raが配列番号4、6又は8の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合の他の好ましい態様は、例えば次の態様である。配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列の相補塩基配列を、配列番号17に示す塩基配列の相補塩基配列と、特異領域2の相補塩基配列の一致度が最大となるようにアライメントしたときの、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列の相補塩基配列中の、配列番号4、6及び8の塩基配列のそれぞれに対応する部分塩基配列を、部分塩基配列4’、6’及び8’とする。部分塩基配列4’、6’又は8’が、それぞれ、配列番号4、6又は8に示す塩基配列において、1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された変異を含む塩基配列である場合、配列番号4、6又は8に示す塩基配列において、前記変異(欠失、置換、付加及び/又は挿入)の少なくとも1つが導入された塩基配列を、塩基配列2raとすることができ、より好ましくは、部分塩基配列4’、6’又は8’を塩基配列2raとすることができる。
前記(2r)において、塩基配列2raは、特に好ましくは、配列番号4、6又は8の塩基配列と同一である。
前記(2r)において、塩基配列2rbは、塩基配列2raに含まれる連続した8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上の塩基配列であり、塩基配列2raと同一であってもよいし、塩基配列2raの部分塩基配列であってもよい。塩基配列2rbは、好ましくは、塩基配列2ra中の3’末端の塩基を含む連続した塩基配列である。
前記(2r)において、塩基配列2rbは、特に好ましくは、塩基配列2raと同一である。
前記(2r)のポリヌクレオチドは3’末端に塩基配列2rbを含んでいればよく、塩基配列2rbの5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。前記(2r)のポリヌクレオチドは40塩基以下、好ましくは35塩基以下、より好ましくは30塩基以下、より好ましくは25塩基以下、特に好ましくは22塩基以下のポリヌクレオチドである。
前記(2r)のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、塩基配列2rbからなる。
前記(2f)のポリヌクレオチドを含む第1プライマーと、前記(2r)のポリヌクレオチドを含む第2プライマーとの組み合わせは特に限定されず、ゲノムDNAの標的領域をポリヌクレオチド断片として増幅することができるように組み合わせることができ、具体例としては以下の組み合わせが挙げられる。
前記(2f)における「配列番号3、5又は7に示す塩基配列」が「配列番号3に示す塩基配列」である場合、前記(2r)における「配列番号4、6又は8に示す塩基配列」は、「配列番号4又は8に示す塩基配列」であり、好ましくは「配列番号4に示す塩基配列」である。特に、前記(2f)のポリヌクレオチドが配列番号3に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−1f)であり、前記(2r)のポリヌクレオチドが配列番号4に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−1r)である組み合わせであるプライマーセット1が好ましい。
前記(2f)における「配列番号3、5又は7に示す塩基配列」が「配列番号5に示す塩基配列」である場合、前記(2r)における「配列番号4、6又は8に示す塩基配列」はいずれであってもよく、好ましくは「配列番号6に示す塩基配列」である。特に、前記(2f)のポリヌクレオチドが配列番号5に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−2f)であり、前記(2r)のポリヌクレオチドが配列番号6に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−2r)である組み合わせであるプライマーセット2が好ましい。
前記(2f)における「配列番号3、5又は7に示す塩基配列」が「配列番号7に示す塩基配列」である場合、前記(2r)における「配列番号4、6又は8に示す塩基配列」は、「配列番号8に示す塩基配列」である。特に、前記(2f)のポリヌクレオチドが配列番号7に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−3f)であり、前記(2r)のポリヌクレオチドが配列番号8に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(KAN−3r)である組み合わせであるプライマーセット3が好ましい。
本発明において、M.カンサシイのゲノムDNAのうち、特異領域1、すなわち、配列番号1、9、11、13又は15に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の一部分を含む標的領域を、ポリヌクレオチド断片として増幅するためのプライマーセットの好ましい具体例としては、
第1プライマーが、
(1f)配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含み、
第2プライマーが、
(1r)配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
を含む、プライマーセットが例示できる。
配列番号22は、配列番号17の第1544位〜第1563位に該当する。
配列番号24は、配列番号17の第1549位〜第1568位に該当する。
配列番号26は、配列番号17の第1541位〜第1561位に該当する。
配列番号28は、配列番号17の第1682位〜第1701位に該当する。
配列番号30は、配列番号17の第1538位〜第1556位に該当する。
配列番号32は、配列番号17の第1538位〜第1557位に該当する。
配列番号34は、配列番号17の第1683位〜第1702位に該当する。
配列番号36は、配列番号17の第1724位〜第1742位に該当する。
配列番号23は、配列番号17の第1826位〜第1845位の相補塩基配列に該当する。
配列番号25は、配列番号17の第1825位〜第1844位の相補塩基配列に該当する。
配列番号27は、配列番号17の第1682位〜第1700位の相補塩基配列に該当する。
配列番号29は、配列番号17の第1824位〜第1842位の相補塩基配列に該当する。
配列番号31は、配列番号17の第1682位〜第1701位の相補塩基配列に該当する。
配列番号33は、配列番号17の第1589位〜第1607位の相補塩基配列に該当する。
配列番号35は、配列番号17の第1823位〜第1842位の相補塩基配列に該当する。
配列番号37は、配列番号17の第1824位〜第1844位の相補塩基配列に該当する。
前記(1f)において、塩基配列1faは、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と同一であるか、相同、即ち、前記(A)、(B)、(C)又は(D)の関係を満たす(配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列が塩基配列X、塩基配列1faが塩基配列Yに相当する)。
塩基配列1faが配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合は、より好ましくは、塩基配列1faは、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方から合計で1若しくは数個の塩基が欠失した配列、特に好ましくは配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列において5’末端のみから1若しくは数個の塩基が欠失した配列である。また、塩基配列1faが配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合、より好ましくは、塩基配列1faは、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方に合計で1若しくは数個の塩基が付加した配列、特に好ましくは、配列番号17の塩基配列の部分塩基配列であって、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列の5’末端及び3’末端の一方又は両方に付加した合計1若しくは数個の塩基とからなる前記部分塩基配列である。
塩基配列1faが配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合の他の好ましい態様は、例えば次の態様である。配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列を、配列番号17に示す塩基配列と、特異領域1の塩基配列の一致度が最大となるようにアライメントしたときの、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列中の、配列番号22、24、26、28、30、32、34及び36の塩基配列のそれぞれに対応する部分塩基配列を、部分塩基配列22’、24’、26’、28’、30’、32’、34’及び36’とする。部分塩基配列22’、24’、26’、28’、30’、32’、34’又は36’が、それぞれ、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列において、1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された変異を含む塩基配列である場合、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列において、前記変異(欠失、置換、付加及び/又は挿入)の少なくとも1つが導入された塩基配列を、塩基配列1faとすることができ、より好ましくは、部分塩基配列22’、24’、26’、28’、30’、32’、34’又は36’を塩基配列1faとすることができる。
前記(1f)において、塩基配列1faは、特に好ましくは、配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36の塩基配列と同一である。
前記(1f)において、塩基配列1fbは、塩基配列1faに含まれる連続した8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上の塩基配列であり、塩基配列1faと同一であってもよいし、塩基配列1faの部分塩基配列であってもよい。塩基配列1fbは、好ましくは、塩基配列1fa中の3’末端の塩基を含む連続した塩基配列である。
前記(1f)において、塩基配列1fbは、特に好ましくは、塩基配列1faと同一である。
前記(1f)のポリヌクレオチドは3’末端に塩基配列1fbを含んでいればよく、塩基配列1fbの5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。前記(1f)のポリヌクレオチドは40塩基以下、好ましくは35塩基以下、より好ましくは30塩基以下、より好ましくは25塩基以下、特に好ましくは22塩基以下のポリヌクレオチドである。
前記(1f)のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、塩基配列1fbからなる。
前記(1r)において、塩基配列1raは、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と同一であるか、相同、即ち、前記(A)、(B)、(C)又は(D)の関係を満たす(配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列が塩基配列X、塩基配列1raが塩基配列Yに相当する)。
塩基配列1raが配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合は、より好ましくは、塩基配列1raは、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方から合計で1若しくは数個の塩基が欠失した配列、特に好ましくは配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列において5’末端のみから1若しくは数個の塩基が欠失した配列である。また、塩基配列1raが配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合、より好ましくは、塩基配列1raは、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方に合計で1若しくは数個の塩基が付加した配列、特に好ましくは、配列番号17の塩基配列の相補塩基配列の部分塩基配列であって、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列の5’末端及び3’末端の一方又は両方に付加した合計1若しくは数個の塩基とからなる前記部分塩基配列である。
塩基配列1raが配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合の他の好ましい態様は、例えば次の態様である。配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列の相補塩基配列を、配列番号17に示す塩基配列の相補塩基配列と、特異領域1の相補塩基配列の一致度が最大となるようにアライメントしたときの、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列の相補塩基配列中の、配列番号23、25、27、29、31、33、35及び37の塩基配列のそれぞれに対応する部分塩基配列を、部分塩基配列23’、25’、27’、29’、31’、33’、35’及び37’とする。部分塩基配列23’、25’、27’、29’、31’、33’、35’又は37’が、それぞれ、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列において、1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された変異を含む塩基配列である場合、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列において、前記変異(欠失、置換、付加及び/又は挿入)の少なくとも1つが導入された塩基配列を、塩基配列1raとすることができ、より好ましくは、部分塩基配列23’、25’、27’、29’、31’、33’、35’又は37’を塩基配列1raとすることができる。
前記(1r)において、塩基配列1raは、特に好ましくは、配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37の塩基配列と同一である。
前記(1r)において、塩基配列1rbは、塩基配列1raに含まれる連続した8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上の塩基配列であり、塩基配列1raと同一であってもよいし、塩基配列1raの部分塩基配列であってもよい。塩基配列1rbは、好ましくは、塩基配列1ra中の3’末端の塩基を含む連続した塩基配列である。
前記(1r)において、塩基配列1rbは、特に好ましくは、塩基配列1raと同一である。
前記(1r)のポリヌクレオチドは3’末端に塩基配列1rbを含んでいればよく、塩基配列1rbの5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。前記(1r)のポリヌクレオチドは40塩基以下、好ましくは35塩基以下、より好ましくは30塩基以下、より好ましくは25塩基以下、特に好ましくは22塩基以下のポリヌクレオチドである。
前記(1r)のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、塩基配列1rbからなる。
前記(1f)のポリヌクレオチドを含む第1プライマーと、前記(1r)のポリヌクレオチドを含む第2プライマーとの組み合わせは特に限定されず、ゲノムDNAの標的領域をポリヌクレオチド断片として増幅することができるように組み合わせることができ、具体例としては以下の組み合わせが挙げられる。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号22に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、いずれであってもよく、好ましくは「配列番号23に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号22に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−40f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号23に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−40r)である組み合わせであるプライマーセット4が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号24に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、いずれであってもよく、好ましくは「配列番号25に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号24に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−41f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号25に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−41r)である組み合わせであるプライマーセット5が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号26に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、いずれであってもよく、好ましくは「配列番号27に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号26に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−42f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号27に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−42r)である組み合わせであるプライマーセット6が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号28に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、「配列番号23、25、29、35又は37に示す塩基配列」であり、好ましくは「配列番号29に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号28に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−43f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号29に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−43r)である組み合わせであるプライマーセット7が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号30に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、いずれであってもよく、好ましくは「配列番号31に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号30に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−44f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号31に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−44r)である組み合わせであるプライマーセット8が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号32に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、いずれであってもよく、好ましくは「配列番号33に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号32に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−45f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号33に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−45r)である組み合わせであるプライマーセット9が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号34に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、「配列番号23、25、29、35又は37に示す塩基配列」であり、好ましくは「配列番号35に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号34に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−46f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号35に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−46r)である組み合わせであるプライマーセット10が好ましい。
前記(1f)における「配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列」が「配列番号36に示す塩基配列」である場合、前記(1r)における「配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列」は、「配列番号23、25、29、35又は37に示す塩基配列」であり、好ましくは「配列番号37に示す塩基配列」である。特に、前記(1f)のポリヌクレオチドが配列番号36に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−47f)であり、前記(1r)のポリヌクレオチドが配列番号37に示す塩基配列からなるポリヌクレオチド(MKS−47r)である組み合わせであるプライマーセット11が好ましい。
Figure 2018135560
第1プライマーは、前記ポリヌクレオチドのみからなっていてもよいし、後述する標識部又は結合部を更に含んでもよい。前記ポリヌクレオチドと標識部又は結合部とは、後述する適当なスペーサーを介して化学的に連結することができる。第1プライマーにおいて、標識部及び結合部の一方が前記ポリヌクレオチドに連結される位置は、前記ポリヌクレオチドと標的領域を含むポリヌクレオチド又はその相補鎖とのアニーリング及び核酸増幅反応における伸長を阻害しない位置であれば特に限定されないが、好ましくは、前記ポリヌクレオチドの5’末端である。
第2プライマーは、前記ポリヌクレオチドのみからなっていてもよいし、後述する標識部又は結合部を更に含んでもよい。前記ポリヌクレオチドと標識部又は結合部とは、後述する適当なスペーサーを介して化学的に連結することができる。第2プライマーにおいて、標識部及び結合部の一方が前記ポリヌクレオチドに連結される位置は、前記ポリヌクレオチドと標的領域を含むポリヌクレオチド又はその相補鎖とのアニーリング及び核酸増幅反応における伸長を阻害しない位置であれば特に限定されないが、好ましくは、前記ポリヌクレオチドの5’末端である。
第1プライマー及び第2プライマーの少なくとも一方が、標識部を含む場合、これを用いた核酸増幅反応では、標識部を含む増幅産物が得られるため、増幅産物の検出が容易である。
第1プライマー及び第2プライマーの少なくとも一方が、結合部を含む場合、これを用いた核酸増幅反応では、結合部を含む増幅産物が得られるため、増幅産物を固相担体に固定することが可能であり、増幅産物の検出が容易である。
より好ましくは、第1プライマー及び第2プライマーの一方が、標識部を更に含み、他方が、結合部を更に含む。この態様のプライマーペアを用いた核酸増幅反応では、標識部と結合部とを含む二本鎖の増幅産物が得られるため、核酸クロマトグラフィーによる検出が容易である。以下に、この態様について説明する。
(本発明のプライマーセットの好適な態様)
(標識部)
標識部は、標識物質と結合可能なタグ又は標識物質のいずれかであり、好ましくは標識物質と結合可能なタグである。本明細書では、標識物質と結合可能なタグを標識用タグと呼ぶ場合がある。標識部が標識用タグである場合、核酸増幅反応の増幅産物と標識物質とを接触させることにより増幅産物の一端に含まれるタグを標識することができる。標識部が標識物質である場合、核酸増幅反応の増幅産物として標識物質を一端に含む増幅産物を得ることができる。
標識物質は増幅産物の検出を可能とするものであればよく特に限定はされないが、好ましくは増幅産物の目視検出を可能とするものである。このような標識物質としては、着色粒子、色素、酵素(ペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ルシフェラーゼ等)等が挙げられるが、好ましくは着色粒子である。「着色粒子」とは、金属(例えば、金、銀、銅、白金等)粒子、金属ロッド、着色されたラテックス粒子、色素を包含するシリカナノ粒子等が挙げられるが、これらに限定はされない。標識物質の大きさは増幅産物を後述する固相担体に捕捉するのを妨げるものでなければよい。標識物質は検出の際に発色の良いものであることが好ましく、後述する固相担体や、固相担体を備える核酸検出デバイスの各種多孔質部材の孔径よりも小さなサイズとなるように、適宜選択することができる。例えば、標識物質の大きさはおよそ500nm以下、好ましくはおよそ0.1nm〜250nm、より好ましくはおよそ1nm〜100nmの粒径とすることができる。色素として、蛍光色素(フルオロセイン、シアニン等)等も使用可能であるが、その場合は各蛍光色素の励起波長光を照射し、検出することが好ましい。
標識部として利用可能な標識用タグは、標識物質と結合可能なものであればよく、標識物質の構造に応じて適宜選択すればよく特に限定されないが、例えば核酸(DNA、RNAなど)、タンパク質、ペプチド、もしくは他の化合物(例えば、ビオチン、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ジゴキシゲニン(DIG)等の低分子化合物)、またはそれらの組合せからなるものを利用することができる。標識用タグの一つの好ましい形態としては、ポリヌクレオチドを含むか、ポリヌクレオチドからなるものである。標識用タグに含まれ得る該ポリヌクレオチドは、本発明のプライマーセットによる核酸増幅反応の実質的な支障とならないものであれば特に限定されないが、塩基数が例えば5〜50、好ましくは10〜35であるポリヌクレオチドであり、より好ましくは、配列番号41又は42に示す塩基配列又はその部分塩基配列或いはそれらの相補塩基配列を含む(又はからなる)ポリヌクレオチドを用いることができる。標識用タグのもう一つの好ましい形態としては、ビオチン、FITC、DIG等の低分子化合物からなるものである。
標識部が上記の標識用タグである場合、標識物質と標識用タグとの結合は、直接的結合であっても、間接的結合であってもよく、結合手段は利用する標識物質と標識用タグとの組合せに応じて適宜好適なものを選択することができる。例えば、標識用タグがポリヌクレオチドを含む場合、標識物質を当該ポリヌクレオチドにハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド(例えば、当該ポリヌクレオチドの塩基配列と相補的な配列を含むポリヌクレオチド)に結合させ、両者のポリヌクレオチドをハイブリダイゼーションさせることによって、標識物質と標識用タグとを間接的に結合することができる。標識物質とポリヌクレオチドとの結合はペプチド、タンパク質、核酸などを介して行ってもよいし、適当な官能基を介して行ってもよい。ハイブリダイゼーションの条件は、ハイブリダイゼーションが生じる条件であればよく特に限定はされないが、例えば20℃〜40℃にて、10mM〜50mMのリン酸を含む緩衝液(pH6〜7)中で反応させることにより行うことができる。ハイブリダイゼーション効率を高めるべく、緩衝液にはさらに塩化ナトリウム等の塩を含めることができる。
また、標識用タグが低分子化合物の場合、それと特異的に結合するタンパク質(例えばビオチンに結合するアビジン、FITCに結合するタンパク質)、抗体(例えば抗DIG抗体)、アプタマー等の結合性物質と連結した標識物質により標識することができる。この場合、標識用タグと結合性物質とは、各種中性付近の緩衝液を用いて結合させることができる。
標識部(標識用タグ又は標識物質)と、第1プライマーに含まれるポリヌクレオチド、又は、第2プライマーに含まれるポリヌクレオチドとは任意の手段により結合することができ、直接的に、又は間接的に結合することができる。ただし、標識部のうち少なくとも前記ポリヌクレオチドと接続する部分がポリヌクレオチドよりなる場合、核酸増幅反応により当該部分が前記ポリヌクレオチドと共に二本鎖化されないように、DNAポリメラーゼ反応の進行を抑制または停止することが可能なスペーサーを介して、前記ポリヌクレオチドと標識部とが結合される。このような「スペーサー」としては、DNAポリメラーゼ反応の進行を抑制または停止することができ、標識部の二本鎖化を防ぐものであればよく、例えば、強固なヘアピン構造やシュードノット構造を有する核酸配列、L型核酸、ペプチド核酸(PNA)、架橋化核酸(Bridged Nucleic Acid(BNA)もしくはLocked Nucleic Acid(LNA))、フルオレセイン、Cy3、Cy5、下記式Iで表されるアゾベンゼン構造を含む二価基、脂肪鎖(アルキレン鎖又はポリオキシアルキレン鎖)、5’−5’結合、3’−3’結合のような逆位配列構造を含む二価基等が挙げられるがこれらに限定はされない。
Figure 2018135560
式Iで表される二価基を介して2つのポリヌクレオチド分子を接続する場合、該二価基の一方の端のリン酸基は、一方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のヌクレオチドのリン酸基を指し、他方の端の酸素原子は、他方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のヌクレオチドのリン酸基とリン酸エステル結合を形成する。
脂肪鎖のスペーサーとしては、例えば、以下の式(II)で表されるスペーサーが挙げられる。
−O−Cm2m−O− 式(II)
(式中、一方の端の酸素原子は、一方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のリン酸ジエステル結合の酸素原子を表し、他方の端の酸素原子は、他方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のリン酸ジエステル結合の酸素原子を表し、mは1以上40以下の整数を表す。Hは、置換基により置換されていてもよい。)
式(II)においてmは、好ましくは2以上36以下であり、より好ましくは3以上16以下である。式(II)中のHは、置換基により置換されていてもよく、置換基としては、典型的には、アルキル基、アルコキシ基、水酸基等が挙げられる。置換基としてのアルキル基及びアルコキシ基の炭素数は1〜8であることが好ましく、より好ましくは1〜4である。また、2以上の置換基を有する場合には、置換基は同一であっても異なっていてもよい。さらに、置換基を有していないことも好ましい。
また、他のスペーサーとしては、以下の式(III)で表されるスペーサーが挙げられる。
−(OCn2n−O− 式(III)
(式中、一方の端の酸素原子は、一方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のリン酸ジエステル結合の酸素原子を表し、他方の端の酸素原子は、他方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のリン酸ジエステル結合の酸素原子を表し、nは2以上4以下の整数を表し、Lは、1以上の整数であって、(n+1)×Lは40以下となる整数を表す。Hは、置換基により置換されていてもよい。)
式(III)において(n+1)×Lは、好ましくは2以上36以下であり、より好ましくは3以上16以下である。式(III)中のHの置換基は、式(II)中の置換基と同様の態様が適用される。
他の脂肪鎖のスペーサーとしては、例えば、以下の二価基が挙げられる。
Figure 2018135560
これらの二価基を介して2つのポリヌクレオチド分子を接続する場合、各二価基の一方の端のリン酸基は、一方のポリヌクレオチド分子の3’末端又は5’末端のヌクレオチドにリン酸基を指し、他方の端の酸素原子は、他方のポリヌクレオチド分子の5’末端又は3’末端のヌクレオチドのリン酸基とリン酸エステル結合を形成する。
(結合部及び固相担体)
結合部は、後述する固相担体と結合可能なタグである。本明細書では、固相担体と結合可能なタグを固定化用タグと呼ぶ場合がある。
結合部として利用可能な固定化用タグは、固相担体と結合可能なものであればよく、固相担体の構造に応じて適宜選択すればよく特に限定されないが、例えばポリヌクレオチド(DNA、RNAなど)、タンパク質、ペプチド、もしくは他の化合物(例えば低分子化合物)、またはそれらの組合せからなるものを利用することができる。固定化用タグは、好ましくは、ポリヌクレオチドを含むか、ポリヌクレオチドからなるものである。固定化用タグに含まれ得る該ポリヌクレオチドは、本発明のプライマーセットによる核酸増幅反応の実質的な支障とならないものであれば特に限定されないが、塩基数が例えば5〜50、好ましくは10〜35であるポリヌクレオチドであり、より好ましくは、配列番号41又は42に示す塩基配列又はその部分塩基配列或いはそれらの相補塩基配列を含む(又はからなる)ポリヌクレオチドを用いることができる。
固相担体は特に限定はされないが、樹脂、金属、多糖類、鉱物等からなるものを利用することができ、メンブレン、フィルム、不織布、プレート、ゲル等の形状とすることができる。好ましくは固相担体は、溶液中の増幅産物や標識物質が展開できるように多孔質構造を有するものである。本発明において利用可能な固相担体としては、例えば、ろ紙、ニトロセルロースメンブレン、ポリエーテルスルフォンメンブレン、ナイロンメンブレン、乾燥させた各種ゲル(シリカゲル、アガロースゲル、デキストランゲル、ゼラチンゲル)、シリコン、ガラス、プラスチック等が挙げられる。固相担体の大きさ及び形態は、各種操作や検出に適切なものを適宜選択することができる。
固相担体は、少なくとも一部の部分が固定化用タグと結合可能なように構成されていればよく、より好ましくは一部の部分のみが固定化用タグと結合可能なように構成されている。固相担体の特定の部分のみを固定化用タグと結合可能なように構成することによって、固相担体に捕捉された増幅産物は前記部分のみに限局して検出されるため、陽性又は陰性の判別を容易にすることができる。
固相担体と固定化用タグとの結合は、直接的結合であっても、間接的結合であってもよく、結合手段は利用する固相担体と固定化用タグとの組合せに応じて適宜好適なものを選択することができる。例えば、固定化用タグがポリヌクレオチドを含む場合、固相担体に当該ポリヌクレオチドにハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド(例えば、当該ポリヌクレオチドの塩基配列と相補的な配列を含むポリヌクレオチド)を固定化してタグ捕捉手段とし、両者のポリヌクレオチドをハイブリダイゼーションさせることによって、固相担体と固定化用タグとを間接的に結合することができる。固相担体へのポリヌクレオチドの固定化はペプチド、タンパク質、核酸などを介して行ってもよいし、適当な官能基を介して行ってもよい。ハイブリダイゼーションの条件は、標識用タグと標識物質との結合に関して上記した条件により行うことができる。ポリヌクレオチドを固相担体に固定化する場合、特定の部分に限局して固定化することによって、捕捉された増幅産物は所定の部分のみに限局して検出されるため、陽性又は陰性の判別を容易にすることができる。
結合部(固定化用タグ)と、第1プライマーに含まれるポリヌクレオチド、又は、第2プライマーに含まれるポリヌクレオチドとは任意の手段により結合することができ、直接的に、又は間接的に結合することができる。ただし、固定化用タグのうち少なくとも前記ポリヌクレオチドと接続する部分が核酸よりなる場合、核酸増幅反応により当該部分が前記ポリヌクレオチドと共に二本鎖化されないように、DNAポリメラーゼ反応の進行を抑制または停止することが可能なスペーサーを介して、前記ポリヌクレオチドと固定化用タグとが結合される。結合部とポリヌクレオチドとの間に設けるスペーサーの具体例は、標識部とポリヌクレオチドとの間に設けるスペーサーに関して上述したものと同様である。
<4.プローブ>
本発明はまた、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の部分塩基配列と同一又は相同な塩基配列を含むポリヌクレオチドを含むプローブに関する。
本発明のプローブは、第1塩基配列又は第2塩基配列或いは第1塩基配列又は第2塩基配列における任意のTがUに置換された第3塩基配列を含むポリヌクレオチドと、ストリンジェントな条件下においてハイブリダイズすることができる。このため、本発明のプローブは、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)や、リアルタイムPCR法(例えばTaqManTM法、Molecular Beacon法)等に用いることができる。
本発明のプローブにおけるポリヌクレオチドは、第1塩基配列又は第2塩基配列の部分塩基配列(以下「部分塩基配列P」とする)と同一又は相同な塩基配列を含む。
前記の部分塩基配列Pは、第1塩基配列又は第2塩基配列中の連続した部分の塩基配列であり、特異性を維持するために必要な塩基数を有するものであればよく、その塩基数は特に限定されないが、第1塩基配列又は第2塩基配列中の連続した好ましくは8塩基以上、10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは20塩基以上の部分塩基配列である。部分塩基配列Pの塩基数の上限は特に限定されないが、例えば第1塩基配列又は第2塩基配列中の連続した400塩基以下、300塩基以下又は200塩基以下の部分塩基配列であることができる。本発明のプローブにおけるポリヌクレオチドは、部分塩基配列Pと同一又は相同な塩基配列(以下「塩基配列Q」とする)のみからなる必要はなく、塩基配列Qの5’末端側及び3’末端側の一方又は両方に他の塩基配列が付加されていてもよい。塩基配列Qは、部分塩基配列Pと同一であることが特に好ましい。
本発明のプローブにおけるポリヌクレオチドの全体の塩基数は特に限定されないが、8塩基以上、10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは20塩基以上とすることができ、好ましくは400塩基以下、300塩基以下又は200塩基以下とすることができる。本発明のプローブをリアルタイムPCR法に用いる場合は、ポリヌクレオチドは50塩基以下が好ましく、40塩基以下又は35塩基以下がより好ましい。
本発明のプローブにおける、特異領域2の塩基配列、具体的には、配列番号2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列又は第2塩基配列或いは第1塩基配列又は第2塩基配列における任意のTがUに置換された第3塩基配列を含むポリヌクレオチドと、ストリンジェントな条件下においてハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドの具体例としては、
(2p)配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列2paに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2pbを含むポリヌクレオチド
が例示できる。
配列番号38は、配列番号2の第113位〜第139位、配列番号17の第3644位〜第3670位に該当する。
配列番号39は、配列番号2の第262位〜第292位、配列番号17の第3793位〜第3823位に該当する。
配列番号40は、配列番号2の第435位〜第464位、配列番号17の第3966位〜第3995位に該当する。
前記(2p)において、塩基配列2paは、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と同一であるか、相同、即ち、前記(A)、(B)、(C)又は(D)の関係を満たす(配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列が塩基配列X、塩基配列2paが塩基配列Yに相当する)。
塩基配列2paが配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合は、より好ましくは、塩基配列2paは、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方から合計で1若しくは数個の塩基が欠失した配列である。また、塩基配列2paが配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合、より好ましくは、塩基配列2paは、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列において5’末端及び3’末端の一方又は両方に合計で1若しくは数個の塩基が付加した配列、特に好ましくは、配列番号17の塩基配列又はその相補塩基配列の部分塩基配列であって、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列の5’末端及び3’末端の一方又は両方に付加した合計1若しくは数個の塩基とからなる前記部分塩基配列である。
塩基配列2paが配列番号38、39又は40の塩基配列と前記(A)の関係を満たす場合の他の好ましい態様は、例えば次の態様である。配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列を、配列番号17に示す塩基配列と、特異領域2の塩基配列の一致度が最大となるようにアライメントしたときの、配列番号18、19、20又は21に示す塩基配列中の、配列番号38、39及び40の塩基配列のそれぞれに対応する部分塩基配列を、部分塩基配列38’、39’及び40’とする。部分塩基配列38’、39’又は40’が、それぞれ、配列番号38、39又は40に示す塩基配列において、1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された変異を含む塩基配列である場合、配列番号38、39又は40に示す塩基配列において、前記変異(欠失、置換、付加及び/又は挿入)の少なくとも1つが導入された塩基配列又はその相補塩基配列を、塩基配列2paとすることができ、より好ましくは、部分塩基配列38’、39’又は40’或いはその相補塩基配列を塩基配列2paとすることができる。
前記(2p)において、塩基配列2paは、特に好ましくは、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と同一である。
前記(2p)において、塩基配列2pbは、塩基配列2paに含まれる連続した8塩基以上、好ましくは10塩基以上、より好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは20塩基以上、より好ましくは25塩基以上の塩基配列であり、塩基配列2paと同一であってもよいし、塩基配列2paの部分塩基配列であってもよい。塩基配列2pbは、好ましくは、塩基配列2pa中の3’末端の塩基を含む連続した塩基配列である。
前記(2p)において、塩基配列2pbは、特に好ましくは、塩基配列2paと同一である。
前記(2p)のポリヌクレオチドは塩基配列2pbを含んでいればよく、塩基配列2pbの3’末端側及び/又は5’末端側には更に他の塩基配列が付加されていてもよい。前記(2p)のポリヌクレオチドの全体の塩基数は特に限定されないが、100塩基以下又は50塩基以下が好ましく、40塩基以下又は35塩基以下がより好ましい。
前記(2p)のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、塩基配列2pbからなる。
前記(2p)のポリヌクレオチドの具体例としては、配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列からなるポリヌクレオチドが挙げられる。
本発明のプローブは、前記のポリヌクレオチドに、標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部が更に付加されたものであってもよい。このような標識部の具体例はプライマーに関して既述の通りである。標識部を含む本発明のプローブと、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列を含むポリヌクレオチドとがハイブリダイズして生成する複合体は、標識部を指標に検出することが容易である。
本発明のプローブはまた、前記のポリヌクレオチドに、固相担体と結合可能なタグである結合部が更に付加されたものであってもよい。このような結合部の具体例はプライマーに関して既述の通りである。結合部を含む本発明のプローブと、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列を含むポリヌクレオチドとがハイブリダイズして生成する複合体は、結合部を介して固相担体に固定することが可能であり、複合体の検出及び単離が容易である。
結合部を含む本発明のプローブは、結合部を介して予め固相担体に固定した状態で提供してもよい。固相担体に固定した本発明のプローブは、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを捕捉することができる。
本発明のプローブを、リアルタイムPCR法に用いる場合、増幅産物のリアルタイム検出において通常用いられている標識物質で標識化することが好ましい。例えば、ポリヌクレオチドの5’末端にレポーター蛍光物質が連結され、3’末端にクエンチャー色素を連結される。レポーター蛍光物質としては、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)等が例示できる。クエンチャー色素として、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)等の非蛍光物質等が例示できる。
リアルタイムPCR法に用いるための本発明のプローブの具体例としては、5’末端にレポーター蛍光物質が連結され、3’末端にクエンチャー色素を連結された、前記(2p)のポリヌクレオチドを含むプローブが例示できる。前記(2p)において「配列番号38、39又は40に示す塩基配列」が「配列番号38に示す塩基配列」であるポリヌクレオチドを含むリアルタイムPCR法用プローブは、プライマーセット2によるPCRにおいて増幅産物をリアルタイム検出するために好適である。前記(2p)において「配列番号38、39又は40に示す塩基配列」が「配列番号39に示す塩基配列」であるポリヌクレオチドを含むリアルタイムPCR法用プローブは、プライマーセット1によるPCRにおいて増幅産物をリアルタイム検出するために好適である。前記(2p)において「配列番号38、39又は40に示す塩基配列」が「配列番号40に示す塩基配列」であるポリヌクレオチドを含むリアルタイムPCR法用プローブは、プライマーセット3によるPCRにおいて増幅産物をリアルタイム検出するために好適である。
<5.検出方法>
本発明はまた、
試料中のM.カンサシイ及び/又はM.カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出する方法であって、
試料中の、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列、第1塩基配列に相補的な第2塩基配列、或いは、第1塩基配列又は第2塩基配列における任意のTがUに置換された第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを検出すること
を含む方法に関する。
上記の通り、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列は、M.カンサシイに由来するポリヌクレオチドに特異的に含まれる配列であり、この配列を指標として、M.カンサシイ及び/又はM.カンサシイに由来するポリヌクレオチドを種特異的に検出することが可能となる。
ここで、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを検出するとは、試料中のポリヌクレオチドが、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列の全体を含んでいることまでを検出する必要はなく、第1塩基配列、第2塩基配列又は第3塩基配列に特徴的な部分を含んでいることを検出すれば十分である。
本発明において対象となる試料としては、M.カンサシイ及び/又はM.カンサシイに由来するポリヌクレオチドを含んでいる可能性のある試料であればよく、例えば、動物植物等の生体の一部(器官、組織、細胞等)、糞便、体液(血液、唾液、尿、喀痰、リンパ液等)、飲食品、微生物培養物、PCRの生成物等を含む試料が挙げられる。
検出しようとするポリヌクレオチドは、天然に存在するポリヌクレオチドであってもよいし、天然に存在するポリヌクレオチドから人為的に調製されたポリヌクレオチドであってもよい。このようなポリヌクレオチドとしては、例えばゲノムDNA、該ゲノムDNAから転写されたmRNA、該mRNAから調製されたcDNA、これらのポリヌクレオチドを増幅して得た増幅産物等が挙げられ、ゲノムDNA又はその増幅産物が特に好ましい。ゲノムDNA、mRNA、cDNA等の各用語はその断片も包含する。検出しようとするポリヌクレオチドは二本鎖の形態で試料中に存在するものであってもよい。
試料中の、第1塩基配列、第2塩基配列、又は、第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを検出する手段としては、具体的には、本発明のプライマーセットを用いる方法と、本発明のプローブを用いる方法が挙げられる。以下に各態様について説明する。
<5.1.本発明のプライマーセットを用いる検出方法>
本発明の検出方法の一態様は、
試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし、本発明のプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行う工程1、及び、
核酸増幅反応により増幅したポリヌクレオチド断片を検出する工程2
を含む。
工程1で鋳型として用いるポリヌクレオチドは、典型的にはDNAである。該ポリヌクレオチドは、試料から抽出され精製された形態であってもよいし、試料から抽出され粗精製された形態であってもよい。あるいは、細胞や組織の一部等の比較的高濃度でポリヌクレオチドを含む試料であれば、試料自体をそのまま核酸増幅反応に含めることもできる。
工程1における核酸増幅反応は、一般的なPCR法に従って行うことができる。すなわち、第1塩基配列、第2塩基配列、又は、第3塩基配列を含むポリヌクレオチドが存在すると仮定し、本発明のプライマーセットを用いてPCRを行った場合に、所定の標的領域の断片が増幅されるPCR条件にて行うことができる。
PCRに用いるDNAポリメラーゼは、耐熱性のDNAポリメラーゼであればよく、特に限定はされない。本発明においては、市販のDNAポリメラーゼを利用することが可能であり、例えばTaKaRa Ex Taq(登録商標)等を好適に利用することができる。また、温度、時間、緩衝液の組成等は、用いるDNAポリメラーゼや、各プライマーの濃度等に応じて、適宜選択することができる。
ホットスタートPCR法は、プライマーダイマーの形成を抑制する効果が期待できることから有用である。ホットスタートPCR法は、TaKaRa Ex Taq(登録商標)Hot Start Version(タカラバイオ)等の市販のホットスタートPCR用試薬を用いて行うことができる。また、TaKaRa Taq HS PCR Kit,UNG plus(登録商標)を使用することもでき、このキットを用いることで核酸増幅産物のキャリーオーバーコンタミネーションを抑制する効果も期待できる。
PCR法でのサイクル数は25サイクル以上が好ましく、30サイクル以上がより好ましい。サイクル数の上限は特に限定されないが通常は60サイクル以下、好ましくは50サイクル以下である。
PCR法での反応系中の開始時のプライマー濃度は特に限定されず、鋳型となるポリヌクレオチド等に応じて適宜調整することができる。反応系中の反応開始時の好ましいプライマー濃度としては、第1プライマー及び第2プライマーが各々0.05μM以上、1.0μM以下という濃度が挙げられる。0.05μM未満の場合、検出感度が低下して基準となる検出感度の低下が生じる可能性がある。また、プライマー濃度の上限は特に限定されないが、好ましくは1.0μMである。
工程1では、試料中に第1塩基配列、第2塩基配列、又は、第3塩基配列を含むポリヌクレオチドが含まれている場合、増幅産物として所定の標的領域を含むポリヌクレオチド断片が生じる。
工程2では、工程1での核酸増幅反応により増幅したポリヌクレオチド断片を検出する。工程2における検出は特に限定されず、例えば、工程1終了後に、核酸増幅反応の反応液をゲル電気泳動により分画し、所定の標的領域を含むポリヌクレオチド断片に相当するサイズのバンドの有無を確認する方法や、核酸増幅反応の反応液又はその生成物に、所定の標的領域を含むポリヌクレオチド断片に特異的な標識化されたポリヌクレオチドプローブをハイブリダイズさせ、複合体を検出する方法が例示できる。
また、工程1の核酸増幅反応を、ポリヌクレオチドの5’末端にレポーター蛍光物質が連結され、3’末端にクエンチャー色素を連結された本発明のプローブの存在下で行い、所定の標的領域を含むポリヌクレオチド断片が増幅した場合に生じる蛍光を指標として、ポリヌクレオチド断片を検出することも工程2の一態様である。
また、本発明のプライマーセットが、第1プライマー及び第2プライマーの一方が、標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部を更に含み、他方が、固相担体と結合可能なタグである結合部を更に含む場合、以下の固相担体を用いた検出工程を工程2として行うことができる。
<5.1.1.固相担体を用いた検出工程>
この検出工程では、前記の工程1における核酸増幅反応の生成物を、結合部と結合可能な部分を少なくとも一部に含む固相担体に接触させ、標識部を指標として固相担体の前記部分での増幅産物を検出する。
標識部が上述の標識用タグである場合には、標識物質を標識用タグに結合させる標識工程を更に行えばよい。標識工程の詳細は後述する。標識部が上述の標識物質である場合には標識工程は不要である。検出工程において「標識部を指標として」とは、標識部が標識用タグである場合には標識工程を経て結合した標識物質を指標として増幅産物を検出することを指し、標識部が標識物質である場合には該標識物質を指標として増幅産物を検出することを指す。
核酸増幅反応の生成物とは、増幅産物を含んでいる可能性のある核酸増幅反応の反応液や、該反応液から増幅産物を更に高濃度化した試料等を指す。
固相担体の詳細は既述の通りである。
固相担体の結合部と結合可能な部分への、前記生成物の接触は、固相担体と結合部との組合せに応じて、前記生成物中に増幅産物が含まれていた場合に前記部分に増幅産物の結合部が結合するように適宜調節された条件(例えば、ハイブリダイゼーションの条件、もしくはpH5〜9程度の緩衝液条件)で行えばよい。
増幅産物の検出は、固相担体に捕捉された増幅産物に結合した前記標識物質を検出、好ましくは目視検出することにより行うことができる。増幅産物が存在する場合には、固相担体に捕捉・結合された増幅産物の標識物質が検出される。当該検出の有無を指標にして、核酸増幅反応の反応系中の増幅産物(標的領域を含むポリヌクレオチド断片)の有無を判別することができるとともに、試料中でのM.カンサシイ及び/又はM.カンサシイに由来するポリヌクレオチドの有無を判別することができる。
<5.1.2.標識工程>
標識工程は、本発明のプライマーセットに含まれる前記標識部が上述の標識用タグである場合に行う工程であり、核酸増幅反応の生成物と標識物質とを接触させ、標識用タグに標識物質に結合させることにより行う。標識工程は、核酸増幅反応の生成物を固相担体に接触させる前に行ってもよいし、接触させた後に行ってもよいし、接触させると同時に行ってもよい。
標識物質と前記生成物との接触は、標識物質と標識用タグとの組合せに応じて、前記生成物中に増幅産物が含まれていた場合に標識物質と増幅産物の標識用タグとが結合するように適宜調節された条件(例えば既述のハイブリダイゼーションの条件、もしくはpH5〜9程度の緩衝液条件)で行えばよい。
<5.1.3.検出デバイス>
上述の検出工程及び標識工程は、核酸クロマトグラフィーを利用する核酸検出デバイスを用いて行うことができる。当該核酸検出デバイスを利用することにより、核酸増幅反応の反応系中の増幅産物(標的領域を含むポリヌクレオチド断片)の有無を、特殊な装置を必要とすることなく検出・判別することができ、簡便かつ迅速に結果を得ることができる。
核酸検出デバイスは、核酸クロマトグラフィー法により標識された核酸増幅産物を検出するために利用される公知の核酸検出デバイス(WO2012/070618)を利用することができる。
本発明にて利用可能な核酸検出デバイスの一実施形態の模式図を図4に示すが、核酸検出デバイスは本実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明において、各部材に付された符号は、図4中に示される符号に対応する。
図4の核酸検出デバイス10は、基材5の上に、核酸増幅反応の反応系を受容するための反応系受容部であるサンプルパッド3、標識物質を保持するコンジュゲートパッド2、増幅産物に含まれる結合部と結合可能な部分6を一部に含む多孔質固相担体1、及び吸収パッド4を互いがこの順に接触するように配置して形成される。固相担体1の部分6は、増幅産物を捕捉するための手段(捕捉手段)(例えば、上記オリゴヌクレオチド等)が限局して配置・固定化された部分である。図示しないが、固相担体1の表面はフィルムにより覆われていてもよい。サンプルパッド3、コンジュゲートパッド2、固相担体1及び吸収パッド4は上記固相担体として利用可能な多孔質構造を有する部材により構成することができる。これらは同一の部材より構成されていてもよいし、異なる部材より構成されていてもよい。基材5はその上に配置された各種部材を支持することができ、核酸検出デバイスの操作を容易にするものであればよく、例えば樹脂、金属、鉱物等からなるものを利用することができる。標識物質を展開溶液中に混合する場合や、標識部が標識物質である場合には、コンジュゲートパッド2は省略することができる。
工程1により得られた核酸増幅反応の反応系をサンプルパッド3に添加する。前記反応系をそのまま添加してもよいし、適当な展開溶液(例えば、リン酸緩衝液、Tris緩衝液、グッド緩衝液、SSC緩衝液)と共に添加してもよい。展開溶液には必要に応じて、界面活性剤、塩、タンパク質、核酸等をさらに含めることができる。サンプルパッド3に添加された前記反応系は、図4中の矢印で示す方向に上流から下流に向かってキャピラリー現象により展開する。
また別の態様としては、核酸増幅反応の生成物及び/又は展開溶液を保持した容器(例えば、PCRチューブ、エッペンチューブ、96穴プレート等)に当該核酸検出デバイスを入れ、サンプルパッド3を核酸増幅反応の生成物及び/又は展開溶液に浸漬させる方法で展開することもできる。その場合、核酸増幅反応の生成物及び/又は展開溶液を保持した容器にサンプルパッド3が入るように、サンプルパッド3の幅は2.0〜10.0mmにすることが好ましく、2.0〜5.0mmにすることがより好ましい。
前記標識部が標識用タグである実施形態では、反応系中の増幅産物は標識物質が保持されたコンジュゲートパッド2を通過する際に、標識物質と接触し、標識用タグを介して標識物質により標識される。
次いで、反応系中の増幅産物は、固相担体1を通過する際に、部分6に固定された捕捉手段と接触し、固定化用タグを介して固相担体1に捕捉・結合される。
試料中に標的核酸が存在する場合には、捕捉手段を含む固相担体1の部分6に捕捉・結合された増幅産物に結合した標識物質が部分6に検出される。標識物質が目視確認できるものであれば、標識物質に起因して部分6が呈色する。当該標識物質の検出(呈色)の有無を指標にして、試料中の標的核酸の有無を判別することができる。
<5.2.本発明のプローブを用いる検出方法>
本発明の検出方法の他の一態様は、
試料中のポリヌクレオチド、又は、試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし核酸増幅反応を行い増幅したポリヌクレオチド断片と、本発明のプローブとを、ハイブリダイズ可能な条件下でインキュベートする工程3、及び、
前記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と、前記プローブとのハイブリダイゼーションを検出する工程4
を含む。
工程3において、試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし核酸増幅反応を行い増幅したポリヌクレオチド断片とは、本発明のプライマーセットを用いた上記の工程1の核酸増幅反応での増幅産物であることが好ましいがこれには限定されず、他のプライマーセットを用いた核酸増幅反応での増幅産物であってもよい。
工程3における「ハイブリダイズ可能な条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件を意味し、例えばGreen and Sambrook,Molecular Cloning,4th Ed(2012),Cold Spring Harbor Laboratory Pressを参照して適宜決定することができる。具体的には前記<2.用語>において(C)に関して説明した「ストリンジェントな条件」と同様の条件が例示できる。
工程4において、前記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と、前記プローブとのハイブリダイゼーションを検出する手段は特に限定されない。
例えば、本発明のプローブが前記の標識部を有する場合、工程3でのインキュベーション後の反応混合物から未反応のプローブを除去し、前記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と前記プローブとの複合体を、標識部からの標識を指標として検出することができる。標識部が標識用タグである場合には必要に応じて標識物質を付加する標識工程を行えばよい。
また、本発明のプローブが前記の結合部を有する場合、記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と前記プローブとの複合体を、結合部を介して固相担体に固定させてから、適当な手段で固相担体上の前記複合体を検出することができる。結合部を含む本発明のプローブは、結合部を介して予め固相担体に固定した状態で提供してもよい。
<6.キット>
本発明はまた、
本発明のプライマーセット及び/又は本発明のプローブを含む、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキット
に関する。
該キットは、本発明の検出方法において利用することができる。
本発明のキットには、更に、核酸増幅反応のための各種試薬(例えばDNAポリメラーゼ、核酸増幅反応用緩衝液、dNTPs等)、インキュベーションのための各種試薬(インキュベーション用緩衝液)等を含めることができる。
本発明のプライマーセット及び/又は本発明のプローブが前記の結合部を有する場合、本発明のキットは更に、前記結合部と結合可能な部分を少なくとも一部に含む固相担体を含むことができる。固相担体の具体例としては上記の検出デバイスが特に好ましい。
本発明のプライマーセット及び/又は本発明のプローブが前記の標識部を含み、標識部が標識用タグである場合には、本発明のキットは更に、標識用タグを標識するための標識物質を更に含むことが好ましい。
本発明を以下の実験結果に基づき具体的に説明するが本発明はこれらによって限定されるものではない。
[実施例1]
(1)プライマーの設計
M. kansasiiに特異領域2内に、プライマーデザイン用のWebツールPrimer BLASTを用いてPCR増幅検出のためのプライマーセット1〜3を設計した。各プライマーの設計位置は図2−1、2−2及び2−3に示したとおり。プライマーセット1〜3のフォワードプライマー、リバースプライマーの塩基配列を以下に示す。
Figure 2018135560
(2)PCR
上記のプライマーセット1〜3を用いて、TaKaRa TaqHS perfect Mixのマニュアルに従い、下記のPCR用反応液を調製した。
Figure 2018135560
鋳型には、M.kansasii type I ATCC12478株、M.kansasii type I 臨床分離株、M.kansasii type VI 臨床分離株、M.kansasii type II 臨床分離株、M.gastri ATCC15754株のゲノムDNAを用いた。各微生物株からのゲノムDNAの調製は、次の手順で行った:マイコブロス(極東製薬)にて、10cfu/ml以上となるよう各株を培養し、培養液10μlから、カネカ簡易DNA抽出キットver.2(カネカ)を用い、当製品のプロトコルに従いDNAを抽出した。これを抽出鋳型DNA溶液とした。
ネガティブコントロールとして、上記鋳型DNA溶液の代わりに滅菌蒸留水を1μL用いた以外は同様の組成のPCR反応液を調製した。
5μM フォワードプライマー溶液及び5μM リバースプライマー溶液は所定のプライマーを5μMの濃度となるように滅菌蒸留水中に溶解させたものである。
PCR反応液を、サーマルサイクラー(Bioer Technology社、LifeEco)にセットし、94℃で1分間反応後、94℃−5秒/60℃−10秒/72℃−15秒のサイクルを35回繰り返し、PCRを行った。
(3)電気泳動
上記(2)で得られたPCR後の反応液5μLを、2%アガロースゲルを用いた電気泳動法により分離した。次いでエチジウムブロマイドで染色後、紫外線を照射してバンドを検出した。
結果を図3に示す。
いずれのプライマーセットも、M.kansasiiを鋳型にした場合のみ目的サイズの増幅産物を認め、type I、type II及びtype VIを含む全てのM. kansasiiを検出可能であった。また、M.gastriを鋳型にした場合は、増幅産物を認めなかったことから、M.kansasiiとM. gastriとの識別が可能であることが確認された。
[実施例2]
結核菌群4種(M.tuberculosis、M.bovis、M.bovis BCG、M.microti)および非結核性抗酸菌(M.kansasii、M.gastriなど)38種、一般細菌1種(Nocardia asteroides)から抽出したゲノムDNAを鋳型として使用し、プライマーセット2をプライマーセットとして使用した以外は、実施例1と同様の条件でPCRを行い、増幅産物の有無をアガロースゲル電気泳動法により確認した。結果を下記表に示す。
Figure 2018135560
プライマーセット2を用いたPCRでは、M.kansasiiのゲノムDNAを鋳型とした場合のみで増幅産物を生じ、M.kansasii以外の抗酸菌、および、抗酸菌と近縁な一般細菌であるN.asteroidesではPCR増幅を認めなかった。
このことから、本発明の方法はM.kansasiiの種特異的な検出に非常に有効であることが示された。
[実施例3]
プライマーセット2を用いたPCRによる増幅産物を検出することができる核酸クロマトグラフィー検出系を構築した。この検出系を用いてM.kansasiiの臨床分離株の検出が可能であることを確認した。
(I)プライマーの構造
実施例1に記載のプライマーセット2のフォワードプライマー(KAN−2f)の5’末端に、ポリメラーゼ反応を阻害するアゾベンゼン構造を含む、上記式Iで表される二価基を介して、以下のフォワードプライマー用タグ配列からなるDNAを連結した。このとき、上記式Iに示すアゾベンゼンの構造を含む二価基の5’端と、フォワードプライマー用タグ配列からなるDNAの3’末端のヌクレオチドのリン酸基とがリン酸エステル結合を形成し、該二価基の3’端のリン酸基と、前記フォワードプライマーのプライマー部分の5’末端のヌクレオチドのデオキシリボースの5’位の水酸基とがリン酸エステル結合を形成する。
5’−GACAACGGAGACAGAGCCAA−3’(配列番号41)
実施例1に記載のプライマーセット2のリバースプライマー(KAN−2r)の5’末端には、ポリメラーゼ反応を阻害するアゾベンゼン構造を含む、上記式Iで表される二価基を介して、以下のリバースプライマー用タグ配列からなるDNAを連結した。このとき、上記式Iに示すアゾベンゼンの構造を含む二価基の一方の端の酸素原子と、リバースプライマー用タグ配列からなるDNAの3’末端のヌクレオチドのリン酸基とがリン酸エステル結合を形成し、該二価基の他方の端のリン酸基と、前記リバースプライマーのプライマー部分の5’末端のヌクレオチドのデオキシリボースの5’位の水酸基とがリン酸エステル結合を形成する。
5’−ATGCTACCGTATGCCCAGTG−3’(配列番号42)
(II)オリゴヌクレオチド結合金コロイドの作製
Gold Colloid(40nm,9.0×1010(粒子数/ml)、British Biocell International社製)と下記の配列番号43で表されるチオール基含有オリゴヌクレオチドを混合し、50℃で16時間インキュベートした。6000rpmで15分間遠心分離し、上清を除去し、0.05M塩化ナトリウム、5mMリン酸バッファー(pH7)を添加し混和後、再度50℃で40時間インキュベートした。
インキュベート後、遠心(6000rpm、15分間)を行い、上清を除去し、5mMリン酸バッファー(pH7)を添加した。このバッファー置換を再度行った。
調製した金コロイド溶液をグラスファイバー製パッドに均一になるように添加した後、真空乾燥機にて乾燥させ、コンジュゲートパッドとした。
(チオール基含有オリゴヌクレオチド):5’−TTGGCTCTGTCTCCGTTGTC−SH−3’(配列番号43)
配列番号43で示すチオール基含有オリゴヌクレオチドは、3’末端のシトシンヌクレオチドの3’位のリン酸基と、HO−(CH−SH(mは6)で表される化合物の水酸基とがリン酸エステル結合により結合したものである。
(III)タグ捕捉手段を固定化したメンブレンの作製
タグ捕捉手段として、下記の配列番号44で表されるオリゴヌクレオチドプローブを含む溶液を、メルクミリポア社製ニトロセルロースメンブレン(Hi−Flow180)に、ディスペンサーを用いて、展開方向と直交する幅1mmのライン状に塗布した。その後40℃で30分間乾燥させることでタグ捕捉手段を備えたメンブレンとした。
(オリゴヌクレオチドプローブ):5’−CACTGGGCATACGGTAGCAT−3’(配列番号44)
(IV)ラテラルフロー型核酸検出デバイスの作製
作製したラテラルフロー型核酸検出デバイスは、図4の模式図に示される検出デバイスに準拠して作製した。
すなわち、基材5としてポリプロピレン製バッキングシート(Lohmann社)、コンジュゲートパッド2として上記(II)で作製したコンジュゲートパッド、部分6に捕捉手段として上記(III)で作製したタグ捕捉手段を備えたメンブレン(固相担体)1、サンプルパッド3としてグラスファイバー製のサンプルパッド、吸収パッド4としてセルロース製の吸収パッドを、それぞれ図4に示すように互いに重なり合わせて貼り合わせ、ラテラルフロー型核酸検出デバイス10を作製した。
(V)PCR
上記(I)に記載の、タグが付加されたプライマーセット2を用い、表5に示す各株のゲノムDNAを鋳型として用いた以外は実施例1と同様の条件によりPCRを行った。
なお、各株の型は、hsp65RPA解析を用いた常法により判別した。
(VI)核酸クロマトグラフィー検出系を用いた検出1
上記条件でのPCR後の反応液を、ラテラルフロー型核酸検出デバイス10に適用して、増幅産物の検出を試みた。具体的には、前記デバイス10上のサンプルパッド3にPCR後の反応液5μLを添加し、さらに80μLの展開溶液(界面活性剤を配合したクエン酸緩衝液)を添加することで、反応液を展開した。室温で10分後、メンブレン1上のライン状に固定化されたタグ捕捉手段を含む部分6の着色の有無を目視で確認した。着色が確認できた場合に「+」、確認できなかった場合に「−」とした。
結果を下記表に示す。
Figure 2018135560
この結果、type I、type II、type III、及びtype VIを含む全てのM.kansasiiを検出可能であることが確認された。
なお、表5に示すM.kansasiiの各株から抽出したゲノムDNAを鋳型として使用し、プライマーセット2をプライマーセットとして使用した以外は、実施例1と同様の条件でPCRを行い、増幅産物の有無をアガロースゲル電気泳動法により確認したところ、全ての株について目的サイズの増幅産物の存在を確認することができた。
(VII)核酸クロマトグラフィー検出系を用いた検出2
上記(I)に記載の、タグが付加されたプライマーセット2を用い、表4に示す各株のゲノムDNAを鋳型として用いた以外は実施例1と同様の条件によりPCRを行った。
次いで、PCR後の反応液を、上記(VI)と同様の手順により、ラテラルフロー型核酸検出デバイス10に適用して、メンブレン1上のライン状に固定化されたタグ捕捉手段を含む部分6の着色の有無を目視で確認して、増幅産物の検出を試みた。
その結果、M.kansasii(TypeI)ATCC12478のゲノムDNAを鋳型とした場合のみ着色が検出され(+)、表4に示す他の株のゲノムDNAを鋳型とした場合は着色は検出されなかった(−)。
[実施例4]
M.kansasii(Type I)から抽出したゲノムDNAを鋳型として使用し、表2に示すプライマーセット4(MKS−40f(配列番号22)及びMKS−40r(配列番号23))、プライマーセット5(MKS−41f(配列番号24)及びMKS−41r(配列番号25))、プライマーセット6(MKS−42f(配列番号26)及びMKS−42r(配列番号27))又はプライマーセット7(MKS−43f(配列番号28)及びMKS−43r(配列番号29))をプライマーセットとして使用した以外は、実施例1と同様の条件でPCRを行い、増幅産物の有無をアガロースゲル電気泳動法により確認した。どのプライマーセットを用いた場合も、標的サイズの増幅産物の存在を確認することができた。
[実施例5]
M.kansasii(Type II)から抽出したゲノムDNAを鋳型として使用し、表2に示す、プライマーセット6又はプライマーセット7をプライマーセットとして使用した以外は、実施例1と同様の条件でPCRを行い、増幅産物の有無をアガロースゲル電気泳動法により確認した。どのプライマーセットを用いた場合も、標的サイズの増幅産物の存在を確認することができた。
本発明のプライマーセット、プローブ、方法及びキットは、マイコバクテリウム・カンサシイの正確な検出に有用である。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (15)

  1. マイコバクテリウム・カンサシイのゲノムDNAにおける、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の全体又は一部分を含む標的領域の、5’末端の部分塩基配列である塩基配列Aと同一又は相同な塩基配列A’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第1プライマーと、
    前記標的領域の3’末端の部分塩基配列である塩基配列Bの相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列B’を3’末端に含むポリヌクレオチドを含む、第2プライマーと
    を含む、プライマーセット。
  2. 塩基配列A及び塩基配列Bが、それぞれ、配列番号17、18、19、20又は21に示す第4塩基配列或いは第4塩基配列に相補的な第5塩基配列に含まれる、連続した8塩基以上の部分塩基配列である、請求項1に記載のプライマーセット。
  3. 第1プライマーが
    (2f)配列番号3、5又は7に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
    を含み、
    第2プライマーが
    (2r)配列番号4、6又は8に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列2raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
    を含む
    請求項1又は2に記載のプライマーセット。
  4. 第1プライマーが
    (1f)配列番号22、24、26、28、30、32、34又は36に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1faに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1fbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
    を含み、
    第2プライマーが
    (1r)配列番号23、25、27、29、31、33、35又は37に示す塩基配列と同一又は相同な塩基配列1raに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列1rbを3’末端に含む40塩基以下のポリヌクレオチド
    を含む
    請求項1又は2に記載のプライマーセット。
  5. 第1プライマー及び第2プライマーの一方が、標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部を更に含み、他方が、固相担体と結合可能なタグである結合部を更に含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプライマーセット。
  6. 配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列或いは第1塩基配列に相補的な第2塩基配列の部分塩基配列と同一又は相同な塩基配列を含むポリヌクレオチドを含むプローブ。
  7. 前記ポリヌクレオチドが、
    (2p)配列番号38、39又は40に示す塩基配列又はその相補塩基配列と同一又は相同な塩基配列2paに含まれる連続した8塩基以上の塩基配列2pbを含むポリヌクレオチド
    である、請求項6に記載のプローブ。
  8. 標識物質と結合可能なタグ又は標識物質である標識部、及び/又は、固相担体と結合可能なタグである結合部を更に含む、請求項6又は7に記載のプローブ。
  9. 前記ポリヌクレオチドの5’末端に連結されたレポーター蛍光色素、及び、3’末端に連結されたクエンチャー色素を更に含む、請求項6又は7に記載のプローブ。
  10. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のプライマーセットを含む、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキット。
  11. 請求項5に記載のプライマーセットを含み、且つ、
    前記結合部と結合可能な部分を少なくとも一部に含む固相担体を更に含む、請求項10に記載のキット。
  12. 請求項6〜9のいずれか1項に記載のプローブを含む、マイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出するためのキット。
  13. 試料中のマイコバクテリウム・カンサシイ及び/又はマイコバクテリウム・カンサシイに由来するポリヌクレオチドを検出する方法であって、
    試料中の、配列番号1、9、11、13、15、2、10、12、14又は16に示す第1塩基配列、第1塩基配列に相補的な第2塩基配列、或いは、第1塩基配列又は第2塩基配列における任意のTがUに置換された第3塩基配列を含むポリヌクレオチドを検出すること
    を含む方法。
  14. 試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行うこと、及び、
    核酸増幅反応により増幅したポリヌクレオチド断片を検出すること
    を含む、請求項13に記載の方法。
  15. 試料中のポリヌクレオチド、又は、試料中のポリヌクレオチドを鋳型とし核酸増幅反応を行い増幅したポリヌクレオチド断片と、請求項6〜9のいずれか1項に記載のプローブとを、ハイブリダイズ可能な条件下でインキュベートすること、及び、
    前記ポリヌクレオチド又は前記ポリヌクレオチド断片と、前記プローブとのハイブリダイゼーションを検出すること
    を含む、請求項13に記載の方法。
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