WO2009093667A1 - 核酸結合蛋白質アッセイ法およびキット - Google Patents

核酸結合蛋白質アッセイ法およびキット Download PDF

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WO2009093667A1
WO2009093667A1 PCT/JP2009/051006 JP2009051006W WO2009093667A1 WO 2009093667 A1 WO2009093667 A1 WO 2009093667A1 JP 2009051006 W JP2009051006 W JP 2009051006W WO 2009093667 A1 WO2009093667 A1 WO 2009093667A1
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nucleic acid
nucleotide sequence
sequence
complex
terminal
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PCT/JP2009/051006
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French (fr)
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Hidetoshi Tahara
Toru Miyagi
Original Assignee
Hiroshima University
Wakunaga Pharmaceutical Co., Ltd.
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Priority to US15/244,706 priority patent/US20170044597A1/en

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    • 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
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6816Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6818Hybridisation assays characterised by the detection means involving interaction of two or more labels, e.g. resonant energy transfer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1034Isolating an individual clone by screening libraries
    • 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
    • G01N33/5308Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites

Definitions

  • the present invention relates to a method and kit for detecting a nucleic acid binding protein.
  • the present invention further relates to a method for screening a binding inhibitor or promoter for a nucleic acid binding protein.
  • Nucleic acid binding proteins are molecules that have very important functions in cells, such as transcription factors, chromosome structural proteins, DNA repair enzymes, RNA processing enzymes, or polymerases, and analyze the behavior of nucleic acid binding proteins. This is considered to have an important meaning in understanding life activities. Nucleic acid-binding proteins have attracted attention as targets for development of pharmaceuticals, functional foods, etc. due to the importance of their functions.
  • a gel shift method or a footprint method is used to detect a nucleic acid binding protein, but these methods involve electrophoresis, and thus have a problem that time and operation are complicated.
  • Non-patent Document 2 Nucleic acid binding protein detection method using exonuclease III (Non-patent Document 2) is difficult to detect weak binding nucleic acid binding protein, and when used for drug screening of pharmaceuticals etc., exonuclease III activity of the drug In addition, there is a problem that it is not possible to screen for drugs that affect the activity of proteins related to exonuclease III.
  • Nucleic acid-binding protein detection method using fluorescence correlation spectroscopy is a combination of nucleic acid alone and nucleic acid binding protein bound to nucleic acid. This is to detect a difference in body size, and there is a problem that a sufficient signal / noise ratio cannot be obtained with a small nucleic acid binding protein. Furthermore, this method has a problem in versatility because special equipment is required.
  • nucleic acid duplexes composed of completely complementary double-stranded nucleic acids is very stable, and such nucleic acid duplexes interact with each other and the structure does not change.
  • nucleic acid duplexes having a single-stranded portion at each end bind to other nucleic acid duplexes via the single-stranded portion, resulting in a structural change.
  • the present inventors have found that such a structural change between nucleic acid duplexes is inhibited by binding of a nucleic acid binding protein. The present invention is based on this finding.
  • An object of the present invention is to provide a method for detecting the binding between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein, and a screening method for a binding inhibitor or promoter of the nucleic acid binding protein.
  • a method for detecting the binding between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein comprising measuring the degree of structural change of a nucleic acid complex having at least two nucleic acid duplex portions (
  • the “detection method according to the present invention” is provided.
  • screening method for a binding inhibitor or promoter of a nucleic acid binding protein (hereinafter referred to as “screening method according to the present invention”) in which the detection method of the present invention is performed in the presence and absence of a test substance. ) Is provided.
  • kit comprising a nucleic acid duplex A and a nucleic acid duplex B that can bind at a terminal sequence, or an integral nucleic acid complex E or an integral nucleic acid complex F.
  • kit (hereinafter referred to as “kit according to the present invention”) is provided.
  • the present invention does not require electrophoresis, can perform a homogeneous assay with a general-purpose instrument, does not require an enzyme such as exonuclease III, and does not require an unnatural structure such as fluorescence introduction or nick at the protein binding site. It is advantageous in some respects.
  • the present invention is also advantageous in that it can be widely applied to DNA binding proteins in general, including DNA binding proteins having DNA binding motifs such as loops, leucine zippers and Zn fingers.
  • the present invention is further advantageous in that it can also screen for inhibitors or promoters that target nucleic acid binding proteins that are difficult to evaluate by reporter assays (eg, structural proteins such as telomere binding proteins).
  • reporter assays eg, structural proteins such as telomere binding proteins
  • FIG. 1A is a diagram specifically showing one embodiment of the structures of nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2.
  • FIG. 1B is a diagram specifically showing one embodiment (integrated nucleic acid complex E) of the structures of nucleic acid G1, nucleic acid G2, nucleic acid H1, and nucleic acid H2.
  • FIG. 1C is a diagram specifically showing one embodiment (integrated nucleic acid complex F) of the structures of nucleic acid G1, nucleic acid G2, nucleic acid H1, and nucleic acid H2.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the concentration of recombinant human NF ⁇ Bp50 and the fluorescence value.
  • FIG. 3 is a diagram showing fluorescence values when the binding of recombinant human NF ⁇ Bp50 is inhibited using decoy oligos.
  • FIG. 4 is a graph showing fluorescence values when recombinant human AP1 (c-jun) protein is bound.
  • FIG. 5 is a diagram showing fluorescence values when recombinant human SP1 protein is bound.
  • FIG. 6 shows the results of detecting the binding of recombinant human TRF2 protein (N-terminal deletion) to nucleic acids.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between mismatch introduction and detection sensitivity. The numerical value on the bar indicates the relative fluorescence value when the fluorescence value when no protein is added is 100 in each nucleic acid set.
  • FIG. 4 is a graph showing fluorescence values when recombinant human AP1 (c-jun) protein is bound.
  • FIG. 5 is a diagram showing fluorescence values when recombinant human SP1 protein is bound.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between mismatch introduction and detection sensitivity. The numerical value on the bar indicates the relative fluorescence value when the fluorescence value when no protein is added is 100 in each nucleic acid set.
  • FIG. 9 is a graph showing the fluorescence intensity of NF- ⁇ B DNA and SP1 DNA as a relative fluorescence value with respect to the fluorescence value when no aurothioglucose is added.
  • FIG. 10 is a diagram showing NF- ⁇ B (p50) detection using an integrated complex. The fluorescence intensities of NF- ⁇ B DNA and SP1 DNA are shown as relative fluorescence values relative to the absence of protein.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of detecting the binding of NF- ⁇ B and SP1 in the multiplex system.
  • FIG. 12 is a diagram specifically showing one aspect of detection using an integrated nucleic acid complex. Stars indicate fluorescent labels, black circles indicate quenching labels, white circles and white squares indicate mutations, and gray solid lines indicate nucleic acid protein binding sequences.
  • FIG. 13 is a diagram specifically showing one mode of introducing a mutation for preventing a protein from binding to a protein binding sequence.
  • FIG. 14 is a diagram specifically showing one aspect of introducing a mutation for preventing a protein from binding to a protein binding sequence.
  • nucleic acid includes not only DNA and RNA, but also modified nucleic acid and nucleic acid analogs (for example, peptide nucleic acid (PNA) and LNA (Locked nucleic acid)). is there.
  • PNA peptide nucleic acid
  • LNA Locked nucleic acid
  • nucleic acid double strand means that two nucleic acid molecules are bound as complementary strands of each other.
  • nucleic acid single strand means a nucleic acid molecule that is not bound as a complementary strand of another nucleic acid molecule. For example, a part of the nucleic acid molecule hybridizes within the nucleic acid molecule, and a double strand A nucleic acid molecule having a portion is also included in the “nucleic acid single strand”. Moreover, the nucleic acid single strand may be connected in series with another nucleic acid single strand directly or through another sequence (for example, linker sequence).
  • “complementary” means that a hydrogen bond is formed between bases constituting each sequence. Specifically, thymine is paired with adenine, and thymine is bonded with thymine. It means that adenine is paired, cytosine is paired with guanine, and guanine is paired with cytosine.
  • “complementarity” means the ratio of complementary base pairs between sequences to be compared. All the values of “complementarity” shown in the present specification are obtained by using a homology search program known to those skilled in the art as homology between one nucleotide sequence and the complementary strand of the other nucleotide sequence. Any numerical value may be used. For example, it can be easily calculated by using a default (initial setting) parameter in FASTA, BLAST, or the like.
  • hybridize means to hybridize to a target nucleic acid under stringent conditions and not to hybridize with other than the target nucleic acid.
  • the nucleic acid that can hybridize with the base sequence of the target nucleic acid under stringent conditions is complementary to the base sequence of the target nucleic acid by 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more.
  • a nucleic acid consisting of a base sequence having a property is complementary to the base sequence of the target nucleic acid by 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more.
  • Stringent conditions can be appropriately determined by those skilled in the art (Molecular Cloning, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory (1989)), for example, conditions of salt concentration of 0.1 mM to 3 M, temperature of 10 to 80 ° C., Preferably, the conditions are a salt concentration of 1 mM to 1 M and a temperature of 20 to 70 ° C.
  • the number of “consecutive” nucleotides is not particularly limited as long as each nucleotide sequence and the corresponding nucleotide sequence can be combined (preferably hybridized). Is preferably 15% or more, more preferably 20% or more, still more preferably 25% or more, and particularly preferably 30% or more.
  • Tm value refers to two single-stranded nucleic acids to be compared under the reaction conditions in which the method of the present invention is carried out (for example, defined by nucleic acid concentration, salt concentration, pH, etc.) 50% means the temperature at which duplexes are formed.
  • the Tm value can be calculated using, for example, a change in the amount of UV absorption accompanying a change in temperature, a double-stranded DNA detection reagent such as SYBR Green I, a change in the fluorescence value of fluorescence energy transfer, etc. Can be calculated using a known algorithm (for example, Markham NR and Zuker M (2005) Nucleic Acids Research 33 W577-W581).
  • mismatch means a base pair other than an adenine / thymine base pair and a guanine / cytosine base pair, or a state without a corresponding base (bulge).
  • Nucleic acid complex According to the present invention, there is provided a method for detecting the binding between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein, comprising measuring the degree of structural change of a nucleic acid complex having at least two nucleic acid duplex parts. A method is provided.
  • nucleotide exchange between nucleic acid duplexes means that the complementary strand of a nucleotide strand that forms a nucleic acid duplex is replaced with a nucleotide strand that forms another nucleic acid duplex.
  • Nucleotide strand exchange between nucleic acid duplexes may be irreversible or reversible and is based on the structure of the nucleic acid complex used.
  • the nucleic acid complex having at least two nucleic acid double-stranded parts includes a complex formed by binding two nucleic acid duplexes to each other at their terminal sequences (nucleic acid double-stranded complex; first embodiment) and two nucleic acid complexes. And a complex composed of two nucleic acid double-stranded parts reversibly exchanged (integrated nucleic acid complex; second embodiment).
  • the nucleic acid complex of the first aspect and the nucleic acid complex of the second aspect are described below.
  • Nucleic acid complex of the first aspect a complex formed by binding two nucleic acid duplexes (nucleic acid duplex A, nucleic acid duplex B) to each other at their terminal sequences
  • a method comprising measuring the degree of structural change of a body (nucleic acid double-stranded complex).
  • the nucleic acid double strand A is a nucleic acid double strand composed of a nucleic acid A1 which is a nucleic acid single strand and a nucleic acid A2 which is a nucleic acid single strand, and which can bind to a nucleic acid double strand B in a terminal sequence.
  • the nucleic acid double strand B is a nucleic acid double strand which is composed of a nucleic acid B1 which is a nucleic acid single strand and a nucleic acid B2 which is a nucleic acid single strand and which can bind to the nucleic acid double strand A in the terminal sequence.
  • nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 can be designed as follows.
  • Nucleic acid A1 A nucleic acid single strand having a first nucleotide sequence and a second nucleotide sequence (terminal sequence).
  • Nucleic acid A2 a nucleic acid single strand having a sequence corresponding to the first nucleotide sequence and a third nucleotide sequence (terminal sequence).
  • Nucleic acid B1 A nucleic acid single strand having a sequence corresponding to the second nucleotide sequence (terminal sequence) and a fourth nucleotide sequence.
  • Nucleic acid B2 A nucleic acid single strand having a sequence corresponding to the third nucleotide sequence (terminal sequence) and a sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence.
  • the nucleic acid A2 after designing the nucleic acid A1 based on the target nucleic acid binding protein, the nucleic acid A2, the nucleic acid B1, and the nucleic acid B2 can be designed sequentially based on the nucleic acid A1.
  • nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 can be designed such that nucleotide chain exchange between nucleic acid duplexes in a nucleic acid duplex complex is performed irreversibly.
  • nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 is shown in FIG. 1A.
  • the first to fourth nucleotide sequences (polynucleotides) and their corresponding sequences (polynucleotides) are not particularly limited as long as they can form nucleic acid double strand A and nucleic acid double strand B, respectively. Can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in the nucleic acid A2 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to a sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in the nucleic acid B2 can be selected.
  • the first nucleotide sequence is selected to have 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the first nucleotide sequence. can do.
  • the fourth nucleotide sequence is selected to have 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, most preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. can do.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the first nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20, in particular a contiguous sequence complementary to the sequence corresponding to the first nucleotide sequence, in particular Preferably, it can be selected to comprise at least 25 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20 consecutive complementary sequences of the first nucleotide sequence. Particularly preferably, it can be selected to comprise at least 25 nucleotides.
  • the fourth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20, in particular a contiguous sequence complementary to the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. Preferably, it can be selected to comprise at least 25 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably at least 20 consecutive complementary sequences of the fourth nucleotide sequence. Particularly preferably, it can be selected to comprise at least 25 nucleotides.
  • the Tm value between the first nucleotide sequence and the sequence corresponding to the first nucleotide sequence is 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably, from the reaction temperature. It can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the fourth nucleotide sequence has a Tm value with the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. from the reaction temperature. It can be selected to be higher.
  • the first to fourth nucleotide sequences and their corresponding sequences are not particularly limited as long as the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B can form a nucleic acid duplex complex, and any sequence is possible. Can be selected.
  • the second nucleotide sequence in nucleic acid duplex A binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in nucleic acid duplex B, but the second nucleotide sequence in nucleic acid duplex A Select a sequence that does not bind (preferably hybridize) to the three nucleotide sequences, the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in nucleic acid duplex B, or the second nucleotide sequence in other nucleic acid duplex A can do.
  • the third nucleotide sequence in the nucleic acid duplex A binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in the nucleic acid duplex B.
  • Select a sequence that does not bind (preferably hybridize) to the second nucleotide sequence, the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in nucleic acid duplex B, or the third nucleotide sequence in other nucleic acid duplex A can do.
  • the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence in the nucleic acid duplex A, and the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in the nucleic acid duplex B and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, respectively, Sequences that do not bind (preferably hybridize) within the nucleic acid molecule can be selected.
  • the second nucleotide sequence is selected to have 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. can do.
  • the second nucleotide sequence can be selected to have less than 50%, more preferably less than 30% complementarity with the third nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, respectively.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence is selected so as to have a complementarity of less than 50%, more preferably less than 30%, respectively with the third nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence. can do.
  • the third nucleotide sequence is selected to have 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, most preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the third nucleotide sequence. can do.
  • the third nucleotide sequence can be selected to have less than 50%, more preferably less than 30% complementarity with the second nucleotide sequence and the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, respectively.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is selected so as to have a complementarity of less than 50%, more preferably less than 30%, respectively, with the second nucleotide sequence or the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. can do.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the second nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, even more preferably at least 20 nucleotides contiguous to the sequence complementary to the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20 contiguous sequences complementary to the second nucleotide sequence.
  • the second nucleotide sequence may comprise consecutive nucleotides of the third nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, and also corresponds to the second nucleotide sequence.
  • the sequence may comprise a contiguous nucleotide of a third nucleotide sequence and / or a sequence complementary to the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, the number of nucleotides being at most 4, preferably 3 Or less.
  • the third nucleotide sequence may also comprise consecutive nucleotides of the second nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, and also corresponds to the third nucleotide sequence.
  • the sequence may comprise a contiguous nucleotide of the second nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, but the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 Or less.
  • the third nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, even more preferably at least 20 nucleotides contiguous to the sequence complementary to the sequence corresponding to the third nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20 contiguous sequences complementary to the third nucleotide sequence.
  • the third nucleotide sequence may comprise consecutive nucleotides of the second nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, and also corresponds to the third nucleotide sequence.
  • the sequence may comprise a contiguous nucleotide of the second nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, but the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 Or less.
  • the second nucleotide sequence may also include consecutive nucleotides of the third nucleotide sequence and / or the complementary sequence of the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, and also corresponds to the second nucleotide sequence.
  • the sequence may comprise a contiguous nucleotide of a third nucleotide sequence and / or a sequence complementary to the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, the number of nucleotides being at most 4, preferably 3 Or less.
  • the Tm value between the second nucleotide sequence and the sequence corresponding to the second nucleotide sequence is 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably, from the reaction temperature. It can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the Tm value between the third nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more from the reaction temperature, respectively. Preferably, it can be selected to be 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or lower.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence is such that the Tm value between the third nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is 5 ° C. or more from the reaction temperature, preferably 10 It can be selected so as to be lower than or equal to ° C, more preferably lower than or equal to 15 ° C, and still more preferably lower than or equal to 20 ° C.
  • the third nucleotide sequence has a Tm value with the sequence corresponding to the third nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. from the reaction temperature. It can be selected to be higher.
  • the third nucleotide sequence has a Tm value of 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably from the reaction temperature, respectively, with the second nucleotide sequence or the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. , 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence has a Tm value of 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more from the reaction temperature, respectively, with the second nucleotide sequence or the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. More preferably, the temperature can be selected to be 15 ° C. or higher, and more preferably 20 ° C. or lower.
  • the first to fourth nucleotide sequences and their corresponding sequences are particularly limited as long as structural changes that form nucleic acid duplex C and nucleic acid duplex D occur from nucleic acid duplex A and nucleic acid duplex B. Instead, any sequence can be selected. For example, as the first nucleotide sequence in the nucleic acid A1, a sequence that binds (preferably hybridizes) to the fourth nucleotide sequence in the nucleic acid B1 can be selected. Further, as the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in the nucleic acid A2, a sequence that binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in the nucleic acid B2 can be selected.
  • the first nucleotide sequence can be selected to have 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more complementarity with the fourth nucleotide sequence. .
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence has a complementarity of 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, most preferably 95% or more with the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. You can choose to have.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the first nucleotide sequence comprises at least 10, preferably at least 15, more preferably at least 20, even more preferably at least 25 nucleotides in a contiguous sequence of the fourth nucleotide sequence. Can be selected. Also, the fourth nucleotide sequence comprises at least 10, preferably at least 15, more preferably at least 20, even more preferably at least 25 nucleotides of the complementary sequence of the first nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence is at least 10, preferably at least 15, more preferably at least 20, more preferably at least 20 contiguous sequences complementary to the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. It can be selected to comprise 25 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence is at least 10, preferably at least 15, more preferably at least 20, and more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the first nucleotide sequence. , Can be selected to comprise at least 25 nucleotides.
  • the first nucleotide sequence has a Tm value between the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher. You can choose to be.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence has a Tm value of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably higher than the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence may be both at one end of the nucleic acid double strand A or at both ends.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence may be both at one end of the nucleic acid duplex B, respectively, There may be.
  • the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence are both at one end of nucleic acid duplex A, and as the terminal sequence of nucleic acid duplex B, the second sequence This is the case where the sequence corresponding to the nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence are both present at one end of the nucleic acid duplex B.
  • the length of the base pair of the double-stranded part in nucleic acid double-stranded chain A is determined by nucleic acid double-stranded C and nucleic acid double-stranded It is not particularly limited as long as the structural change that forms D is not inhibited, and can be, for example, 5 base pairs to 1000 base pairs, preferably 10 base pairs to 100 base pairs, more preferably 15 base pairs. ⁇ 50 base pairs.
  • the lengths of the base pairs of the double-stranded part (pairing part of the fourth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence) in the nucleic acid double-stranded B are the nucleic acid double-stranded C and nucleic acid double-stranded. It is not particularly limited as long as the structural change that forms D is not inhibited, and can be, for example, 5 base pairs to 1000 base pairs, preferably 10 base pairs to 100 base pairs, more preferably 15 base pairs. ⁇ 50 base pairs.
  • the length of the base of the single-stranded part (second nucleotide sequence and third nucleotide sequence) in nucleic acid duplex A is not particularly limited as long as it can form the nucleic acid double-stranded complex of the present invention, For example, it can be 3 bases to 1000 bases, preferably 5 bases to 100 bases, more preferably 10 bases to 30 bases.
  • the length of the base of the single-stranded portion (the sequence corresponding to the second nucleotide sequence and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence) in the nucleic acid duplex B is such that the nucleic acid double-stranded complex of the present invention is used.
  • the base is not particularly limited, and can be, for example, 3 bases to 1000 bases, preferably 5 bases to 100 bases, more preferably 10 bases to 30 bases.
  • At least one of the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B has a binding site for a nucleic acid binding protein.
  • the binding site of the nucleic acid binding protein is at least one selected from the double-stranded part of the nucleic acid duplex A and / or the nucleic acid duplex B, the single-stranded part, and the branched part of the nucleic acid double-stranded complex.
  • the recognition sequence and its peripheral sequence are included.
  • the binding mode is particularly limited as long as the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B bind to each other at their respective terminal sequences and structural changes such as nucleotide chain exchange occur. Although it is not a thing, Preferably, it can couple
  • the 3 ′ end sequence (second nucleotide sequence) of the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex 5 'terminal sequence of the strand B (sequence corresponding to the second nucleotide sequence) binds and / or 5' terminal sequence of the nucleic acid duplex A (third nucleotide sequence) and the nucleic acid duplex B It is preferable to prepare the nucleic acid double strand A and the nucleic acid double strand B so that the 3 ′ terminal sequence (sequence corresponding to the third nucleotide sequence) is bound.
  • the 3 ′ end sequence of nucleic acid duplex A and the 5 ′ end sequence of nucleic acid duplex B are hybridized and / or the 5 ′ end sequence of nucleic acid duplex A and nucleic acid duplex
  • the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B are designed so as to hybridize with the 3 ′ terminal sequence of the strand B.
  • nucleic acid double strand A and the nucleic acid double strand 2 are prevented so that the nucleic acid double strand C and the nucleic acid double strand D do not bind to each other. It is preferable to prepare the main chain B.
  • the nucleic acid duplex is so formed that the single-stranded sequence formed by combining nucleic acid A1 and nucleic acid B1 and the single-stranded sequence formed by combining nucleic acid A2 and nucleic acid B2 do not hybridize.
  • a strand A and a nucleic acid duplex B are designed.
  • the complementarity between the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence is 70% or more, and / or the sequence corresponding to the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence And / or a complementarity between the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence, and a sequence corresponding to the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence.
  • the first nucleotide sequence also comprises at least 10 consecutive nucleotides of the complementary sequence of the fourth nucleotide sequence, or the fourth nucleotide sequence comprises Comprising at least 10 contiguous nucleotides of the complementary sequence of one nucleotide sequence and / or the sequence corresponding to the first nucleotide sequence is contiguous with the complementary sequence of the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence Comprising at least 10 nucleotides, or the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence comprises at least 10 consecutive nucleotides of the complementary sequence of the sequence corresponding to the first nucleotide sequence, and
  • the second nucleotide sequence is contiguous with the complementary sequence of the third nucleotide sequence If it contains a nucleotide, the number of nucleotides is a maximum of 4, and if the second nucleotide sequence contains consecutive nucleotides of the complementary sequence of the sequence of the sequence
  • the number of nucleotides is 4 at the maximum. If the nucleotide sequence contains consecutive nucleotides of the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, the number of nucleotides is at most 4 and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is the second nucleotide In the case of containing a contiguous nucleotide of a complementary sequence of the sequence, the number of nucleotides is a maximum of 4, and the sequence corresponding to the third nucleotide sequence is contiguous with the complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. When nucleotides are included, the detection method according to the present invention is provided in which the number of nucleotides is 4 at the maximum.
  • the Tm value between the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence and / or the sequence corresponding to the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence are further corresponded. And / or a Tm value between the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence, and / or a Tm value between the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence.
  • the Tm value between the sequence corresponding to the sequence, the Tm value between the sequence corresponding to the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence, the sequence corresponding to the second nucleotide sequence and the third nucleotide sequence A detection method according to the present invention is provided in which the Tm values between corresponding sequences are each 5 ° C. or more lower than the reaction temperature.
  • a complex (an integrated nucleic acid complex E, one comprising two nucleic acid double-stranded portions reversibly strand-exchanged).
  • a method comprising measuring the degree of structural change of the somatic nucleic acid complex F).
  • the integrated nucleic acid complex E includes a nucleic acid complex G having a nucleic acid double-stranded part and a nucleic acid complex H having a nucleic acid double-stranded part.
  • the nucleic acid complex G is a nucleic acid complex that includes the nucleic acid G1 that is a nucleic acid single-strand-containing body and the nucleic acid G2 that is a nucleic acid single-strand-containing body, and can bind to the nucleic acid complex H at the terminal sequence. is there.
  • the nucleic acid complex H is a nucleic acid complex that includes the nucleic acid H1 that is a nucleic acid single-strand-containing body and the nucleic acid H2 that is a nucleic acid single-strand-containing body, and can bind to the nucleic acid complex G in the terminal sequence. is there.
  • the integrated nucleic acid complex F comprises a nucleic acid complex I having a nucleic acid double-stranded part and a nucleic acid complex J having a nucleic acid double-stranded part.
  • the nucleic acid complex I is a nucleic acid complex that includes the nucleic acid G1 that is a nucleic acid single-strand-containing body and the nucleic acid H1 that is a nucleic acid single-strand-containing body, and can bind to the nucleic acid complex J at the terminal sequence is there.
  • the nucleic acid complex J is a nucleic acid complex that includes the nucleic acid G2 that is a nucleic acid single-strand-containing body and the nucleic acid H2 that is a nucleic acid single-strand-containing body, and can bind to the nucleic acid complex I in the terminal sequence. is there.
  • the integrated nucleic acid complex E is newly converted into an integrated nucleic acid complex F including the nucleic acid complex I and the nucleic acid complex J by a strand exchange reaction between the nucleic acid complex G and the nucleic acid complex H. Converted.
  • the integrated nucleic acid complex F is also newly added to the integrated nucleic acid complex including the nucleic acid complex G and the nucleic acid complex H by the strand exchange reaction between the nucleic acid complex I and the nucleic acid complex J. Converted to E.
  • Such a structural change between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F is reversibly repeated.
  • nucleic acid G1 Consists of a terminal part 1, a fifth nucleotide sequence, and a terminal part 3, with terminal part 1 at the 3 ′ end of the fifth nucleotide sequence and terminal part at the 5 ′ end of the fifth nucleotide sequence
  • Nucleic acid single-stranded product comprising 3 linked together.
  • Nucleic acid G2 consisting of a terminal part 2, a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, and a part corresponding to the terminal part 3, the terminal part 2 being at the 5 ′ end of the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, A nucleic acid single-stranded product comprising a portion corresponding to a terminal portion 3 linked to the 3 ′ end of a sequence corresponding to a fifth nucleotide sequence.
  • Nucleic acid H1 It consists of a part corresponding to the terminal part 1, a sixth nucleotide sequence, and a terminal part 4, and the part corresponding to the terminal part 1 at the 5 ′ end of the sixth nucleotide sequence is the sixth nucleotide A nucleic acid single-stranded product comprising a terminal portion 4 linked to the 3 ′ end of a sequence.
  • Nucleic acid H2 consisting of a portion corresponding to the terminal portion 4, a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence, and a portion corresponding to the terminal portion 2, and ends at the 5 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence
  • a nucleic acid single-stranded product comprising a portion corresponding to the portion 4 and a portion corresponding to the terminal portion 2 linked to the 3 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence.
  • the nucleic acid G2 after designing the nucleic acid G1 based on the target nucleic acid binding protein, the nucleic acid G2, the nucleic acid H2, and the nucleic acid H1 can be sequentially designed based on the nucleic acid G1.
  • nucleic acid G1, nucleic acid G2, nucleic acid H1, and nucleic acid H2 are designed so that the integrated nucleic acid complex composed of the nucleic acid G1, the nucleic acid G2, the nucleic acid H1, and the nucleic acid H2 repeats a reversible structural change by a strand exchange reaction. .
  • FIG. 1B one embodiment of the specific structure of the integrated nucleic acid complex E
  • FIG. 1C the integrated nucleic acid complex F
  • FIG. 1B one embodiment of the specific structure of the integrated nucleic acid complex E
  • FIG. 1C the integrated nucleic acid complex F
  • a sequence in which strand exchange is performed (the fifth nucleotide sequence, the fifth nucleotide sequence, It is possible to add terminal portions for stopping and reversing the progress of strand exchange at both ends of each of the sequence corresponding to the five nucleotide sequences, the sixth nucleotide sequence, and the sixth corresponding to the nucleotide sequence) .
  • the “terminal part” is not particularly limited as long as it can stop and reverse the progress of the strand exchange performed between the two double-stranded parts, and may be a polynucleotide or a chain. It may be a linker that joins the ends of two nucleotide chains to be exchanged (for example, an alkyl chain joined to the ends of two nucleotide chains to be exchanged by a phosphodiester bond). Further, it may be a polynucleotide having such a linker introduced at the extreme end.
  • the terminal portion is preferably a polynucleotide.
  • terminal portion is a polynucleotide
  • each of the nucleic acid G1, the nucleic acid G2, the nucleic acid H1, and the nucleic acid G2 can be provided as a single nucleic acid strand.
  • the reversible structural change between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F occurs as follows. First, (1) strand exchange in which a nucleic acid duplex consisting of a fifth nucleotide sequence and a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is formed, and the strand in the 5 ′ ⁇ ⁇ 3 ′ direction in the fifth nucleotide sequence Strand exchange in which the exchange is stopped at the 3 ′ end of the fifth nucleotide sequence and / or a nucleic acid duplex consisting of a sixth nucleotide sequence and a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is formed.
  • a strand exchange in which a nucleic acid duplex consisting of a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is formed, and in the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, 5 ′ ⁇ ⁇ ⁇ 3 'Strand exchange in the direction proceeds.
  • a highly stable base pair group is not formed between the nucleotide sequence of the 5 ′ end of the terminal portion 1 and the nucleotide sequence of the 3 ′ terminal of the terminal portion 2, and the 3 ′ terminal of the portion corresponding to the terminal portion 1
  • the highly stable base pair group formed between the sequence and the 5 ′ terminal nucleotide sequence of the part corresponding to the terminal part 2 is composed of the 5 ′ terminal nucleotide sequence of terminal part 1 and the 3 ′ terminal of terminal part 2 Group of base pairs with low stability between the nucleotide sequence of and the stability between the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the portion corresponding to terminal portion 1 and the nucleotide sequence at the 5 ′ end of the portion corresponding to terminal portion 2 It can be designed to be thermodynamically more stable than a base pair group with low potency.
  • Strand exchange stopped at the 5 ′ end of the sequence and / or forming a nucleic acid duplex consisting of a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence comprising: In order that the strand exchange in the 5 ′ ⁇ 3 ′ direction is stopped at the 3 ′ end of the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and the direction of the strand exchange is changed in the sequence corresponding to the nucleotide sequence of A highly stable base pair group is not formed between the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the terminal portion 3 and the nucleotide sequence at the 5 ′ end of the terminal portion 4, and the 5 ′ end of the portion corresponding to the terminal portion 3 A highly stable base pair group is not formed between the nucleotide sequence and the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the portion corresponding to the terminal portion 4; and / or the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the terminal portion 3 and the
  • a highly stable base pair group formed between the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the portion corresponding to terminal portion 4 and the nucleotide sequence at the 3 ′ end of terminal portion 3 and the 5 ′ end of terminal portion 4 Low stability between the nucleotide sequence and the stability between the nucleotide sequence at the 5 ′ end of the portion corresponding to the terminal portion 3 and the nucleotide sequence at the 3 ′ end of the portion corresponding to the terminal portion 4 It can be designed to be thermodynamically more stable than a low base pair group.
  • Thermodynamic stability can be appropriately determined by those skilled in the art from the base pairs used.
  • Low-stability base pair groups include base pairs that cannot be paired because they are thermodynamically unstable at the locations to be paired. means.
  • base pair group H is not particularly limited as long as it is thermodynamically more stable than the “base pair group having low stability” (base pair group L).
  • the base pair group having a higher ratio of GC base pairs and AT base pairs (preferably, the ratio of GC base pairs) than the base pair group L can be obtained.
  • the base pair group L is not particularly limited as long as it is thermodynamically more unstable than the base pair group H.
  • a GG base pair, a GT base pair, a GA base pair, a TT base pair having low stability A base pair group in which the ratio of AA base pairs, TC base pairs, AC base pairs, CC base pairs, bulge bases (bases having no corresponding base), etc. is larger than the base pair group H can be obtained.
  • the base pair group L is not particularly limited as long as it can stop the progress of the strand exchange performed between the two double-stranded portions, and is at least 1, preferably 2 to 3, more preferably 4 A base pair group consisting of at least one base (for example, 4 to 10, 4 to the base length of the terminal portion) can be used. More preferably, the base pair group L is a base pair group comprising at least 2 to 4 consecutive low-stability base pairs.
  • the base pair group H is not particularly limited as long as the strand exchange performed between the two double-stranded portions can be stopped and the traveling direction thereof can be changed.
  • two or more, preferably three or more A base pair group consisting of (for example, 3 to 10, 3 to the terminal base length) can be used.
  • the base pair group H is a base pair group comprising at least 2 to 4 consecutive highly stable base pairs.
  • nucleotide sequences of the terminal portions 1 to 4 and the sequences corresponding thereto are particularly limited as long as reversible structural changes between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F are possible. Any sequence can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 1 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 2 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 3 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 4 can be selected.
  • the nucleotide sequence of terminal portion 1 is complementary to the nucleotide sequence of the portion corresponding to terminal portion 1 by 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. Can be selected.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 2 has a complementarity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more with the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 2 Can be selected.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 3 has a complementarity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more with the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 3 Can be selected.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 4 has a complementarity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more with the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 4 Can be selected.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 1 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least 10 consecutive complementary sequences of the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 1. Of nucleotides can be selected. Further, the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 1 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least the contiguous sequence of the nucleotide sequence of the terminal portion 1. It can be selected to comprise 10 nucleotides.
  • the nucleotide sequence of terminal portion 2 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least 10 consecutive complementary sequences of the nucleotide sequence of the portion corresponding to terminal portion 2. Of nucleotides can be selected. In addition, the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 2 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least the contiguous sequence of the nucleotide sequence of the terminal portion 2. It can be selected to comprise 10 nucleotides.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 3 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, even more preferably at least 10 contiguous sequences of the nucleotide sequence corresponding to the terminal portion 3. Of nucleotides can be selected. In addition, the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 3 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least the contiguous sequence of the nucleotide sequence of the terminal portion 3. It can be selected to comprise 10 nucleotides.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 4 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, even more preferably at least 10 contiguous sequences complementary to the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 4. Of nucleotides can be selected. In addition, the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 4 is at least 3, preferably at least 5, more preferably at least 7, more preferably at least the contiguous sequence of the nucleotide sequence of the terminal portion 4. It can be selected to comprise 10 nucleotides.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 1 has a Tm value between the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 1 of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably from the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 2 has a Tm value between the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 2 of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably from the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the Tm value between the nucleotide sequence of the terminal portion 3 and the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 3 is 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably from the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the nucleotide sequence of the terminal portion 4 has a Tm value between the nucleotide sequence of the portion corresponding to the terminal portion 4 of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably from the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the length of base pairs of the nucleotide sequence of the terminal portion (polynucleotide) 1 to 4 and the nucleotide sequence corresponding thereto prevents reversible structural changes.
  • it can be 3 to 50 bases, preferably 5 to 30 bases, more preferably 10 to 30 bases, and even more preferably 10 to 20 bases. It is.
  • nucleic acid G1 the nucleic acid G2
  • nucleic acid H1 the nucleic acid H2
  • nucleic acid H2 only one of the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F has a binding site for the nucleic acid binding protein. Designed to.
  • the present invention utilizes the fact that structural changes between nucleic acid duplexes are inhibited by the binding of nucleic acid binding proteins, but in an integrated nucleic acid complex, the protein binding sequence changes before and after strand exchange. Absent. For example, when the nucleic acid complex G (nucleic acid G1 / nucleic acid G2) has a protein binding sequence, the nucleic acid complex I (nucleic acid G1 / nucleic acid H1) and the nucleic acid complex J (nucleic acid G2 / nucleic acid H2) also have protein binding sequences. Will exist. In this case, the nucleic acid binding protein is bound to both the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F. In order to detect protein binding using the present invention, the nucleic acid binding protein is designed to bind to only one of the integrated nucleic acid complexes.
  • a nucleic acid binding protein that recognizes and binds to a base sequence is inhibited from binding if there is a mutation in the recognition site. Therefore, according to the present invention, only one of the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F has a nucleic acid protein binding sequence, and the other integrated nucleic acid complex has a nucleic acid protein binding sequence. To avoid this, for example, mutations can be introduced into the protein binding sequence. Such a mutation can be a mutation in which the nucleic acid protein does not bind other than the binding sequence of the target nucleic acid complex.
  • nucleic acid binding protein can bind to the nucleic acid complex G and, in some cases, to the nucleic acid complex H.
  • nucleic acid complex I is mutated to the nucleic acid H1
  • nucleic acid complex J is mutated to the nucleic acid H2. Therefore, the protein cannot bind to the integrated nucleic acid complex F.
  • the mutation corresponds to any nucleic acid single strand and its complementary strand (for example, the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence / the fifth nucleotide sequence, the sixth nucleotide sequence / the sixth nucleotide sequence).
  • Sequence, fifth nucleotide sequence / sixth nucleotide sequence, sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence / sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence for example, the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence / the fifth nucleotide sequence, the sixth nucleotide sequence / the sixth nucleotide sequence.
  • the mutation is preferably introduced into the protein binding sequence, and more preferably, to a base that is deeply involved in binding to the protein in the protein binding sequence.
  • bases that are deeply involved in binding to proteins are known for each nucleic acid protein. Bases that are deeply involved in protein binding can also be determined from the structure of the protein-nucleic acid complex determined by X-ray analysis or the like. Alternatively, it can be inferred from highly conserved bases that can be searched by a database such as TFSEARCH (http://mbs.cbrc.jp/research/db/TFSEARCHJ.html).
  • the position of the mutation can be determined so that the strand exchange is not inhibited and the binding of the nucleic acid binding protein is inhibited. For example, it can be introduced by shifting between complementary strands (that is, a mutation can be introduced only at the base of one strand at each location) or can be introduced at the same location. In addition, when a mutation is introduced at the same position, a mutation that causes a mismatch can be introduced, or a mutation that becomes a match can be introduced. However, in order not to reduce the efficiency of strand exchange, it is preferable that the mutation is introduced in the complementary strand while shifting the mutation site.
  • the type of mutation is not particularly limited as long as it can inhibit the binding of the nucleic acid binding protein, and can be appropriately determined according to the target nucleic acid binding protein and its recognition sequence, but nucleotide substitution, deletion, insertion Etc., and substitution is preferable.
  • the number of mutations is not particularly limited as long as the binding of the nucleic acid binding protein can be inhibited, and can be appropriately determined according to the target nucleic acid binding protein and its recognition sequence. For example, 1 to 10 per strand. The number is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 5.
  • Nucleic acids introduced with mutations can be synthesized according to known methods.
  • the fifth or sixth nucleotide sequence and the sequence corresponding thereto are not particularly limited as long as a reversible structural change between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F is possible.
  • a sequence can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence in the nucleic acid G2 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably, hybridizes) to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence in the nucleic acid H2 can be selected.
  • the fifth nucleotide sequence is selected to have 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence. can do.
  • the sixth nucleotide sequence is selected to have 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, most preferably 95% or more complementarity with the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence. can do.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the fifth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, even more preferably at least 20 nucleotides contiguous to the sequence complementary to the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20 contiguous sequences complementary to the fifth nucleotide sequence. Of nucleotides can be selected.
  • the sixth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, even more preferably at least 20 nucleotides contiguous to the sequence complementary to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 20 contiguous sequences complementary to the sixth nucleotide sequence. Of nucleotides can be selected.
  • the fifth nucleotide sequence has a Tm value between the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably from the reaction temperature. It can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the sixth nucleotide sequence has a Tm value with the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. from the reaction temperature. It can be selected to be higher.
  • a sequence that binds (preferably, hybridizes) with the sixth nucleotide sequence in the nucleic acid H1 can be selected.
  • a sequence that binds (preferably hybridizes) to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence in the nucleic acid G2 can be selected.
  • the fifth nucleotide sequence can be selected to have 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more complementarity with the sixth nucleotide sequence. .
  • sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is complementary to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence by 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. You can choose to have.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence. As will be described later, mismatch may be introduced for the purpose of improving detection sensitivity.
  • the fifth nucleotide sequence comprises at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15 and even more preferably at least 20 nucleotides contiguous to the complementary sequence of the sixth nucleotide sequence. Can be selected. Also, the sixth nucleotide sequence comprises at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and even more preferably at least 20 nucleotides of the complementary sequence of the fifth nucleotide sequence. Can be selected.
  • the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 15 contiguous sequences complementary to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence. It can be selected to comprise 20 nucleotides. Further, the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence. Can be selected to comprise at least 20 nucleotides.
  • the fifth nucleotide sequence has a Tm value between the sixth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher. You can choose to be.
  • the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence has a Tm value of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably higher than the reaction temperature. Can be selected to be 20 ° C. or higher.
  • the base pairs of the fifth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence and the sixth nucleotide sequence are not particularly limited as long as reversible structural changes are not inhibited, and can be, for example, 5 to 100 base pairs, preferably 8 to 50 base pairs, more preferably 10 base pairs to 30 base pairs.
  • At least one type of protein binding site is present in the double-stranded part of the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex, or in the branched part of the integrated nucleic acid complex.
  • a double-stranded portion more preferably a double-stranded portion of a fifth nucleotide sequence and a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, and / or a sixth nucleotide sequence and a sixth nucleotide sequence.
  • the recognition sequence and its peripheral sequence are included.
  • the integrated nucleic acid complex is not particularly limited, but preferably Can be bound by hybridization.
  • the integrated nucleic acid complex may be an intramolecular higher-order structure of one nucleic acid, or a multimer composed of two or more nucleic acids.
  • the 5 ′ end of the nucleic acid G1 and the 3 ′ end of the nucleic acid G2 may be linked by a phosphodiester bond, and the nucleic acid G1 and the nucleic acid G2 may be single-stranded.
  • the 3 ′ end of the nucleic acid G1 and the 5 ′ end of the nucleic acid H1 may be linked by a phosphodiester bond, and the nucleic acid G1 and the nucleic acid H1 may be single-stranded.
  • the 3 ′ end of the nucleic acid H1 and the 5 ′ end of the nucleic acid H2 may be linked by a phosphodiester bond, and the nucleic acid H1 and the nucleic acid H2 may be single-stranded.
  • the 3 ′ end of the nucleic acid H2 and the 5 ′ end of the nucleic acid G2 may be linked by a phosphodiester bond, and the nucleic acid G2 and the nucleic acid H2 may be single-stranded.
  • the integrated nucleic acid complex can have the following structure.
  • an integrated nucleic acid complex comprising:
  • the nucleic acid G1 comprises a terminal part 1, a fifth nucleotide sequence, and a terminal part 3.
  • the terminal part 1 is at the 3 ′ end of the fifth nucleotide sequence and the terminal part is at the 5 ′ end of the fifth nucleotide sequence.
  • 3 is a nucleic acid single strand formed by linking,
  • the nucleic acid G2 consists of a terminal portion 2, a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, and a portion corresponding to the terminal portion 3, and the terminal portion 2 is at the 5 ′ end of the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence.
  • the nucleic acid H1 comprises a part corresponding to the terminal part 1, a sixth nucleotide sequence, and a terminal part 4, and the part corresponding to the terminal part 1 at the 5 ′ end of the sixth nucleotide sequence is the sixth nucleotide.
  • the nucleic acid H2 is composed of a portion corresponding to the terminal portion 4, a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence, and a portion corresponding to the terminal portion 2, and ends at the 5 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence.
  • the portion corresponding to the portion 4 is a single-stranded nucleic acid in which the portion corresponding to the terminal portion 2 is linked to the 3 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence;
  • the terminal portions 1 to 4 and the corresponding portions are polynucleotides,
  • a low-stability base pair group (for example, 2 to 10 base pairs) is formed between the nucleotide sequence at the 5 ′ end of terminal portion 1 and the nucleotide sequence at the 3 ′ end of terminal portion 2, and
  • a less stable base pair group eg, 2-10 base pairs
  • a highly stable base pair group is formed between the nucleotide sequence at the 5 ′ end of the terminal portion 1 and the nucleotide sequence at the 3 ′ terminal of the portion corresponding to the terminal portion 1, and
  • a detection method according to the present invention comprising measuring the degree of structural change of an integrated nucleic acid complex.
  • the detection method according to the present invention wherein the degree of structural change is measured using fluorescence resonance energy transfer.
  • nucleic acid binding protein is not particularly limited as long as it is a protein that binds to a nucleic acid.
  • a transcription factor for example, a transcription factor, a structural protein, a repair enzyme, a branched binding protein, a recombinant enzyme, a polymerase, an RNA binding Examples include proteins, single-stranded DNA binding proteins, DNA or RNA cleaving enzymes, and the like.
  • transcription factors examples include TFIIID, NF ⁇ B, p53 and AP1.
  • telomere DNA binding proteins eg, human TRF1, TRF2, POT1, etc.
  • the repair enzyme is a mismatch binding protein, and examples thereof include Escherichia coli MutS, human MSH2, and MSH6.
  • branched binding proteins examples include E. coli RuvA.
  • Examples of enzymes involved in recombination include E. coli RecA, yeast Rad51, and the like.
  • Examples of the polymerase include RNA polymerase and DNA polymerase.
  • RNA binding protein examples include U1 snRNP, U2 snRNP, U6 snRNP contained in the spliceosome complex, poly A binding protein, RNA modifying enzyme, RISC complex, and the like.
  • the single-stranded DNA binding protein examples include E. coli SSB and human RPA.
  • the single-stranded DNA binding protein binds to, for example, a single-stranded portion of at least one of nucleic acid double-stranded A and nucleic acid double-stranded B, and inhibits formation of a nucleic acid double-stranded complex.
  • DNA or RNA cleaving enzyme examples include restriction enzymes (for example, EcoRI, HindIII and the like), nicking enzymes, Dicer and the like. Single-strand or double-strand breaks inhibit the formation of nucleic acid double-stranded complexes or subsequent structural changes.
  • nucleic acid binding protein As the nucleic acid binding protein, a purified protein or a cell extract may be used.
  • nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B having a single-stranded portion at the ends thereof are combined with each other to form a nucleic acid double-stranded complex, followed by structural changes.
  • new nucleic acid duplex C and nucleic acid duplex D are formed.
  • the newly formed nucleic acid double strand C and nucleic acid double strand D do not bind to each other at their terminal sequences to form a complex.
  • a nucleic acid binding protein binds to nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B, formation of such a nucleic acid duplex complex and subsequent formation of a new nucleic acid duplex is inhibited.
  • the binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein is indicated by the degree of structural change of the nucleic acid double-stranded complex, and specifically, the amount of nucleic acid double-stranded and / or nucleic acid double-stranded complex is indicated as an indicator. Can be detected.
  • Binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein can be detected by performing the following steps: (I) contacting the nucleic acid binding protein, the nucleic acid duplex A, and the nucleic acid duplex B; and (ii) measuring the degree of structural change of the nucleic acid duplex complex.
  • nucleic acid duplex C composed of nucleic acid A1 and nucleic acid B1 and / or a nucleic acid duplex composed of nucleic acid A2 and nucleic acid B2 (nucleic acid duplex)
  • amount of D the degree of structural change of the nucleic acid double-stranded complex can be measured.
  • a step of comparing the measured amount with the amount of nucleic acid duplex C and / or nucleic acid duplex D in the absence of the nucleic acid binding protein may be further included.
  • the nucleic acid binding protein is Can be determined to be combined.
  • the degree of structural change of the nucleic acid duplex complex can also be measured by measuring the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B.
  • a step of comparing the measured amount with the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B in the absence of the nucleic acid binding protein may be further included.
  • the nucleic acid binding protein binds to the nucleic acid when the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B in the presence of the nucleic acid binding protein exceeds the amount in the absence of the nucleic acid binding protein. Then it can be determined.
  • the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B includes the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B in the nucleic acid duplex complex.
  • the “contacting step” may be performed by mixing the nucleic acid double strand A, the nucleic acid binding protein and the nucleic acid double strand B all together, or the nucleic acid double strand A.
  • the nucleic acid double strand B may be added after mixing the nucleic acid binding protein with the nucleic acid.
  • the structural change is caused by an excess amount of either one of the nucleic acid duplex A and the nucleic acid duplex B relative to the other nucleic acid duplex.
  • the efficiency can be increased. Also, by selecting an appropriate sequence that does not inhibit the occurrence of structural changes, structural changes with sufficient efficiency can be made even with equal amounts.
  • integrated nucleic acid complex E the nucleic acid complex G and the nucleic acid complex H are bonded to each other to form a nucleic acid complex.
  • the integrated nucleic acid complex F is a nucleic acid complex formed by binding a nucleic acid complex I and a nucleic acid complex J to each other.
  • the integrated nucleic acid complex E is newly converted into an integrated nucleic acid complex F composed of the nucleic acid complex I and the nucleic acid complex J by a strand exchange reaction between the nucleic acid complex G and the nucleic acid complex H.
  • the integrated nucleic acid complex F is newly converted into an integrated nucleic acid complex E composed of the nucleic acid complex G and the nucleic acid complex H by a strand exchange reaction between the nucleic acid complex I and the nucleic acid complex J. Converted. Such a structural change between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F is reversibly repeated.
  • the nucleic acid binding protein binds to any one of the nucleic acid complex G, the nucleic acid complex H, the nucleic acid complex I, or the nucleic acid complex J, such a reversible structural change is inhibited, and the integrated nucleic acid complex It is stabilized with the structure of either E or the integrated nucleic acid complex F.
  • labels such that the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F have different values for example, nucleic acid G1 and nucleic acid G2, nucleic acid G1 and nucleic acid H1, nucleic acid G1 and nucleic acid H2, nucleic acid G2 and nucleic acid
  • H1, nucleic acid G2 and nucleic acid H2, or nucleic acid H1 and nucleic acid H2, respectively are labeled with a fluorescent label and a quenching label, for example, the label value becomes stable (ie, the label value Rise or fall).
  • the binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein is performed using the degree of structural change of the integrated nucleic acid complex as an index, specifically, the amount of the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F as an index. Can be detected.
  • One mode of detection of the second mode is shown in FIG.
  • Binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein can be detected by performing the following steps: (Iii) contacting the nucleic acid binding protein with the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F; and (iv) measuring the degree of structural change of the integrated nucleic acid complex.
  • step (iv) the degree of structural change of the nucleic acid complex can be measured by measuring the amount of the target integrated nucleic acid complex.
  • the amount of the nucleic acid binding protein bound to the nucleic acid can be determined from the amount of the integrated nucleic acid complex E.
  • the nucleic acid binding protein is designed to bind to the nucleic acid complex I or the nucleic acid complex J
  • the amount of the nucleic acid binding protein bound to the nucleic acid can be determined from the amount of the integrated nucleic acid complex F.
  • the integrated nucleic acid complex F or the integrated nucleic acid complex G and the nucleic acid binding protein can be mixed at the same time.
  • the detection method of the second aspect of the present invention since it is only necessary to mix a nucleic acid complex prepared in advance and a protein, operations such as reduction in operation steps and operational errors due to complexity are reduced. This is advantageous in that improvement in performance can be expected.
  • the nucleic acid binding protein may be brought into contact with the effector molecule (protein).
  • the binding ability between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein can be calculated from the amount of nucleic acid formed.
  • a nucleic acid binding protein whose binding sequence is not known is determined by determining whether or not it can bind to a specific sequence using the detection method of the present invention.
  • the binding sequence of the protein can be determined.
  • the detection method of the present invention by determining whether or not the test protein can bind to the target sequence using the detection method of the present invention for a sequence for which the protein to be bound is not known.
  • the nucleic acid binding protein that binds to the binding sequence of interest can be identified.
  • the structural change is not a reaction that requires a catalyst (for example, in the case of the first embodiment, two nucleic acids having a single-stranded portion capable of binding to each other at their ends).
  • the reaction can also be accelerated using a catalyst such as, for example, the E. coli RuvB protein.
  • the detection method according to the present invention may be performed in the presence of a substance that promotes hybridization (for example, polyethylene glycol, dextran sulfate, etc.). Further, the reaction may be performed in the presence of a substance (for example, bovine serum albumin, irrelevant DNA, etc.) having an anti-adsorption or protection effect on proteins and DNA.
  • a substance that promotes hybridization for example, polyethylene glycol, dextran sulfate, etc.
  • a substance for example, bovine serum albumin, irrelevant DNA, etc.
  • the detection method according to the present invention can be performed at a temperature suitable for the nucleic acid binding protein used. Detection of DNA-binding protein is generally performed at 20 ° C. to 30 ° C., but in the case of a thermophilic protein, it can be performed at a higher temperature.
  • any principle or method known to those skilled in the art can be used.
  • radioactive label, fluorescent label examples include methods utilizing electrophoresis, fluorescence resonance energy transfer, and the like.
  • a method using fluorescence labeling or fluorescence resonance energy transfer more preferably, a method using fluorescence resonance energy transfer that enables an assay that does not require a washing operation or electrophoresis to remove excess label.
  • the amount of nucleic acid duplex, nucleic acid duplex complex, nucleic acid complex can be measured.
  • the 5 'end of the nucleic acid A1 can be labeled with a fluorescent substance
  • the 3' end of the nucleic acid B1 can be labeled with a substance that quenches the fluorescent substance.
  • the nucleic acid A1 forms the nucleic acid double strand A
  • it fluoresces, but when the nucleic acid A1 hybridizes with the nucleic acid B1 and forms a new nucleic acid double strand C, it is quenched by the label of the nucleic acid B1. Therefore, the amount of nucleic acid duplex A can be easily measured by measuring the fluorescence value.
  • the 5 'end of the nucleic acid A1 can be labeled with a fluorescent substance
  • the 3' end of the nucleic acid A2 can be labeled with a substance that can quench the fluorescent substance.
  • the nucleic acid A1 is quenched when it forms the nucleic acid duplex A, but when the nucleic acid A1 hybridizes with the nucleic acid B1 and forms a new nucleic acid duplex C, it can emit fluorescence. From this, the amount of nucleic acid duplex C can be measured by measuring the fluorescence value.
  • nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 may be labeled, and the position of the label may be inside or at the end of the nucleic acid, but is preferably at the end. .
  • the 3 ′ end of the fifth nucleotide sequence is labeled with a fluorescent substance
  • the 5 ′ end of the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is The fluorescent substance can be labeled with a quenching substance.
  • the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex G
  • it is quenched, but when the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex I, fluorescence is emitted by the label of the nucleic acid G1, and thus the fluorescence value is measured.
  • the amount of the single-stranded nucleic acid complex E or the single-stranded nucleic acid complex F can be easily measured.
  • the quencher and fluorescent material can be interchanged.
  • the 3 ′ end of the fifth nucleotide sequence is labeled with a fluorescent substance
  • the 3 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is a substance capable of quenching the fluorescent substance. Can be labeled.
  • the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex G
  • it is quenched, but when the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex I, fluorescence can be emitted.
  • the amount of the single-stranded nucleic acid complex E or the single-stranded nucleic acid complex F can be measured.
  • the quencher and fluorescent material can be interchanged.
  • the 5 ′ end of the fifth nucleotide sequence is labeled with a fluorescent substance
  • the 5 ′ end of the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is a substance capable of quenching the fluorescent substance. Can be labeled.
  • fluorescence can be emitted when the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex G.
  • the nucleic acid G1 forms the nucleic acid complex I, it is quenched, and thus it is easy to measure the fluorescence value.
  • the amount of the single-stranded nucleic acid complex E or the single-stranded nucleic acid complex F can be measured.
  • the quencher and fluorescent material can be interchanged.
  • Nucleic acid G1 (preferably a fifth nucleotide sequence), nucleic acid G2 (preferably a sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence), nucleic acid H1 (preferably a sixth nucleotide sequence), nucleic acid H2 (preferably a first nucleotide sequence) 6), any nucleic acid may be labeled, and the position of the label may be inside or at the end of the nucleic acid, but the distance of the label before and after the structural change It is preferable that the position be such that the difference between
  • fluorescent label examples include fluorescein, TAMRA, HEX, TET, JOE, Cy5, Cy3, Alexa series (Molecular Probes), fluorescent green protein (GFP), etc., preferably fluorescein, TAMRA, HEX, TET, JOE, Cy5, Cy3, Alexa series.
  • quenching substance examples include DABCYL, TAMRA, and BHQ (Molecular Probes), and can be appropriately selected depending on the fluorescent substance used.
  • Fluorescence resonance energy transfer is not quenching but can also be used as a shift in fluorescence wavelength.
  • This fluorescence energy transfer can be measured by a widely used apparatus such as a fluorescence spectrophotometer, a real-time PCR apparatus, or a fluorescence plate reader.
  • the effect of suppressing the strand exchange reaction by the introduction of mismatch and the improvement of the S / N ratio can reduce the cost because the detection method and the screening method according to the present invention enable an assay with a small amount of protein. This is advantageous. Particularly, in the detection of proteins in a living body, it is advantageous in that a valuable sample can be saved and a detailed analysis can be performed by expanding a measurement range.
  • the mismatch is introduced so that there is a mismatch between the nucleic acid strands that become complementary strands after exchange in the strand exchange reaction.
  • one or more mismatch bases in the nucleotide sequence of nucleic acid A1 with respect to the nucleotide sequence of nucleic acid B1;
  • the position at which the mismatch is introduced is not particularly limited as long as it is a sequence in which strand exchange is performed, but is preferably a sequence other than the nucleic acid protein binding sequence, as long as the strand exchange efficiency is not significantly impaired.
  • the number of mismatches is not particularly limited as long as it does not significantly impair strand exchange efficiency.
  • the first nucleotide sequence is the fourth nucleotide sequence
  • the fourth nucleotide sequence is the first nucleotide sequence
  • the sequence corresponding to one nucleotide sequence is a sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence
  • the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence is 90% or more, preferably 92%, respectively. %, More preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more.
  • a base that forms a mismatch can be introduced alone or in combination into any of the nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 in the nucleic acid double-stranded complex.
  • a base that forms a mismatch can be introduced alone or in combination into any of the nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 in the nucleic acid double-stranded complex.
  • the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence and / or between the sequence corresponding to the first nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence more preferably the first nucleotide sequence.
  • a fourth nucleotide sequence and between the sequence corresponding to the first nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence are introduced so that mismatches are formed.
  • the bases forming the mismatch can be introduced in a shifted manner between the complementary strands before strand exchange or can be introduced at the same location, but preferably, at the same location in the complementary strand before strand exchange. To be introduced.
  • preferred embodiments include a sequence between the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence, and a sequence corresponding to the first nucleotide sequence and a sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. 90% or more of the complementarity between the first nucleotide sequence and the fourth nucleotide sequence and the complementarity between the sequence corresponding to the first nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. , Preferably 92% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more mismatches are introduced.
  • one or more mismatch bases in the nucleotide sequence of nucleic acid G1 with respect to the nucleotide sequence of nucleic acid H1 or the nucleotide sequence of nucleic acid G2;
  • the nucleic acid G1 in the nucleotide sequence of nucleic acid H1 preferably the sixth nucleotide sequence
  • the nucleotide sequence of nucleic acid G2 in the nucleotide sequence of nucleic acid H2 preferably the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence
  • it can be introduced in combination with mismatched base selected from one or more mismatched bases with respect to the first nucleotide
  • the position at which the mismatch is introduced is not particularly limited as long as it is a sequence in which strand exchange is performed, but is preferably a sequence other than the nucleic acid protein binding sequence, as long as the strand exchange efficiency is not significantly impaired.
  • the number of mismatches is not particularly limited as long as it does not significantly impair strand exchange efficiency.
  • the fifth nucleotide sequence is the sixth nucleotide sequence
  • the sixth nucleotide sequence is the fifth nucleotide sequence
  • the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence is the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence
  • the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence
  • the fifth nucleotide sequence is the fifth nucleotide sequence.
  • sequence corresponding to the nucleotide sequence corresponds to the fifth nucleotide sequence
  • the sixth nucleotide sequence corresponds to the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence
  • the sixth nucleotide sequence The sequence is 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95%, respectively, with the sixth nucleotide sequence. Or more, even more preferably, 98% or more, and particularly preferably, may be introduced a number such that 99% or more complementarity.
  • the base that forms a mismatch can be introduced into any of the nucleic acids G1, N2, G1, and H2 alone or in combination in the nucleic acid complex.
  • the nucleotide sequence and the sixth nucleotide sequence, and / or between the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence, or between the fifth nucleotide sequence and the fifth nucleotide Between the sequence corresponding to the sequence and / or between the sixth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence, more preferably between the fifth nucleotide sequence and the sixth nucleotide sequence, And between the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence, or the fifth nucleotide sequence.
  • the base forming the mismatch is introduced so that the reversible structural change is close to the integrated nucleic acid complex having no protein binding sequence in the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F. It is preferred that Therefore, when the integrated nucleic acid complex E is designed to have a protein binding sequence, between the fifth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence, and / or the sixth nucleotide sequence. And a sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence is preferably introduced so that a mismatch is formed.
  • the complementarity between the fifth nucleotide sequence and the sixth nucleotide sequence and the complementarity between the sequence corresponding to the fifth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence are each 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more mismatches, and the fifth nucleotide sequence and the fifth Between the sequence corresponding to the nucleotide sequence and between the sixth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence.
  • the complementarity between the leotide sequence and the fifth nucleotide sequence and the complementarity between the sixth nucleotide sequence and the sequence corresponding to the sixth nucleotide sequence are each 90% or more, preferably 92% or more, more preferably A number of mismatches are introduced that have a complementarity of 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more.
  • a plurality of nucleic acid complexes can be detected simultaneously using a plurality of nucleic acid complexes (multiplex detection).
  • Multiplex detection can increase the efficiency in screening for inhibitors of nucleic acid binding proteins. Since the influence on proteins other than the target causes side effects, it is necessary to confirm that the influence is small as early as possible. Multiplex detection makes it possible to examine the effect of a drug on a target protein, and at the same time, investigate the influence on other proteins.
  • multiplex detection can also measure the binding activity to a plurality of proteins present in the cell, it is possible to grasp in detail the life phenomenon occurring in the cell. According to multiplex detection, it is possible to obtain more detailed knowledge about nucleic acid binding proteins whose nucleic acid binding activity is known to change due to post-translational modifications and interactions with other proteins.
  • the nucleic acid sequence used in the multiplex detection method is not particularly limited as long as a plurality of nucleic acid complexes independently undergo structural changes, and the sequence of each nucleic acid in a reaction system related to one nucleic acid complex is as follows: It can be designed so as not to affect the binding between nucleic acids of other reaction systems or the structural change of the nucleic acid complex.
  • the first to fourth nucleotide sequences in each reaction system and their corresponding sequences, and the nucleotide sequences of nucleic acids in other reaction systems are as follows: Can be designed to
  • the first nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably the sequence corresponding to the first nucleotide sequence. Can be selected to have 98% or more complementarity.
  • the fourth nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence.
  • it can be selected to have a complementarity of 98% or more.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence.
  • the first nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the first nucleotide sequence. It can be selected to comprise at least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides. Further, the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably a sequence complementary to the first nucleotide sequence. Can be selected to comprise at least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides.
  • the fourth nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence. It can be selected to comprise at least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably a sequence complementary to the fourth nucleotide sequence.
  • the Tm value between the first nucleotide sequence in each reaction system and the sequence corresponding to the first nucleotide sequence is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more from the reaction temperature. More preferably, it can be selected to be 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher.
  • the fourth nucleotide sequence in each reaction system has a Tm value with the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence of 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more than the reaction temperature. Preferably, it can be selected to be 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably a sequence corresponding to the second nucleotide sequence. Can be selected to have 98% or more complementarity.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system is complementary to the third nucleotide sequence in the same reaction system, the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, and the complement to the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the properties can be selected such that each is less than 50%, more preferably less than 30%, particularly preferably less than 20%.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in each reaction system is complementary to the third nucleotide sequence, the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, or the complement to the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the properties can be selected such that each is less than 50%, more preferably less than 30%, particularly preferably less than 20%.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably the sequence corresponding to the third nucleotide sequence. Can be selected to have 98% or more complementarity.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system is complementary to the second nucleotide sequence in the same reaction system, the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, and the complement to the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the properties can be selected such that each is less than 50%, more preferably less than 30%, particularly preferably less than 20%.
  • sequence corresponding to the third nucleotide sequence in each reaction system is the second nucleotide sequence in the same reaction system, the complementarity with the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, the nucleotide of the nucleic acid in the other reaction system
  • the complementarity with the sequence can be selected to be less than 50%, more preferably less than 30%, particularly preferably less than 20%.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. It can be selected to comprise at least 20 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably a sequence complementary to the second nucleotide sequence. Can be selected to comprise at least 20 nucleotides.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system is a sequence complementary to any of the third nucleotide sequence and the third nucleotide sequence in the same reaction system, and the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system. Although it may contain consecutive nucleotides, the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in each reaction system is any of the third nucleotide sequence in the same reaction system, the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, and the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the number of nucleotides may be 4 at the maximum, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system may include consecutive nucleotides of a second nucleotide sequence in the same reaction system or a complementary sequence of a sequence corresponding to the second nucleotide sequence.
  • the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in each reaction system may include consecutive nucleotides of the second nucleotide sequence in the same reaction system or a complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence.
  • the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system may include a continuous nucleotide of the second nucleotide sequence in each reaction system or a complementary sequence of the sequence corresponding to the second nucleotide sequence. Is a maximum of 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably, a sequence complementary to the sequence corresponding to the third nucleotide sequence. It can be selected to comprise at least 20 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably a sequence complementary to the third nucleotide sequence. Can be selected to comprise at least 20 nucleotides.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system is a sequence complementary to any of the second nucleotide sequence and the second nucleotide sequence in the same reaction system, and the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system. Although it may contain consecutive nucleotides, the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in each reaction system is any of the second nucleotide sequence in the same reaction system, the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, and the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the number of nucleotides may be 4 at the maximum, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system may include consecutive nucleotides of a third nucleotide sequence in each reaction system or a complementary sequence of a sequence corresponding to the third nucleotide sequence.
  • the number of nucleotides is at most 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in each reaction system may include consecutive nucleotides of the third nucleotide sequence in each reaction system and the complementary sequence of the sequence corresponding to the third nucleotide sequence.
  • the maximum number of nucleotides is 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • nucleotide sequence of the nucleic acid in another reaction system may include consecutive nucleotides of a third nucleotide sequence in each reaction system or a complementary sequence of a sequence corresponding to the third nucleotide sequence. Is a maximum of 4, preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the Tm value between the second nucleotide sequence in each reaction system and the sequence corresponding to the second nucleotide sequence is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more from the reaction temperature. More preferably, it can be selected to be 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher.
  • the second nucleotide sequence in each reaction system includes the third nucleotide sequence in the same reaction system, the Tm value of the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, and the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system. Each Tm value is selected to be 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C.
  • the sequence corresponding to the second nucleotide sequence in each reaction system is the third nucleotide sequence in the same reaction system, the Tm value of the sequence corresponding to the third nucleotide sequence, or the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the Tm value between the reaction temperature and the reaction temperature is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more, further preferably 20 ° C. or more, and particularly preferably 25 ° C. or more.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system has a Tm value with the sequence corresponding to the third nucleotide sequence of 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more from the reaction temperature. Preferably, it can be selected to be 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher.
  • the third nucleotide sequence in each reaction system is the Tm value of the second nucleotide sequence in the same reaction system, the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, or the Tm value of the nucleotide sequence of the nucleic acid in the other reaction system. Each value is selected to be 5 ° C. or more, preferably 10 ° C.
  • the sequence corresponding to the third nucleotide sequence in each reaction system is the second nucleotide sequence in the same reaction system, the Tm value with the sequence corresponding to the second nucleotide sequence, or the nucleotide of the nucleic acid in the other reaction system.
  • the Tm value with the sequence is 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, than the reaction temperature. You can choose.
  • the first nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably the fourth nucleotide sequence in the same reaction system. , 98% or more can be selected.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in each reaction system is 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and further preferably, the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in the same reaction system. Can be selected to have a complementarity of 95% or more, particularly preferably 98% or more.
  • sequence having 70% or more complementarity with each nucleotide sequence in each reaction system is preferably a complementary sequence of each nucleotide sequence.
  • the first nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, more preferably at least 15 contiguous sequences of the fourth nucleotide sequence in the same reaction system. It can be selected to comprise 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides.
  • the fourth nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 15, and more preferably, a sequence complementary to the first nucleotide sequence in the same reaction system. At least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, and more preferably at least 10 consecutive sequences complementary to the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in the same reaction system. It can be selected to comprise 15, more preferably at least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides. Further, the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in each reaction system is at least 5, preferably at least 10, and more preferably a sequence complementary to the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in the same reaction system. , At least 15, more preferably at least 20, particularly preferably at least 25, most preferably at least 30 nucleotides.
  • the Tm value between the first nucleotide sequence in each reaction system and the fourth nucleotide sequence in the same reaction system is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more from the reaction temperature, More preferably, it can be selected to be 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher.
  • the sequence corresponding to the first nucleotide sequence in each reaction system has a Tm value of 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably from the reaction temperature, with the sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence in the same reaction system.
  • nucleotide sequence used for example, the fifth nucleotide sequence, the sixth nucleotide sequence, The nucleotide sequences of the terminal portions 1 to 4 and the sequences corresponding thereto can be selected as appropriate.
  • the label used in the multiplex detection method is not particularly limited as long as it can be sufficiently distinguished from the structural change of other nucleic acid double-stranded complexes and can obtain sufficient fluorescence resonance energy transfer, but preferably fluorescein ( A combination of a fluorescent substance) and DABCYL (quenching substance), and a combination of Cy3 (fluorescent substance) and BHQ1 (quenching substance).
  • fluorescein A combination of a fluorescent substance
  • DABCYL quenching substance
  • Cy3 fluorescent substance
  • BHQ1 quenching substance
  • the binding sites of nucleic acid binding proteins used in a plurality of reactions may be binding sites of different proteins or different binding sites of the same protein.
  • nucleic acid binding protein binds to nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B
  • formation of a nucleic acid duplex complex and subsequent new nucleic acid duplex C and / or nucleic acid duplex D formation is inhibited. Therefore, whether or not the test substance inhibited the binding of the nucleic acid binding protein to the nucleic acid by carrying out the detection method of the present invention in the presence and absence of the test substance and comparing the degree of structural change, Alternatively, it can be determined whether or not it has been promoted.
  • the test substance When the amount of nucleic acid duplex C and / or nucleic acid duplex D formed in the presence of the test substance exceeds the amount formed in the absence of the test substance, the test substance is bound to the nucleic acid binding protein. It can be determined as an inhibitor. In addition, when the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B in the presence of the test substance is less than the amount in the absence of the test substance, the test substance is bound to the nucleic acid binding protein. It can be determined as an inhibitor.
  • the test substance when the amount of nucleic acid double strand C and / or nucleic acid double strand D formed in the presence of the test substance is less than the amount formed in the absence of the test substance, the test substance is added to the nucleic acid binding protein. It can be determined as a binding accelerator. In addition, when the amount of nucleic acid duplex A and / or nucleic acid duplex B in the presence of the test substance exceeds the amount in the absence of the test substance, the test substance is bound to the nucleic acid binding protein. It can be determined as an accelerator.
  • the nucleic acid binding protein binds to either the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F
  • the structural change between the integrated nucleic acid complex E and the integrated nucleic acid complex F is inhibited.
  • the nucleic acid-binding protein is stabilized in a state of being bound to any one of the integrated nucleic acid complexes. Therefore, by carrying out the detection method of the present invention in the presence and absence of the test substance and comparing the amount of the integrated nucleic acid complex designed to bind the nucleic acid binding protein, It can be determined whether the binding of the nucleic acid binding protein to the nucleic acid is inhibited or promoted.
  • the test substance When the amount of the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F in the presence of the test substance is less than the amount in the absence of the test substance, the test substance is treated as a nucleic acid binding protein binding inhibitor. Can be determined. In addition, when the amount of the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F in the presence of the test substance exceeds the amount in the absence of the test substance, the test substance is bound to the nucleic acid binding protein. It can be determined as an accelerator.
  • test substance means any candidate substance as an inhibitor or a promoter, and is preferably a low molecular compound.
  • the screening method according to the present invention is to confirm that the test substance acts on the binding of the target nucleic acid binding protein, and does not affect the strand exchange by a non-specific action on the nucleic acid. It was confirmed that a nucleic acid set that does not bind to the target nucleic acid binding protein can be used as a negative control (Example 5).
  • the screening method according to the present invention may further comprise measuring the degree of structural change of a nucleic acid complex composed of a nucleic acid that does not bind to a nucleic acid binding protein that is a target of a test substance.
  • the detection method of the negative control may be the detection method of the first aspect or the detection method of the second aspect.
  • the detection method of the first aspect the detection method of the second aspect, or when the target screening uses the detection method of the second aspect
  • the detection method of the first aspect it is preferable to use the same detection method as that for the intended screening.
  • the screening method according to the present invention is advantageous in that the inhibitory effect of a test substance can be measured easily and quickly without using a gel shift assay method or the like.
  • Kit According to the present invention, a detection kit for carrying out the detection method according to the present invention or the screening method according to the present invention is provided.
  • the detection kit according to the present invention includes a detection kit for carrying out the detection method according to the present invention, specifically, a kit for detecting the binding between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein. And a kit comprising at least a nucleic acid double strand A and a nucleic acid double strand B that can bind at a terminal sequence.
  • the nucleic acid duplex may be labeled.
  • This detection kit may further contain the target nucleic acid binding protein.
  • this detection kit detects the binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein by measuring the degree of inhibition of the structural change of the nucleic acid double-stranded complex. Accordingly, if desired, it may further comprise various reagents for measuring the degree of inhibition of the structural change of the nucleic acid double-stranded complex, such as reaction buffers, positive standards, instructions, and / or instruments. Can do.
  • the detection kit according to the present invention also includes a detection kit for carrying out the screening method according to the present invention, specifically, a kit for screening an inhibitor or promoter of a nucleic acid binding protein, A kit comprising at least a nucleic acid double strand A and a nucleic acid double strand B that can be bound in a terminal sequence can be mentioned.
  • the nucleic acid duplex may be labeled.
  • This detection kit may further contain the target nucleic acid binding protein.
  • this detection kit screens for inhibitors or promoters of nucleic acid binding proteins by measuring the degree of inhibition of the structural change of the nucleic acid double-stranded complex.
  • it may further comprise various reagents for measuring the degree of inhibition of the structural change of the nucleic acid double-stranded complex, such as reaction buffers, positive standards, instructions, and / or instruments. Can do. Further, it can further contain a nucleic acid duplex or an integrated nucleic acid complex for use as a negative control.
  • the detection kit according to the present invention includes a detection kit for carrying out the detection method according to the present invention, specifically, a kit for detecting the binding between a nucleic acid and a nucleic acid binding protein. And a kit comprising at least the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F. This integrated nucleic acid complex may be labeled.
  • This detection kit may further contain the target nucleic acid binding protein.
  • this detection kit detects the binding between the nucleic acid and the nucleic acid binding protein by measuring the degree of inhibition of the structural change of the integrated nucleic acid complex. Accordingly, if desired, it may further include various reagents for measuring the degree of inhibition of the structural change of the integrated nucleic acid complex, such as reaction buffers, positive standards, instructions, and / or instruments. it can.
  • the detection kit according to the present invention also includes a detection kit for carrying out the screening method according to the present invention, specifically, a kit for screening an inhibitor or promoter of a nucleic acid binding protein, Examples of the kit include at least the integrated nucleic acid complex E or the integrated nucleic acid complex F. This integrated nucleic acid complex may be labeled. This detection kit may further contain the target nucleic acid binding protein.
  • the detection kit also screens for inhibitors or promoters of nucleic acid binding proteins by measuring the degree of inhibition of structural changes in the integrated nucleic acid complex. Accordingly, if desired, it may further include various reagents for measuring the degree of inhibition of the structural change of the integrated nucleic acid complex, such as reaction buffers, positive standards, instructions, and / or instruments. it can. Further, it can further contain a nucleic acid duplex or an integrated nucleic acid complex for use as a negative control.
  • the kit of the second aspect is advantageous in that it can be expected to reduce costs by reducing reagent components in addition to improving operability.
  • NF ⁇ B p50 is a transcription factor having a DNA binding sequence belonging to the loop type (Rel family), and binds to an NF ⁇ B binding sequence (for example, 5′-GGGAACTTTCC-3 ′). It is known to do.
  • Heat denaturation and annealing were performed under the following temperature conditions. 95 °C 120 seconds-90 °C 30 seconds-85 °C 90 seconds-80 °C 90 seconds-77 °C 90 seconds-75 °C 90 seconds-72 °C 90 seconds-70 °C 90 seconds-67 °C 90 seconds-65 °C 90 seconds- 62 °C 90 seconds-60 °C 90 seconds-57 °C 90 seconds-55 °C 90 seconds-52 °C 90 seconds-50 °C 90 seconds-47 °C 90 seconds-45 °C 90 seconds-42 °C 90 seconds-40 °C 90 seconds- 37 °C 90 seconds-35 °C 90 seconds-32 °C 90 seconds-30 °C 90 seconds
  • the underlined part is an NF ⁇ B binding sequence, and the italicized one is a sequence that becomes a single strand in a double strand.
  • the mixture was allowed to stand on ice for 5 minutes and diluted with an NF ⁇ B binding solution (10 mM HEPES-NaOH pH 7.9, 50 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 25 mM DTT, 10% glycerol, 0.05% IGEPAL CA-630). After adding 8 ⁇ L (0.28 pmol) of double-stranded 02D / 13, the mixture was reacted at 30 ° C. for 11 minutes. The fluorescence value was measured using a real-time PCR apparatus, Rotor Gene 2000 (Corvette Life Sciences).
  • 01F / 14 emits fluorescence by 6-FAM introduced into NFkB-01-5F.
  • 01F / 14 was mixed with 02D / 13, resulting in a structural change, and newly completed double-stranded 01F / 02D (NFkB-01-5F and NFkB-02-3D) and 13/14 (NFkB-13 and When NFkB-14) is formed, 6-FAM is quenched by DABCYL of NFkB-02-3D.
  • NF ⁇ B p50 when NF ⁇ B p50 is bound, the above structural change is inhibited. Therefore, it is considered that the fluorescence value increases depending on the NF ⁇ B p50 concentration.
  • Example 2 Effect of decoy oligo on NF ⁇ B p50 binding amount (1) Preparation of double strand Synthetic oligonucleotide NFkB-01-5F labeled with 6-FAM at the 5 ′ end, synthetic oligonucleotide NFkB-14-03D labeled with DABCYL at the 3 ′ end, synthetic oligonucleotide NFkB-02 And synthetic oligonucleotide NFkB-13 were mixed, and double strands 01F / 14D and 02/13 having a single strand at the terminal were prepared under the same conditions as in Example 1.
  • NFcpt01 and NFcpt02 having an NF ⁇ B binding sequence were mixed to prepare decoy oligo double-stranded NFcpt and APcpt under the same conditions as in Example 1. . Since NFcpt contains NF ⁇ B binding sequences, it inhibits binding of NF ⁇ B protein to DNA containing other NF ⁇ B binding sequences, whereas APcpt does not contain NF ⁇ B binding sequences, so NF ⁇ B protein's binding to other NF ⁇ B binding sequences. Does not inhibit binding.
  • the underlined portion is the NF ⁇ B binding sequence, and the italicized sequence is a single strand in the double strands 01F / 14D and 02/13.
  • NFcpt decoy oligo duplex
  • APcpt decoy oligo duplex
  • 6-FAM introduced into NFkB-01-5F is quenched by DABCYL introduced into NFkB-14-3D.
  • DABCYL introduced into NFkB-14-3D.
  • structural changes occur when 01F / 14D is mixed with 02/13, and new double-stranded 01F / 02 (NFkB-01-5F and NFkB-02) and 13 / 14D (NFkB-13 and NFkB-
  • 6-FAM fluoresces because it is sufficiently away from DABCYL (FIG. 3: NF ⁇ B without p50).
  • NF ⁇ B p50 is added, the above structural change is inhibited, so the fluorescence value decreases (FIG. 3: NF ⁇ B p50 added).
  • Example 3-1 Human AP1 Protein Binding Test AP1 (c-jun) is a transcription factor having a leucine zipper-type DNA binding motif and binds to an AP1 binding sequence (eg, 5′-TGAGTCA-3 ′). It is known.
  • AP01C / 04B and AP02 / 03 have an AP1 binding sequence, while SP01A / 04B and SP02 / 03 do not have an AP1 binding sequence.
  • the AP1 binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • the sequence that becomes a single strand in the double strand is shown in italics. Underlined is the SP1 binding sequence.
  • Example 3 as in Example 2, the effect of inhibiting the structural change due to protein binding is detected by a decrease in fluorescence value.
  • Cy5 or Alexa647 was used instead of 6-FAM of Example 2 as the fluorescent material
  • BHQ3 was used instead of DABCYL as the quencher.
  • Example 3-2 Human SP1 Protein Binding Detection Test
  • SP1 is a transcription factor having a Zn finger type DNA binding motif and is known to bind to an SP1 binding sequence (eg, 5′-GGGGCGGGGC-3 ′). ing.
  • Double strands were prepared in the same manner as in Example 3.
  • TRF2 is a telomeric DNA binding protein having a DNA binding domain consisting of a Myb-type helix-turn-helix motif on the C-terminal side, and is a telomeric DNA (5'-TTAGGG-3). It is known as a protein that binds to (repeat) and forms a telomeric structure.
  • TRF2 ⁇ B is a recombinant human TRF2 protein (N-terminal deletion) in which the basic domain at the N-terminus of TRF2 is deleted.
  • a cDNA containing the full length of TRF2 was obtained from cDNA prepared based on mRNA extracted from a human cell line (IHW09084 (obtained from International HLA Worksshop)). Using this cDNA as a template, a DNA region corresponding to the 45th to 500th amino acid sequence was amplified by PCR. A histag sequence was added to the obtained DNA fragment and introduced into pFastBac1 (Invitrogen) to obtain Bacmid. Bacmid was transfected into insect cells (Sf9 (obtained from Invitrogen)) to produce a virus. The resulting virus was infected with Sf9 to express recombinant human TRF2 ⁇ B. TRF2 ⁇ B was purified by a Ni-NTA spin column (Qiagen). The protein concentration was calculated based on bovine serum albumin using a protein assay kit (Bio-Rad).
  • TLM-06 and synthetic oligonucleotide TLM-01-5C3 labeled with Cy3 at the 5 ′ end were mixed to obtain double strand T01C / 06 having a single strand at the end. It was prepared under the same conditions as in Example 1. T01C / 06 has a TRF2 binding sequence.
  • TLM-16 and a synthetic oligonucleotide TLM-13-5C3 labeled with Cy3 at the 5 ′ end were mixed, and double-stranded T13C / 16 having a single strand at the end was prepared under the same conditions as in Example 1.
  • T13C / 16 does not have a TRF2 binding sequence.
  • a synthetic oligonucleotide TLM-05 and a synthetic oligonucleotide TLM-02-3B1 labeled with BHQ1 at the 3 ′ end were mixed, and double-stranded T02B / 05 having a single strand at the end was prepared under the same conditions as in Example 1.
  • Prepared. T02B / 05 has a TRF2 binding sequence.
  • Synthetic oligonucleotide TLM-15 and synthetic oligonucleotide TLM-14-3B1 labeled with BHQ1 at the 3 ′ end were mixed, and double-stranded T14B / 15 having a single strand at the end was prepared under the same conditions as in Example 1. Prepared. T14B / 15 does not have a TRF2 binding sequence.
  • TRF2 binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • the underlined portion indicates the TRF2 binding sequence, but TRF2 cannot bind due to the mutation in the shaded portion. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • TRF2 binding Reaction solution (10 mM HEPES-NaOH pH 7.9, 150 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 5 mM DTT, 10% glycerol, 0.05 ) with 100 fmol of T01C / 06 or T13C / 16 and 1 ⁇ g of TRF2 ⁇ B % IGEPAL CA-630, 20 ⁇ L) and reacted at 25 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 100 fmol of T02B / 05 and T14B / 15 were added to T01C / 06 and T13C / 16, respectively, to 50 ⁇ L, and then reacted at 25 ° C. for 60 minutes. The fluorescence value of Cy3 was measured using a fluorescence plate reader Ultra (Tecan).
  • the method of the present invention was able to detect binding inhibition of DNA binding proteins having loops, leucine zippers and Zn fingers, which are typical DNA binding motifs.
  • binding inhibition of telomeric DNA binding protein could be detected. Therefore, it has been shown that the present invention can be widely used in general for nucleic acid binding proteins.
  • the method according to the present invention has no limitation on the fluorescent substance used. According to the present invention, since various types of fluorescent substances can be used, for example, when a compound serving as a drug emits fluorescence, a fluorescent label that does not hinder the fluorescence of the compound is selected. It is possible.
  • Example 4 Confirmation test of detection sensitivity by mismatch introduction 4-1. Test using SP1 (1) Preparation of double strand Synthetic oligonucleotide SP1-05-5C3 labeled with Cy3 at the 5 ′ end and synthetic oligonucleotide SP1-08-3B1 labeled with BHQ1 at the 3 ′ end were mixed, Double-stranded SP05C / 08B having a chain was prepared under the same conditions as in Example 1. Further, the synthetic oligonucleotides SP1-06 and SP1-07, SP1-21 and SP1-22, SP1-23 and SP1-24 were mixed, respectively, and double-stranded SP06 / 07, SP22 / having a single strand at the terminal were mixed. 21 and SP24 / 23 were prepared under the same conditions as in Example 1. These double strands have the binding sequence of SP1.
  • SP1 binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics. Shading indicates the bases that are mismatched to SP1-08-3B1 for SP1-21 and SP1-23, and the bases that are mismatched to SP1-05-5C3 for SP1-22 and SP1-24, respectively. Indicated.
  • SP05C / 08B and SP1-07 form a trimer, undergoing complete chain exchange through branch transfer, and dimer 08B / 07 and monomer SP1-05-5C3 are formed.
  • the increase in fluorescence value due to was suppressed by the addition of SP1 (FIG. 7).
  • Similar results were obtained when SP1-21 and SP1-23 were used instead of SP1-07 (FIG. 7).
  • mismatch introduction enhances the strand exchange suppression effect by addition of SP1 protein and increases the ratio of fluorescence value when protein is not added to when protein is added.
  • Test example for NF- ⁇ B (1) Preparation of double strand Synthetic oligonucleotide NFkB-01-5F labeled with fluorescein at the 5 ′ end and synthetic oligonucleotide NFkB-14-3D labeled with DABCYL at the 3 ′ end were mixed, and one strand was added at the end. Double-stranded NF01F / 14D having a chain was prepared under the same conditions as in Example 1.
  • NFkB-02 and NFkB-13, NFkB-21 and NFkB-26, NFkB-49 and NFkB-50 were mixed, respectively, and double-stranded NF02 / 13, NF26 / 21 and NF50 / 49 were prepared under the same conditions as in Example 1. These duplexes have a binding sequence of NF- ⁇ B.
  • NF- ⁇ B binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics. Shading indicates that NFkB-21 and NFkB-49 are mismatched with NFkB-14-3D, and NFkB-26 and NFkB-50 are mismatched with NFkB-01-5F. Indicated.
  • NF01F / 14D and NF02 / 13 form a tetramer, undergoes complete chain exchange via branch migration, and the increase in fluorescence value due to conversion to NF01F / 02 is caused by the addition of p50. It was suppressed (FIG. 8). Similar results were obtained when NF26 / 21 and NF50 / 49 were used instead of NF02 / 13 (FIG. 8).
  • the fluorescence value due to the addition of the NF- ⁇ B (p50) protein was about 30% lower in the fluorescence value in the combination with NF02 / 13 in which there was no mismatch with NF01F / 14D.
  • the fluorescence value decreased by 50% or more (FIG. 8).
  • mismatch introduction enhances the NF- ⁇ B (p50) protein strand exchange inhibitory action and increases the ratio of the fluorescence value when no protein is added to when the protein is added.
  • Example 5 Examination of screening system using negative control When screening for an inhibitor of a nucleic acid binding protein, etc., the test substance acts on the binding of the target nucleic acid binding protein and is not specific to the nucleic acid. It is necessary to make sure that the chain exchange is not affected by the dynamic action. Therefore, a screening system using a nucleic acid set to which the target nucleic acid binding protein does not bind as a negative control was examined.
  • Aurothioglucose (Yanget et al. FEBSletters 1995-361-89-96), which is known to inhibit NF- ⁇ B, was used as a test substance.
  • NF- ⁇ B binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • SP1 binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • the final volume of the reaction solution (10 mM HEPES-NaOH pH 7.9, 50 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 5 mM DTT, 10% glycerol, 0.05% IGEPAL CA-630) is 50 ⁇ L.
  • the fluorescence values of fluorescein and Cy3 were measured using a fluorescence plate reader Ultra (Tecan). Fluorescein was excited at 485 nm and fluorescence at 535 nm was measured. Cy3 was excited at 535 nm and measured at 595 nm.
  • the relative fluorescence value of the NF- ⁇ B oligo decreased depending on the concentration of aurothioglucose that inhibits NF- ⁇ B.
  • the addition of aurothioglucose hardly affected the relative fluorescence value of the SP1 oligo (FIG. 9). From this, it was confirmed that aurothioglucose has an action of inhibiting the binding of NF- ⁇ B (p50) to a nucleic acid and at the same time, does not affect the strand exchange itself.
  • the inhibitory effect of a test substance can be measured easily and quickly without using a gel shift assay method or the like.
  • Example 6 Examination of binding amount using NF- ⁇ B p50 (Integrated nucleic acid complex) (1) Preparation of tetramer Synthetic oligonucleotides N-Cd-U2m4 (C4) and N-Bc-L2m5 (B5), and synthetic oligonucleotide N-Ab labeled with fluorescein at the 30th base thymine from the 5 'end -Synthetic tetramer Af / B5 / C4 / Dd by mixing U2-30F (Af) and thymine at the 20th base from the 5 'end with synthetic oligonucleotide N-Da-L2-20D (Dd) labeled with Dabcyl was prepared.
  • NF- ⁇ B p50 Integrated nucleic acid complex
  • N-Ab-U2-30F and N-Da-L2-20D were mixed to form a dimer Af / Da, which was used as a quenching reference product.
  • the test was performed under the same conditions as in Example 1 except that four types of DNA were mixed at the same time.
  • NFcpt01 and NFcpt02, NFcpt03 and NFcpt04 were mixed, and double-stranded NF01 / 02 and NF03 / 04 having a single strand at the terminal were prepared under the same conditions as in Example 1.
  • NF01 / 02 has an NF- ⁇ B binding sequence
  • NF03 / 04 has a mutation introduced into the NF- ⁇ B binding sequence.
  • the part for chain exchange is underlined.
  • the NF- ⁇ B binding sequence is shaded.
  • the sequence-specific binding of the nucleic acid binding protein can be detected by measuring the fluorescence value.
  • Example 7 Examination of multiplex detection system
  • NF- ⁇ B (p50) and SP1 were simultaneously detected, and an NF- ⁇ B (p50) inhibitor (decoy oligo) The specific inhibitory effect by was detected.
  • NFcpt01 and NFcpt02 were mixed, and double-stranded NF01 / 02 having a single strand at the terminal was prepared under the same conditions as in Example 1.
  • NF01 / 02 has an NF- ⁇ B binding sequence.
  • Synthetic oligonucleotides SPcpt01 and SPcpt02 were mixed, and double-stranded SP01 / 02 having a single strand at the terminal was prepared under the same conditions as in Example 1.
  • SP01 / 02 has an SP1 binding sequence.
  • NF- ⁇ B binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • SP1 binding sequence is underlined. Sequences that are single-stranded in double strands are shown in italics.
  • the NF- ⁇ B binding sequence is underlined.
  • 31F / 42 and 32D / 41 form a tetramer, undergoes complete chain exchange via branching migration, and is converted to 31F / 32D, resulting in a decrease in fluorescence value due to the protein mixture (NF It was increased by the addition of - ⁇ B (p50) + SP1) (Fig. 11; NF- ⁇ B).
  • 05C / 08 and 06B / 07 form a tetramer, undergoes complete chain exchange via branching movement, and is converted to 05C / 06B.
  • the decrease in fluorescence value due to conversion to 05C / 06B is caused by the protein mixture (NF- ⁇ B ( Increased by addition of p50) / SP1) (FIG. 11; SP1).
  • NF01 / 02 reduces only the relative fluorescence value of NF- ⁇ B DNA.
  • SP01 / 02 reduces only the relative fluorescence value of SP1 DNA (FIG. 11; SP1).
  • this detection system can not only detect each of the mixed proteins, but also can screen for drugs that inhibit only specific proteins.

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Abstract

 本発明は、核酸結合タンパク質の検出方法および核酸結合タンパク質の結合阻害剤または促進剤のスクリーニング方法の提供を目的とする。本発明によれば、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する方法であって、少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体の構造変化の程度を測定することを含んでなる方法が提供される。

Description

核酸結合蛋白質アッセイ法およびキット 発明の分野
 本発明は、核酸結合タンパク質の検出方法およびキットに関する。本発明は、更に、核酸結合タンパク質の結合阻害剤または促進剤のスクリーニング方法に関する。
 核酸結合タンパク質は、転写因子や染色体構造タンパク質、DNA修復酵素、RNA加工に関わる酵素、あるいはポリメラーゼなど、細胞内において非常に重要な機能を担っている分子であり、核酸結合タンパク質の挙動を解析することは、生命活動を理解する上で重要な意味があると考えられている。また、核酸結合タンパク質はその機能の重要性から、医薬品や機能性食品等の開発の標的として注目されるようになってきている。
 近年の技術の進歩により、核酸結合タンパク質を検出する種々の方法がこれまでに開発されている。
 一般に、核酸結合タンパク質の検出には、ゲルシフト法やフットプリント法が用いられているが、これらの方法は電気泳動を伴うために、時間及び操作が煩雑であるという問題がある。
 タンパク質が結合した場合にのみ結合する二種類のDNAプローブを利用したホモジニアスな核酸結合タンパク質の検出方法(米国特許6,544,746号公報、Heyduk, T., et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20(2) 171-176)は、DNAプローブの設計が煩雑であり、さらに、離れた二箇所の配列に結合しうるDNA結合タンパク質にしか使用できないという問題がある(Wang, J., et al. (2005) Nucleic Acids Res. 33(2) e23、Jantz, D., et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20(2) 126-127)。
 エキソヌクレアーゼIIIを利用した核酸結合タンパク質検出方法(非特許文献2)は、弱い結合の核酸結合タンパク質の検出が困難であり、また、医薬品等の薬物スクリーニングに利用した場合、薬剤のエキソヌクレアーゼIII活性に対する影響を考慮することが必要であり、さらに、エキソヌクレアーゼIII近縁のタンパク質の活性に影響する薬剤のスクリーニングはできないという問題がある。
 蛍光相関分光法を利用した核酸結合タンパク質検出法(Kobayashi, T., et al. (2004) Anal. Biochem. 332(1) 58-66)は、核酸単独と核酸に核酸結合タンパク質が結合した複合体の大きさの差を検出するものであり、小さな核酸結合タンパク質では十分なシグナル/ノイズ比が得られない問題がある。さらに、この方法には特殊な機器が必要であるため汎用性に問題がある。
 このように、種々の検出方法が開発されてきたにもかかわらず、多検体を迅速、かつ簡便に処理する方法は報告されておらず、核酸結合タンパク質を標的とする医薬品や機能性食品等のスクリーニングに応用可能な方法の開発が強く求められている。
発明の概要
 一般に、完全に相補的な二本鎖の核酸からなる核酸二本鎖は非常に安定であり、このような核酸二本鎖同士が相互作用し、構造変化することはない。しかし、それぞれの末端に一本鎖部分を有する核酸二本鎖同士は、その一本鎖部分を介して他の核酸二本鎖と結合し、構造変化が生じることが知られている。本発明者らは、このような核酸二本鎖間の構造変化が、核酸結合タンパク質の結合により阻害されることを見出した。本発明はこの知見に基づくものである。
 本発明は、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する方法、および核酸結合タンパク質の結合阻害剤または促進剤のスクリーニング方法を提供することを目的とする。
 本発明によれば、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する方法であって、少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体の構造変化の程度を測定することを含んでなる方法(以下、「本発明による検出方法」という)が提供される。
 本発明によれば、また、被験物質存在下および非存在下において、本発明の検出方法を行う、核酸結合タンパク質の結合阻害剤または促進剤のスクリーニング方法(以下、「本発明によるスクリーニング方法」という)が提供される。
 本発明によれば、さらに、末端配列において結合し得る核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとを含んでなるキット、または一体型核酸複合体Eもしくは一体型核酸複合体Fを含んでなるキット(以下、「本発明によるキット」という)が提供される。
 本発明は、電気泳動が不要であり、汎用機器でホモジニアスアッセイが可能であり、エキソヌクレアーゼIIIなどの酵素が不要であり、またタンパク質結合部位に蛍光導入やニックなどの不自然な構造が不要である点で有利である。本発明はまた、例えば、ループ、ロイシンジッパー、Znフィンガー等のDNA結合モチーフを持つDNA結合タンパク質をはじめとする、DNA結合タンパク質一般に広く適用可能である点で有利である。本発明はさらに、レポーターアッセイで評価することが困難な核酸結合タンパク質(例えば、テロメア結合タンパク質等の構造タンパク質)を標的とする阻害剤または促進剤についてもスクリーニングすることができる点で有利である。このように、本発明は、阻害剤等の新規医薬品や健康食品等の探索や同定に応用可能な点で有用である。
図1Aは、核酸A1、核酸A2、核酸B1、および核酸B2の構造の一態様を具体的に示した図である。 図1Bは、核酸G1、核酸G2、核酸H1、および核酸H2の構造の一態様(一体型核酸複合体E)を具体的に示した図である。 図1Cは、核酸G1、核酸G2、核酸H1、および核酸H2の構造の一態様(一体型核酸複合体F)を具体的に示した図である。 図2は、組み換えヒトNFκBp50の濃度と蛍光値の関係を示す図である。 図3は、デコイオリゴを用いて組み換えヒトNFκBp50の結合を阻害した時の蛍光値を示す図である。 図4は、組み換えヒトAP1(c-jun) タンパク質が結合した時の蛍光値を示す図である。 図5は、組み換えヒトSP1タンパク質が結合した時の蛍光値を示す図である。 図6は、組み換えヒトTRF2タンパク質(N末端欠損体)の核酸への結合を検出した結果を示す図である。 図7は、ミスマッチ導入と検出感度との関係を示す図である。棒の上の数値は、それぞれの核酸セットにおいてタンパク質未添加時の蛍光値を100としたときの相対蛍光値を示している。 図8は、ミスマッチ導入と検出感度との関係を示す図である。棒の上の数値は、それぞれの核酸セットにおいてタンパク質未添加時の蛍光値を100としたときの相対蛍光値を示している。 図9は、NF-κB DNAとSP1 DNAの蛍光強度を、オーロチオグルコース無添加時の蛍光値に対する相対蛍光値で示した図である。 図10は、一体型複合体を利用したNF-κB(p50)検出を示した図である。NF-κB DNAとSP1 DNAの蛍光強度を、タンパク質無添加に対する相対蛍光値で示した。 図11は、マルチプレックス系におけるNF-κBとSP1の結合を検出した結果を示した図である。NF-κB DNAとSP1 DNAの蛍光強度を、タンパク質無添加に対する相対蛍光値で示した。 図12は、一体型核酸複合体を利用した検出の一態様を具体的に示した図である。星印は蛍光標識を、黒丸は消光標識を、白丸および白四角は変異を、灰色実線は核酸タンパク質結合配列をそれぞれ示した。 図13は、タンパク質がタンパク質結合配列に結合できないようにするための変異の導入の一態様を具体的に示した図である。 図14は、タンパク質がタンパク質結合配列に結合できないようにするための変異の導入の一態様を具体的に示した図である。
発明の具体的な説明
定義
 本願明細書において、「核酸」としては、DNA、RNAのみならず、修飾核酸や核酸類似体(例えば、ペプチド核酸(PNA)やLNA(Locked nucleic acid))が挙げられるが、好ましくはDNAである。
 本願明細書において、「核酸二本鎖」は、2つの核酸分子が互いの相補鎖として結合しているものを意味する。
 本願明細書において、「核酸一本鎖」は、他の核酸分子の相補鎖として結合していない核酸分子を意味し、例えば、核酸分子の一部が核酸分子内でハイブリダイズし、二本鎖部分を有するような核酸分子も「核酸一本鎖」に含まれる。また、核酸一本鎖は、他の核酸一本鎖と直接、あるいは他の配列(例えば、リンカー配列)等を介して、直列的に結合されていてもよい。
 本願明細書において「相補的」とは、各々の配列を構成する塩基間で水素結合が形成されることを意味し、具体的には、アデニンに対してチミンが対合し、チミンに対してアデニンが対合し、グアニンに対してシトシンが対合し、シトシンに対してグアニンが対合することを意味する。本願明細書において「相補性」とは、比較される配列間における相補的な塩基対の割合を意味する。本明細書において示した「相補性」の数値はいずれも、一方のヌクレオチド配列と、もう一方のヌクレオチド配列の相補鎖との間の相同性として、当業者に公知の相同性検索プログラムを用いて算出される数値であればよく、例えばFASTA、BLAST等においてデフォルト(初期設定)のパラメータを用いることにより、容易に算出することができる。
 本願明細書において「ハイブリダイズする」とは、ストリンジェントな条件下で標的核酸にハイブリダイズし、標的核酸以外とはハイブリダイズしないことを意味する。ストリンジェントな条件下で標的核酸の塩基配列とハイブリダイズできる核酸としては、標的核酸の塩基配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有する塩基配列からなる核酸が挙げられる。ストリンジェントな条件は、当業者であれば適宜決定することができ(Molecular Cloning 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory(1989))、例えば、塩濃度0.1mM~3M、温度10~80℃の条件、好ましくは、塩濃度1mM~1M、温度20~70℃の条件をいう。
 本願明細書において「連続する」ヌクレオチドの個数は、各ヌクレオチド配列とこれに対応するヌクレオチド配列とが結合(好ましくは、ハイブリダイズ)することができるかぎり特に限定されないが、連続するヌクレオチドからなるヌクレオチド配列の各ヌクレオチド配列に対する割合が、好ましくは、15%以上、より好ましくは、20%以上、さらに好ましくは、25%以上、特に好ましくは、30%以上である。
 本願明細書において「Tm値」とは、本発明の方法が実施される反応条件下において(例えば、核酸濃度、塩濃度、pH等で規定)、比較される二つの一本鎖核酸のうち、50%が二本鎖を形成する温度を意味する。Tm値は、例えば、温度変化に伴う紫外線吸収量の変化、SYBR GreenI等の二本鎖DNA検出試薬、蛍光エネルギー転移の蛍光値変化等を利用して算出することができるが、より簡便には、公知のアルゴリズムを用いて計算することができる(例えば、Markham NR and Zuker M(2005)Nucleic Acids Research 33 W577-W581)。
 本願明細書において「ミスマッチ」とは、アデニン/チミン塩基対およびグアニン/シトシン塩基対以外の塩基対、あるいは対応する塩基のない状態(バルジ)を意味する。
核酸複合体
 本発明によれば、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する方法であって、少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体の構造変化の程度を測定することを含んでなる方法が提供される。
 ここで、「構造変化」とは、好ましくは、核酸複合体における、核酸二本鎖間のヌクレオチド鎖交換である。核酸二本鎖間のヌクレオチド鎖交換とは、核酸二本鎖を形成するヌクレオチド鎖の相補鎖が、別の核酸二本鎖を形成するヌクレオチド鎖と入れ替わることを意味する。核酸二本鎖間のヌクレオチド鎖交換は、不可逆的であっても、可逆的であってもよく、使用する核酸複合体の構造に基づく。
 少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体としては、二つの核酸二本鎖がそれらの末端配列において互いに結合してなる複合体(核酸二本鎖複合体;第一の態様)と二つの核酸二本鎖部分が可逆的に鎖交換するように構成されてなる複合体(一体型核酸複合体;第二の態様)とが挙げられる。第一の態様の核酸複合体と第二の態様の核酸複合体について、以下に説明する。
第一の態様の核酸複合体
 本発明の第一の態様によれば、二つの核酸二本鎖(核酸二本鎖A、核酸二本鎖B)がそれらの末端配列において互いに結合してなる複合体(核酸二本鎖複合体)の構造変化の程度を測定することを含んでなる方法が提供される。
 核酸二本鎖Aは、核酸一本鎖である核酸A1と核酸一本鎖である核酸A2とからなり、かつ、末端配列において核酸二本鎖Bと結合し得る核酸二本鎖である。
 核酸二本鎖Bは、核酸一本鎖である核酸B1と核酸一本鎖である核酸B2とからなり、かつ、末端配列において核酸二本鎖Aと結合し得る核酸二本鎖である。
 核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2はそれぞれ、以下のように設計することができる。
・核酸A1:第一のヌクレオチド配列および第二のヌクレオチド配列(末端配列)を有する核酸一本鎖。
・核酸A2:第一のヌクレオチド配列に対応する配列および第三のヌクレオチド配列(末端配列)を有する核酸一本鎖。
・核酸B1:第二のヌクレオチド配列に対応する配列(末端配列)および第四のヌクレオチド配列を有する核酸一本鎖。
・核酸B2:第三のヌクレオチド配列に対応する配列(末端配列)および第四のヌクレオチド配列に対応する配列を有する核酸一本鎖。
 例えば、まず、目的の核酸結合タンパク質に基づいて、核酸A1を設計した後、核酸A1に基づいて、核酸A2、核酸B1、核酸B2を順次設計することができる。
 核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2については、核酸二本鎖複合体における核酸二本鎖間のヌクレオチド鎖交換が不可逆的に行われるように設計することができる。
 核酸A1、核酸A2、核酸B1、および核酸B2の具体的な構造の一態様を、図1Aに示す。
 第一乃至第四のヌクレオチド配列(ポリヌクレオチド)およびそれらに対応する配列(ポリヌクレオチド)は、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bをそれぞれ形成することができれば特に限定されず、任意の配列を選択することができる。例えば、核酸A1における第一のヌクレオチド配列は、核酸A2における第一のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。また、核酸B1における第四のヌクレオチド配列は、核酸B2における第四のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列は、第一のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 第四のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 第一のヌクレオチド配列は、第一のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、第一のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第四のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第四のヌクレオチド配列に対応する配列は、第四のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列は、第一のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 第四のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 第一乃至第四のヌクレオチド配列およびそれらに対応する配列は、核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとが核酸二本鎖複合体を形成することができるかぎり特に限定されず、任意の配列を選択することができる。例えば、核酸二本鎖Aにおける第二のヌクレオチド配列は、核酸二本鎖Bにおける第二のヌクレオチド配列に対応する配列とは結合(好ましくは、ハイブリダイズ)するが、核酸二本鎖Aにおける第三のヌクレオチド配列や、核酸二本鎖Bにおける第三のヌクレオチド配列に対応する配列や、他の核酸二本鎖Aにおける第二のヌクレオチド配列とは結合(好ましくは、ハイブリダイズ)しない配列を選択することができる。また、核酸二本鎖Aにおける第三のヌクレオチド配列は、核酸二本鎖Bにおける第三のヌクレオチド配列に対応する配列とは結合(好ましくは、ハイブリダイズ)するが、核酸二本鎖Aにおける第二のヌクレオチド配列や、核酸二本鎖Bにおける第二のヌクレオチド配列に対応する配列や、他の核酸二本鎖Aにおける第三のヌクレオチド配列とは結合(好ましくは、ハイブリダイズ)しない配列を選択することができる。さらに、核酸二本鎖Aにおける第二のヌクレオチド配列および第三のヌクレオチド配列、並びに核酸二本鎖Bにおける第二のヌクレオチド配列に対応する配列および第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、それぞれ、核酸分子内では結合(好ましくは、ハイブリダイズ)しない配列を選択することができる。
 第二のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。一方、第二のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列とはそれぞれ50%未満、より好ましくは30%未満の相補性を有するように選択することができる。また、第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列とはそれぞれ50%未満、より好ましくは30%未満の相補性を有するように選択することができる。
 第三のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有するように選択することができる。一方、第三のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とはそれぞれ50%未満、より好ましくは30%未満の相補性を有するように選択することができる。また、第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とはそれぞれ50%未満、より好ましくは30%未満の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 第二のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第二のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。一方、第二のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列および/または第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよく、また、第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列および/または第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下である。また、第三のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列および/または第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよく、また、第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、第二のヌクレオチド配列および/または第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下である。
 第三のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。一方、第三のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列および/または第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよく、また、第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、第二のヌクレオチド配列および/または第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下である。また、第二のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列および/または第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよく、また、第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列および/または第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下である。
 第二のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。一方、第二のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上低くなるように選択することができる。また、第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上低くなるように選択することができる。
 第三のヌクレオチド配列は、第三のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。一方、第三のヌクレオチド配列は、第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上低くなるように選択することができる。また、第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上低くなるように選択することができる。
 第一乃至第四のヌクレオチド配列およびそれらに対応する配列は、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bから、核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dを形成する構造変化が生ずるかぎり特に限定されず、任意の配列を選択することができる。例えば、核酸A1における第一のヌクレオチド配列は、核酸B1における第四のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。また、核酸A2における第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、核酸B2における第四のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 第一のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも10個、好ましくは、少なくとも15個、より好ましくは、少なくとも20個、さらに好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第四のヌクレオチド配列は、第一のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも10個、好ましくは、少なくとも15個、より好ましくは、少なくとも20個、さらに好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも10個、好ましくは、少なくとも15個、より好ましくは、少なくとも20個、さらに好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第四のヌクレオチド配列に対応する配列は、第一のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも10個、好ましくは、少なくとも15個、より好ましくは、少なくとも20個、さらに好ましくは、少なくとも25個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列は、第四のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、第四のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 核酸二本鎖Aの末端配列として、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列は、核酸二本鎖Aの片端に両方があってもよいし、両端にそれぞれあってもよい。核酸二本鎖Bの末端配列として、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、核酸二本鎖Bの片端に両方があってもよいし、両端にそれぞれあってもよい。好ましくは、核酸二本鎖Aの末端配列として、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列が、核酸二本鎖Aの片端に両方あり、核酸二本鎖Bの末端配列として、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列が、核酸二本鎖Bの片端に両方がある場合である。
 核酸二本鎖Aにおける二本鎖部分(第一のヌクレオチド配列と第一のヌクレオチド配列に対応する配列との対合部分)の塩基対の長さは、核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dを形成する構造変化が阻害されなければ特に限定されず、例えば、5塩基対~1000塩基対とすることができるが、好ましくは、10塩基対~100塩基対、より好ましくは、15塩基対~50塩基対である。
 核酸二本鎖Bにおける二本鎖部分(第四のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との対合部分)の塩基対の長さは、核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dを形成する構造変化が阻害されなければ特に限定されず、例えば、5塩基対~1000塩基対とすることができるが、好ましくは、10塩基対~100塩基対、より好ましくは、15塩基対~50塩基対である。
 核酸二本鎖Aにおける一本鎖部分(第二のヌクレオチド配列および第三のヌクレオチド配列)の塩基の長さは、本発明の核酸二本鎖複合体を形成することができれば特に限定されず、例えば、3塩基~1000塩基とすることができるが、好ましくは、5塩基~100塩基、より好ましくは、10塩基~30塩基である。
 核酸二本鎖Bにおける一本鎖部分(第二のヌクレオチド配列に対応する配列および第三のヌクレオチド配列に対応する配列)の塩基の長さは、本発明の核酸二本鎖複合体することができれば特に限定されず、例えば、3塩基~1000塩基とすることができるが、好ましくは、5塩基~100塩基、より好ましくは、10塩基~30塩基である。
 本願発明によれば、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bの少なくとも一つが核酸結合タンパク質の結合部位を有する。
 核酸結合タンパク質の結合部位は、核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの二本鎖部分、一本鎖部分、および核酸二本鎖複合体の分岐部分から選択される少なくとも一箇所に、少なくとも一種のタンパク質結合部位が存在するが、好ましくは、二本鎖部分である。転写因子のように特定の塩基配列を認識して結合するタンパク質の場合には、その認識配列とその周辺配列を含む。
 核酸二本鎖複合体は、核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとがそれぞれの末端配列において互いに結合し、かつヌクレオチド鎖交換などの構造変化が生ずる限り、結合の様式は特に限定されるものではないが、好ましくは、ハイブリダイゼーションにより結合させることができる。
 核酸二本鎖複合体において核酸二本鎖Aと核酸二本鎖B間のヌクレオチド鎖交換を生じさせるためには、核酸二本鎖Aの3’末端配列(第二のヌクレオチド配列)と核酸二本鎖Bの5’末端配列(第二のヌクレオチド配列に対応する配列)とが結合し、および/または核酸二本鎖Aの5’末端配列(第三のヌクレオチド配列)と核酸二本鎖Bの3’末端配列(第三のヌクレオチド配列に対応する配列)とが結合するように、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bを準備することが好ましい。
 本発明の好ましい態様では、核酸二本鎖Aの3’末端配列と核酸二本鎖Bの5’末端配列とがハイブリダイズし、および/または核酸二本鎖Aの5’末端配列と核酸二本鎖Bの3’末端配列とがハイブリダイズするように、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bを設計する。
 形成された核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dが安定して存在するためには、核酸二本鎖Cと核酸二本鎖Dとが結合しないように、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bを準備することが好ましい。
 本発明の好ましい態様では、核酸A1と核酸B1とが結合してできる一本鎖配列と、核酸A2と核酸B2とが結合してできる一本鎖配列とが、ハイブリダイズしないように、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bを設計する。
 本発明の好ましい態様によれば、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との相補性が70%以上であり、および/もしくは、第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性が70%以上であり、並びに/または、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列との相補性、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列との相補性、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性が、それぞれ、50%未満である、本発明による検出方法が提供される。
 本発明の好ましい態様によれば、また、第一のヌクレオチド配列が、第四のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるか、もしくは、第四のヌクレオチド配列が、第一のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなり、および/または、第一のヌクレオチド配列に対応する配列が、第四のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるか、もしくは、第四のヌクレオチド配列に対応する配列が、第一のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなり、並びに/あるいは、第二のヌクレオチド配列が第三のヌクレオチド配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第二のヌクレオチド配列が第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第二のヌクレオチド配列に対応する配列が第三のヌクレオチド配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第二のヌクレオチド配列に対応する配列が第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第三のヌクレオチド配列が第二のヌクレオチド配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第三のヌクレオチド配列が第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第三のヌクレオチド配列に対応する配列が第二のヌクレオチド配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4であり、第三のヌクレオチド配列に対応する配列が第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含む場合には、そのヌクレオチドの個数は最大で4である、本発明による検出方法が提供される。
 本発明の好ましい態様によれば、さらに、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との間のTm値、および/もしくは、第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上高く、並びに/または、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列との間のTm値、第二のヌクレオチド配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列との間のTm値、第二のヌクレオチド配列に対応する配列と第三のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上低い、本発明による検出方法が提供される。
第二の態様の核酸複合体
 本発明の第二の態様によれば、二つの核酸二本鎖部分が可逆的に鎖交換するように構成されてなる複合体(一体型核酸複合体E、一体型核酸複合体F)の構造変化の程度を測定することを含んでなる方法が提供される。
 一体型核酸複合体Eは、核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Gと核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Hとを含んでなる。
 核酸複合体Gは、核酸一本鎖含有体である核酸G1と核酸一本鎖含有体である核酸G2とを含んでなり、かつ、末端配列において核酸複合体Hと結合し得る核酸複合体である。
 核酸複合体Hは、核酸一本鎖含有体である核酸H1と核酸一本鎖含有体である核酸H2とを含んでなり、かつ、末端配列において核酸複合体Gと結合し得る核酸複合体である。
 一体型核酸複合体Fは、核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Iと核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Jとを含んでなる。
 核酸複合体Iは、核酸一本鎖含有体である核酸G1と核酸一本鎖含有体である核酸H1とを含んでなり、かつ、末端配列において核酸複合体Jと結合し得る核酸複合体である。
 核酸複合体Jは、核酸一本鎖含有体である核酸G2と核酸一本鎖含有体である核酸H2とを含んでなり、かつ、末端配列において核酸複合体Iと結合し得る核酸複合体である。
 一体型核酸複合体Eは、核酸複合体Gと核酸複合体Hとの間の鎖交換反応により、新たに、核酸複合体Iと核酸複合体Jとを含んでなる一体型核酸複合体Fに変換される。また、一体型核酸複合体Fも、核酸複合体Iと核酸複合体Jとの間の鎖交換反応により、新たに、核酸複合体Gと核酸複合体Hとを含んでなる一体型核酸複合体Eに変換される。このような一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の構造変化は可逆的に繰り返される。
 核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2はそれぞれ、以下のように設計することができる。
・核酸G1:末端部分1と、第五のヌクレオチド配列と、末端部分3とからなり、第五のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分1が、第五のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分3が連結されてなる核酸一本鎖含有体。
・核酸G2:末端部分2と、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分3に対応する部分とからなり、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分2が、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分3に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖含有体。
・核酸H1:末端部分1に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列と、末端部分4とからなり、第六のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分1に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分4が連結されてなる核酸一本鎖含有体。
・核酸H2:末端部分4に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分2に対応する部分とからなり、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分4に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分2に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖含有体。
 例えば、まず、目的の核酸結合タンパク質に基づいて、核酸G1を設計した後、核酸G1に基づいて、核酸G2、核酸H2、核酸H1を順次設計することができる。
 核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2については、核酸G1、核酸G2、核酸H1、および核酸H2からなる一体型核酸複合体が鎖交換反応によって可逆的な構造変化を繰り返すように設計される。
 核酸G1、核酸G2、核酸H1、および核酸H2の具体的な構造の一態様を、図1B(一体型核酸複合体Eの具体的な構造の一態様)および図1C(一体型核酸複合体Fの具体的な構造の一態様)に示す。
 核酸複合体が鎖交換反応によって可逆的な構造変化を繰り返すようにするために、例えば、核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2において、鎖交換が行われる配列(第五のヌクレオチド配列、第五のヌクレオチド配列に対応する配列、第六のヌクレオチド配列、第六にヌクレオチド配列に対応する配列)のそれぞれの両端に鎖交換の進行を停止させ、逆転させるための末端部分を付加することができる。
 ここで「末端部分」とは、2つの二本鎖部分の間で行われている鎖交換の進行を停止させ、逆転させることができれば特に限定されず、ポリヌクレオチドであってもよいし、鎖交換が行われる2つのヌクレオチド鎖の末端同士を結合するようなリンカー(例えば、鎖交換が行われる2つのヌクレオチド鎖の末端とリン酸ジエステル結合によって結合されるアルキル鎖等)であってもよいし、最末端にこのようなリンカーが導入されたポリヌクレオチドであってもよい。末端部分は、好ましくは、ポリヌクレオチドである。
 末端部分がポリヌクレオチドである場合について、以下に説明する。
 末端部分がポリヌクレオチドである場合は、核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸G2をそれぞれ核酸一本鎖として提供することができる。
 一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の可逆的な構造変化は以下のように起こる。まず、(1)第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において5’→ 3’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列の3’末端で停止され、および/または、第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第六のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換が、第六のヌクレオチド配列の5’末端で停止されると(一体型核酸複合体Eの形成)、鎖交換の向きが変わる。次いで(2)第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換、および/または、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列に対応する配列において5’→ 3’方向の鎖交換が進行する。次いで(3)第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列の5’末端で停止され、および/または、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列に対応する配列において5’→ 3’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端で停止されると(一体型核酸複合体Fの形成)、鎖交換の向きが変わる。次いで(4)第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において5’→ 3’方向の鎖交換、および/または、第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第六のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換が進行し、再び(1)~(4)が繰り返される。
 第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において5’→ 3’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列の3’末端で停止され、および/または、第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第六のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換が、第六のヌクレオチド配列の5’末端で停止され、鎖交換の向きが変わるためには、
 末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず、かつ末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず;および/または
 末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成され、かつ末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されるように設計することができる。
 末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で形成される安定性が高い塩基対群、および末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で形成される安定性が高い塩基対群は、末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列との間の安定性が低い塩基対群、および末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間の安定性が低い塩基対群よりも、熱力学的に安定であるように設計することができる。
 また、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列において3’→ 5’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列の5’末端で停止され、および/または、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列からなる核酸二本鎖が形成される鎖交換であって、第五のヌクレオチド配列に対応する配列において5’→ 3’方向の鎖交換が、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端で停止され、鎖交換の向きが変わるためには、
 末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず、かつ末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず;および/または
 末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成され、かつ末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されるように設計することができる。
 末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で形成される安定性が高い塩基対群および末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で形成される安定性が高い塩基対群は、末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列との間の安定性が低い塩基対群および末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間の安定性が低い塩基対群よりも、熱力学的に安定であるように設計することができる。
 熱力学的な安定性は、使用される塩基対から当業者であれば適宜決定することができる。
 「安定性が低い塩基対群」とは、対合すべき箇所において熱力学的に不安定であるため対合できない塩基対を含むことから、相補鎖が形成されない二本鎖の対応部分同士を意味する。
 「安定性が高い塩基対群」(塩基対群H)は、「安定性が低い塩基対群」(塩基対群L)よりも熱力学的に安定であれば特に制限されないが、例えば、安定性が高いGC塩基対およびAT塩基対の割合(好ましくは、GC塩基対の割合)が塩基対群Lよりも多い塩基対群にすることができる。また、塩基対群Lは、塩基対群Hよりも熱力学的に不安定であれば特に制限されないが、例えば、安定性が低いGG塩基対、GT塩基対、GA塩基対、TT塩基対、AA塩基対、TC塩基対、AC塩基対、CC塩基対、バルジ塩基(対応する塩基がない塩基)等の割合が塩基対群Hよりも多い塩基対群とすることができる。
 塩基対群Lは、2つの二本鎖部分の間で行われている鎖交換の進行を止めることができれば特に限定されず、少なくとも1個、好ましくは、2~3個、より好ましくは、4個以上(例えば、4~10個、4個~末端部分の塩基長)の塩基からなる塩基対群とすることができる。より好ましくは、塩基対群Lは、少なくとも連続した2~4個の安定性が低い塩基対を含んでなる塩基対群である。
 塩基対群Hは、2つの二本鎖部分の間で行われている鎖交換が停止され、その進行方向を変えることができれば特に限定されず、例えば、2個以上、好ましくは、3個以上(例えば、3~10個、3個~末端部分の塩基長)の塩基からなる塩基対群とすることができる。より好ましくは、塩基対群Hは、少なくとも連続した2~4個の安定性が高い塩基対を含んでなる塩基対群である。
 末端部分1~4のヌクレオチド配列およびそれらに対応する配列は、上記のような一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の可逆的な構造変化が可能であれば特に限定されず、任意の配列を選択することができる。
 例えば、末端部分1のヌクレオチド配列は、末端部分1に対応する部分のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。末端部分2のヌクレオチド配列は、末端部分2に対応する部分のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。末端部分3のヌクレオチド配列は、末端部分3に対応する部分のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。末端部分4のヌクレオチド配列は、末端部分4に対応する部分のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。
 末端部分1のヌクレオチド配列は、末端部分1に対応する部分のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 末端部分2のヌクレオチド配列は、末端部分2に対応する部分のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 末端部分3のヌクレオチド配列は、末端部分3に対応する部分のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 末端部分4のヌクレオチド配列は、末端部分4に対応する部分のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 末端部分1のヌクレオチド配列は、末端部分1に対応する部分のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、末端部分1に対応する部分のヌクレオチド配列は、末端部分1のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 末端部分2のヌクレオチド配列は、末端部分2に対応する部分のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、末端部分2に対応する部分のヌクレオチド配列は、末端部分2のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 末端部分3のヌクレオチド配列は、末端部分3に対応する部分のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、末端部分3に対応する部分のヌクレオチド配列は、末端部分3のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 末端部分4のヌクレオチド配列は、末端部分4に対応する部分のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、末端部分4に対応する部分のヌクレオチド配列は、末端部分4のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも3個、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは、少なくとも7個、さらに好ましくは、少なくとも10個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 末端部分1のヌクレオチド配列は、末端部分1に対応する部分のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 末端部分2のヌクレオチド配列は、末端部分2に対応する部分のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 末端部分3のヌクレオチド配列は、末端部分3に対応する部分のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 末端部分4のヌクレオチド配列は、末端部分4に対応する部分のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fにおいて、末端部分(ポリヌクレオチド)1~4のヌクレオチド配列とそれらに対応するヌクレオチド配列の塩基対の長さは、可逆的な構造変化が阻害されなければ特に限定されず、例えば、3塩基~50塩基とすることができるが、好ましくは、5塩基~30塩基、より好ましくは、10塩基~30塩基、さらにより好ましくは、10塩基~20塩基である。
 核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2については、また、一体型核酸複合体Eおよび一体型核酸複合体Fのいずれか一つの一体型核酸複合体のみが核酸結合タンパク質の結合部位を有するように設計される。
 本発明は、核酸二本鎖間の構造変化が、核酸結合タンパク質の結合により阻害されることを利用するものであるが、一体型核酸複合体においては、鎖交換の前後ではタンパク質結合配列は変わらない。例えば、核酸複合体G(核酸G1/核酸G2)がタンパク質結合配列を有する場合は、核酸複合体I(核酸G1/核酸H1)と核酸複合体J(核酸G2/核酸H2)にもタンパク質結合配列が存在することになる。この場合、一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fのいずれにも核酸結合タンパク質が結合することとなる。本発明を利用してタンパク質の結合を検出するためには、核酸結合タンパク質がいずれか一方の一体型核酸複合体にのみ結合するように設計する。
 塩基配列を認識して結合するような核酸結合タンパク質は、その認識部位に変異があると結合が阻害される。従って、本発明によれば、一体型核酸複合体Eおよび一体型核酸複合体Fのいずれか一つのみが核酸タンパク質結合配列を有し、他の一体型核酸複合体が核酸タンパク質結合配列を有さないようにするため、例えば、タンパク質結合配列に変異を導入することができる。このような変異としては、核酸タンパク質が、目的の核酸複合体の結合配列以外には結合しないような変異とすることができる。具体的な構造の一態様を、図13に示す。
 例えば、一体型核酸複合体Eにおいて、核酸複合体Gのうち、核酸G1および核酸G2のいずれのタンパク質結合部位には変異を導入せず、核酸複合体Hのうち、核酸H1、核酸H2のいずれにも変異を導入した場合、核酸結合タンパク質は、核酸複合体Gと、場合によっては、核酸複合体Hには結合することができる。しかし、一体型核酸複合体Eが構造変化して、核酸複合体Iと核酸複合体Jとが形成されると、核酸複合体Iは核酸H1に、核酸複合体Jは核酸H2にそれぞれ変異を有することになるので、一体型核酸複合体Fにはタンパク質が結合することができないこととなる。
 このように、変異は、いずれかの核酸一本鎖とその相補鎖(例えば、第五のヌクレオチド配列/第五のヌクレオチド配列に対応する配列、第六のヌクレオチド配列/第六のヌクレオチド配列に対応する配列、第五のヌクレオチド配列/第六のヌクレオチド配列、第五のヌクレオチド配列に対応する配列/第六のヌクレオチド配列に対応する配列)に少なくとも1個ずつ導入される。
 変異は、好ましくは、タンパク質結合配列に、より好ましくは、タンパク質結合配列のうちタンパク質との結合に深く関わる塩基に導入される。タンパク質結合配列のうちタンパク質との結合に深く関わる塩基については、核酸タンパク質ごとに知られている。タンパク質との結合に深く関わる塩基は、X線解析等によって決定されたタンパク質-核酸複合体の構造から決定することもできる。あるいは、TFSEARCH(http://mbs.cbrc.jp/research/db/TFSEARCHJ.html)等のデータベースにより検索可能な高度に保存された塩基から推測することもできる。
 変異の位置は、鎖交換が阻害されず、かつ、核酸結合タンパク質の結合が阻害されるように決定することができる。例えば、相補鎖間でずらして導入する(すなわち、各箇所で一方の鎖の塩基にのみ変異を導入する)こともできるし、同じ箇所に導入することもできる。また、同じ箇所に変異が導入される場合は、ミスマッチとなるような変異を導入することも、マッチとなる変異を導入することができる。しかし、鎖交換の効率を低下させないためには、変異は、相補鎖において、変異箇所をずらして導入されることが好ましい。
 変異の種類としては、核酸結合タンパク質の結合を阻害することができれば特に限定されず、目的の核酸結合タンパク質とその認識配列に応じて適宜決定することができるが、ヌクレオチドの置換、欠失、挿入等が挙げられ、好ましくは、置換である。
 変異の数は、核酸結合タンパク質の結合を阻害することができれば特に限定されず、目的の核酸結合タンパク質とその認識配列に応じて適宜決定することができるが、例えば、一本鎖に1~10個であり、好ましくは1~5個、より好ましくは2~5個である。
 変異が導入された核酸は、公知の方法に従って合成することができる。
 変異の代わりに、タンパク質と結合しない人工塩基を導入することもできる。
 一体型核酸複合体Eおよび一体型核酸複合体Fのいずれか一つのみが核酸タンパク質結合配列を有し、他の一体型核酸複合体が核酸タンパク質結合配列を有さないようにするためには、例えば、タンパク質が結合できないような構造となるような変異を導入することもできる。具体的な構造の一態様を、図14に示す。
 この場合、鎖交換が途中で阻害されるような変異を導入することにより、完全なタンパク質結合部位は、鎖交換の前後においてどちらか一方にしか存在しないこととなる。 
 第五または第六のヌクレオチド配列およびそれらに対応する配列は、一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の可逆的な構造変化が可能であれば特に限定されず、任意の配列を選択することができる。
 例えば、核酸G1における第五のヌクレオチド配列は、核酸G2における第五のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。また、核酸H1における第六のヌクレオチド配列は、核酸H2における第六のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列は、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 第六のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 第五のヌクレオチド配列は、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第五のヌクレオチド配列に対応する配列は、第五のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第六のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第六のヌクレオチド配列に対応する配列は、第六のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列は、第五のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 第六のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 また、核酸G1における第五のヌクレオチド配列は、核酸H1における第六のヌクレオチド配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。また、核酸G2における第五のヌクレオチド配列に対応する配列は、核酸G2における第六のヌクレオチド配列に対応する配列と結合(好ましくは、ハイブリダイズ)する配列を選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、特に好ましくは、95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列に対応する配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。なお、後述するように、検出感度の向上を目的として、ミスマッチを導入してもよい。
 第五のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第六のヌクレオチド配列は、第五のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列に対応する配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、第六のヌクレオチド配列に対応する配列は、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列は、第六のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 第五のヌクレオチド配列に対応する配列は、第六のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上高くなるように選択することができる。
 一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fにおいて、第五のヌクレオチド配列および第五のヌクレオチド配列に対応する配列、並びに第六のヌクレオチド配列および第六のヌクレオチド配列に対応する配列の塩基対の長さは、可逆的な構造変化が阻害されなければ特に限定されず、例えば、5塩基対~100塩基対とすることができるが、好ましくは、8塩基対~50塩基対、より好ましくは、10塩基対~30塩基対である。
 核酸結合タンパク質の結合部位は、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体の二本鎖部分、あるいは一体型核酸複合体の分岐部分に、少なくとも一種のタンパク質結合部位が存在するが、好ましくは、二本鎖部分、より好ましくは、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列との二本鎖部分、および/もしくは、第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との二本鎖部分、または、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列との二本鎖部分、および/もしくは、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との二本鎖部分である。転写因子のように特定の塩基配列を認識して結合するタンパク質の場合には、その認識配列とその周辺配列を含む。
 一体型核酸複合体は、核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2が互いに結合し、かつ鎖交換による可逆的な構造変化が生ずる限り、結合の様式は特に限定されるものではないが、好ましくは、ハイブリダイゼーションにより結合させることができる。
 一体型核酸複合体は、一本の核酸の分子内高次構造でもよいし、二本以上の核酸からなる多量体であってもよい。例えば、核酸G1の5’末端と核酸G2の3’末端とは、リン酸ジエステル結合により結合し、核酸G1と核酸G2とが一本鎖となっていてもよい。核酸G1の3’末端と核酸H1の5’末端とは、リン酸ジエステル結合により結合し、核酸G1と核酸H1とが一本鎖となっていてもよい。核酸H1の3’末端と核酸H2の5’末端とは、リン酸ジエステル結合により結合し、核酸H1と核酸H2とが一本鎖となっていてもよい。核酸H2の3’末端と核酸G2の5’末端とは、リン酸ジエステル結合により結合し、核酸G2と核酸H2とが一本鎖となっていてもよい。例えば、一体型核酸複合体は以下のような構造をとることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明の好ましい態様によれば、一体型核酸複合体であって、
 核酸G1が、末端部分1と、第五のヌクレオチド配列と、末端部分3とからなり、第五のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分1が、第五のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分3が連結されてなる核酸一本鎖であり、
 核酸G2が、末端部分2と、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分3に対応する部分とからなり、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分2が、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分3に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖であり、
 核酸H1が、末端部分1に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列と、末端部分4とからなり、第六のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分1に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分4が連結されてなる核酸一本鎖であり、
 核酸H2が、末端部分4に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分2に対応する部分とからなり、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分4に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分2に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖であり、
 末端部分1~4とそれらに対応する部分がポリヌクレオチドであって、
 末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が低い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され、かつ末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が低い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され;および
 末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され、かつ末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され;並びに
 末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が低い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され、かつ末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が低い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され;および
 末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され、かつ末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群(例えば、2~10塩基対)が形成され、
 一体型核酸複合体Eおよび一体型核酸複合体Fのいずれか一つのみが核酸タンパク質結合配列を有するように変異が導入された(ここで、変異は、タンパク質結合配列に、相補鎖間でずらして導入され、変異の数は、1~5個である。)
一体型核酸複合体の構造変化の程度を測定することを含んでなる、本発明による検出方法が提供される。より好ましい態様としては、構造変化の程度が、蛍光共鳴エネルギー転移を利用して測定される、本発明による検出方法が提供される。
核酸結合タンパク質
 本願明細書において、「核酸結合タンパク質」は、核酸に結合するタンパク質であれば特に限定されず、例えば、転写因子、構造タンパク質、修復酵素、分岐結合タンパク質、組み換え酵素、ポリメラーゼ、RNA結合タンパク質、一本鎖DNA結合タンパク質、DNAまたはRNA切断酵素等が挙げられる。
 転写因子としては、例えば、TFIIID、NFκB、p53やAP1等が挙げられる。
 構造タンパク質としては、例えば、テロメアDNA結合タンパク質(例えば、ヒトTRF1、TRF2、POT1等)等が挙げられる。
 修復酵素はミスマッチ結合タンパク質であり、例えば、大腸菌MutS、ヒトMSH2、MSH6等が挙げられる。
 分岐結合タンパク質としては、例えば、大腸菌RuvAが挙げられる。
 組換えに関わる酵素としては、例えば、大腸菌RecA、酵母Rad51等が挙げられる。
 ポリメラーゼとしては、RNAポリメラーゼ、DNAポリメラーゼ等が挙げられる。
 RNA結合タンパク質としては、例えば、スプライソソーム複合体に含まれるU1snRNP、U2snRNP、U6snRNP、あるいはポリA結合タンパク質、RNA修飾酵素、RISC複合体等が挙げられる。
 一本鎖DNA結合タンパク質としては、大腸菌SSB、ヒトRPA等が挙げられる。一本鎖DNA結合タンパク質は、例えば、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bの少なくとも一方の一本鎖部分に結合し、核酸二本鎖複合体の形成を阻害する。
 DNAまたはRNA切断酵素としては、例えば、制限酵素(例えば、EcoRI、HindIII等)、ニッキング酵素、Dicer等が挙げられる。一本鎖あるいは二本鎖の切断によって核酸二本鎖複合体の形成あるいはその後の構造変化が阻害される。
 核酸結合タンパク質は、精製されたものを使用してもよいし、細胞抽出液を使用してもよい。
検出方法
第一の態様
 末端に一本鎖部分を有する核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bは、それぞれの末端配列が互いに結合して核酸二本鎖複合体が形成され、続いて、構造変化が生じ、新たな核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dが形成される。新たに形成された核酸二本鎖Cおよび核酸二本鎖Dは、それらの末端配列において互いに結合して複合体を形成することはない。しかし、核酸結合タンパク質が核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bに結合すると、このような核酸二本鎖複合体の形成や、続く新たな核酸二本鎖の形成が阻害される。従って、核酸と核酸結合タンパク質との結合は、核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を指標にして、具体的には、核酸二本鎖および/または核酸二本鎖複合体の量を指標として、検出することができる。
 核酸と核酸結合タンパク質との結合は、下記工程を実施することにより検出することができる:
(i)核酸結合タンパク質と、核酸二本鎖Aと、核酸二本鎖Bとを接触させる工程;および
(ii)核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定する工程。
 具体的には、工程(ii)において、核酸A1と核酸B1とからなる核酸二本鎖(核酸二本鎖C)および/または核酸A2と核酸B2とからなる核酸二本鎖(核酸二本鎖D)の量を測定することにより核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定することができる。
 測定した量を、核酸結合タンパク質の非存在下での核酸二本鎖Cおよび/または核酸二本鎖Dの量と比較する工程を更に含んでいてもよい。この場合、核酸結合タンパク質の存在下での核酸二本鎖Cおよび/または核酸二本鎖Dの形成量が、核酸結合タンパク質の非存在下での形成量を下回る場合に、核酸結合タンパク質が核酸に結合すると判定できる。
 また、工程(ii)において、核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量を測定することにより核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定することもできる。
 測定した量を、核酸結合タンパク質の非存在下での核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量と比較する工程を更に含んでいてもよい。この場合、核酸結合タンパク質の存在下での核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量が、核酸結合タンパク質の非存在下での量を上回る場合に、核酸結合タンパク質が核酸に結合すると判定できる。
 ここで、「核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量」は、核酸二本鎖複合体における核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量も含まれる。
 本発明による第一の態様の検出方法において「接触させる工程」は、核酸二本鎖A、核酸結合タンパク質および核酸二本鎖Bは、全てを同時に混合してもよいし、核酸二本鎖Aと核酸結合タンパク質を混合した後に核酸二本鎖Bを加えてもよい。
 本発明による第一の態様の検出方法において、構造変化は、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bのうち、いずれか一方の核酸二本鎖を他方の核酸二本鎖に対して過剰量とすることにより効率を上げることができる。また、構造変化が起こるのを阻害しない適切な配列を選択することにより、等量でも十分な効率の構造変化を起こすことができる。
第二の態様
 一体型核酸複合体Eは、核酸複合体Gと核酸複合体Hとが互いに結合して核酸複合体が形成されたものである。一体型核酸複合体Fは、核酸複合体Iと核酸複合体Jとが互いに結合して核酸複合体が形成されたものである。一体型核酸複合体Eは、核酸複合体Gと核酸複合体Hとの間の鎖交換反応により、新たに、核酸複合体Iと核酸複合体Jとからなる一体型核酸複合体Fに変換される。また、一体型核酸複合体Fも、核酸複合体Iと核酸複合体Jとの間の鎖交換反応により、新たに、核酸複合体Gと核酸複合体Hとからなる一体型核酸複合体Eに変換される。このような一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の構造変化は可逆的に繰り返される。しかし、核酸結合タンパク質が核酸複合体G、核酸複合体H、核酸複合体I、あるいは核酸複合体Jのいずれかに結合すると、このような可逆的な構造変化は阻害され、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fのいずれかの構造で安定化される。
 この時、一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとが異なる値を示すような標識(例えば、核酸G1と核酸G2、核酸G1と核酸H1、核酸G1と核酸H2、核酸G2と核酸H1、核酸G2と核酸H2、あるいは核酸H1と核酸H2にそれぞれ、例えば、蛍光標識と消光標識をする)をすると、構造の安定化に伴い、標識の値も安定化(すなわち、標識の値の上昇または低下)される。
 従って、核酸と核酸結合タンパク質との結合は、一体型核酸複合体の構造変化の程度を指標にして、具体的には、一体型核酸複合体Eあるいは一体型核酸複合体Fの量を指標として、検出することができる。第2の態様の検出の一態様を図12に示す。
 核酸と核酸結合タンパク質との結合は、下記工程を実施することにより検出することができる:
(iii)核酸結合タンパク質と、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fとを接触させる工程;および
(iv)一体型核酸複合体の構造変化の程度を測定する工程。
 具体的には、工程(iv)において、目的の一体型核酸複合体の量を測定することにより核酸複合体の構造変化の程度を測定することができる。
 例えば、核酸結合タンパク質が核酸複合体Gまたは核酸複合体Hに結合するように設計した場合、一体型核酸複合体Eの量から核酸に結合された核酸結合タンパク質の量を判定することができる。あるいは、核酸結合タンパク質が核酸複合体Iまたは核酸複合体Jに結合するように設計した場合、一体型核酸複合体Fの量から核酸に結合された核酸結合タンパク質の量を判定することができる。
 本発明による第二の態様の検出方法において「接触させる工程」は、一体型核酸複合体Fまたは一体型核酸複合体Gと核酸結合タンパク質とは、同時に混合することができる。
 本発明による第二の態様の検出方法によれば、予め調製しておいた核酸複合体とタンパク質を混合するだけでよいことから、操作ステップの減少や煩雑さによる操作ミスを低減するなどの操作性の向上が期待できる点で有利である。
 本発明による検出方法において、核酸結合タンパク質は、そのエフェクター分子(タンパク質)ととともに接触させてもよい。
 本発明による検出方法によれば、得られた核酸の形成量から、核酸と核酸結合タンパク質との結合能を算出することもできる。
 本発明による検出方法によれば、結合配列が知られていない核酸結合タンパク質について、本願発明の検出方法を利用して特定の配列に結合することができるか否かを判定することにより、核酸結合タンパク質の結合配列を決定することができる。
 本発明による検出方法によれば、結合されるタンパク質が知られていない配列について、本願発明の検出方法を利用して被験タンパク質が目的の配列に結合することができるか否かを判定することにより、目的の結合配列に結合する核酸結合タンパク質を同定することができる。
 本発明による検出方法において、構造変化は触媒を必要とする反応ではないが(例えば、第一の態様であれば、それぞれの末端に、互いに結合することができる一本鎖部分を有する核酸二本鎖を接触させれば起こる)、例えば、大腸菌のRuvBタンパク質などの触媒を用いて反応を促進することもできる。
 本発明による検出方法は、ハイブリダイゼーションを促進させる物質(例えば、ポリエチレングリコールやデキストラン硫酸等)の存在下で行ってもよい。また、タンパク質やDNAの吸着防止や保護効果のある物質(例えば、ウシ血清アルブミン、無関係なDNA等)の存在下で行ってもよい。
 本願発明による検出方法は、使用される核酸結合タンパク質に適した温度で行うことができる。DNA結合タンパク質の検出は、一般的には20℃~30℃で行われるが、好熱性のタンパク質の場合はより高温で行うことができる。
 核酸二本鎖、核酸二本鎖複合体、核酸複合体の量を測定する方法としては、当業者に知られている原理や方法であればいずれも使用でき、例えば、放射性標識、蛍光標識、電気泳動、蛍光共鳴エネルギー転移などを利用した方法が挙げられる。好ましくは、蛍光標識や蛍光共鳴エネルギー転移を利用した方法、より好ましくは、過剰な標識を除去するための洗浄操作や電気泳動を必要としないアッセイを可能とする蛍光共鳴エネルギー転移を利用した方法により、核酸二本鎖、核酸二本鎖複合体、核酸複合体の量を測定することができる。
 第一の態様によれば、例えば、核酸A1の5’末端を蛍光物質で標識し、核酸B1の3’末端は前記蛍光物質を消光する物質で標識することができる。この場合、核酸A1が核酸二本鎖Aを形成している時は蛍光を発するが、核酸A1が核酸B1とハイブリダイズし、新たに核酸二本鎖Cを形成すると、核酸B1の標識によって消光されることから、蛍光値を測定することにより、容易に核酸二本鎖Aの量を測定することができる。
 また、核酸A1の5’末端を蛍光物質で標識し、核酸A2の3’末端を前記蛍光物質を消光できる物質で標識することができる。この場合、核酸A1が核酸二本鎖Aを形成している時は消光されるが、核酸A1が核酸B1とハイブリダイズし、新たに核酸二本鎖Cを形成すると、蛍光を発することができることから、蛍光値を測定することにより、核酸二本鎖Cの量を測定することができる。
 核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2のうち、いずれの核酸が標識されてもよく、標識の位置は、核酸の内部であっても末端であってもよいが、好ましくは、末端である。
 第二の態様によれば、例えば、核酸G1のうち、第五のヌクレオチド配列の3’末端を蛍光物質で標識し、核酸G2のうち、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端は前記蛍光物質を消光する物質で標識することができる。この場合、核酸G1が核酸複合体Gを形成している時は消光されるが、核酸G1が核酸複合体Iを形成すると、核酸G1の標識によって蛍光を発することから、蛍光値を測定することにより、容易に一本鎖核酸複合体Eまたは一本鎖核酸複合体Fの量を測定することができる。消光物質と蛍光物質は入れ替えることもできる。
 また、核酸G1のうち、第五のヌクレオチド配列の3’末端を蛍光物質で標識し、核酸H2のうち、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端は前記蛍光物質を消光できる物質で標識することができる。この場合、核酸G1が核酸複合体Gを形成している時は消光されるが、核酸G1が核酸複合体Iを形成すると、蛍光を発することができることから、蛍光値を測定することにより、容易に一本鎖核酸複合体Eまたは一本鎖核酸複合体Fの量を測定することができる。消光物質と蛍光物質は入れ替えることもできる。
 さらに、核酸G1のうち、第五のヌクレオチド配列の5’末端を蛍光物質で標識し、核酸H2のうち、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端は前記蛍光物質を消光できる物質で標識することができる。この場合、核酸G1が核酸複合体Gを形成している時は蛍光を発することができるが、核酸G1が核酸複合体Iを形成すると、消光することから、蛍光値を測定することにより、容易に一本鎖核酸複合体Eまたは一本鎖核酸複合体Fの量を測定することができる。消光物質と蛍光物質は入れ替えることもできる。
 核酸G1(好ましくは、第五のヌクレオチド配列)、核酸G2(好ましくは、第五のヌクレオチド配列に対応する配列)、核酸H1(好ましくは、第六のヌクレオチド配列)、核酸H2(好ましくは、第六のヌクレオチド配列に対応する配列)のうち、いずれの核酸が標識されてもよく、標識の位置は、核酸の内部であっても末端であってもよいが、構造変化の前後で標識の距離の差異が大きくなるような位置であることが好ましい。
 蛍光標識としては、例えば、フルオレセイン、TAMRA、HEX、TET、JOE、Cy5、Cy3、Alexaシリーズ(モレキュラープローブ社)、蛍光緑色タンパク質(GFP)等が挙げられるが、好ましくは、フルオレセイン、TAMRA、HEX、TET、JOE、Cy5、Cy3、Alexaシリーズである。
 消光物質としては、例えば、DABCYL、TAMRA、BHQ(モレキュラープローブ社)等が挙げられ、使用される蛍光物質に応じて、適宜選択することができる。
 蛍光共鳴エネルギー転移は消光ではなく、蛍光波長のシフトとしても利用することができる。この蛍光エネルギー転移は、蛍光分光光度計、リアルタイムPCR装置あるいは蛍光プレートリーダーなどの汎用される装置で測定することができる。
ミスマッチの導入
 ヌクレオチド鎖交換反応において、ヌクレオチド配列にミスマッチが導入されると鎖交換効率が低下することが知られている(Panyutin IG et al. J. Mol. Biol. 1993 230 413-424)。しかし、本発明者らは、核酸複合体に用いられる核酸にミスマッチを導入することにより、鎖交換効率を大きく低下させることなく、核酸結合タンパク質による鎖交換反応の抑制効果を増強できることを見出した(実施例4)。また、ミスマッチの導入を利用して核酸結合タンパク質の検出を行うと、S/N比が向上することも見出された(実施例4)。
 ミスマッチ導入により鎖交換反応の抑制効果が増強され、また、S/N比が向上することは、本発明による検出方法やスクリーニング方法において、少量のタンパク質でアッセイが可能となるため、コストを削減できる点で有利である。特に、生体内のタンパク質の検出においては、貴重な試料を節約できるとともに、測定範囲が広がることで詳細な解析が可能となる点で有利である。
 ミスマッチは、鎖交換反応において交換後に相補鎖となる核酸鎖の間にミスマッチが存在するように導入される。
 例えば、核酸二本鎖複合体の場合、核酸A1のヌクレオチド配列(好ましくは、第一のヌクレオチド配列)における、核酸B1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;核酸B1のヌクレオチド配列(好ましくは、第四のヌクレオチド配列)における、核酸A1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;核酸A2のヌクレオチド配列(好ましくは、第一のヌクレオチド配列に対応する配列)における、核酸B2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;および核酸B2のヌクレオチド配列(好ましくは、第四のヌクレオチド配列に対応する配列)における、核酸A2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基から選択されるミスマッチ塩基を単独でまたは組み合わせて導入することができる。
 この場合、ミスマッチの導入位置は、鎖交換が行われる配列であれば、鎖交換効率を大きく損なわないかぎり特に制限されないが、好ましくは、核酸タンパク質結合配列以外の配列である。
 この場合、ミスマッチの数は、鎖交換効率を大きく損なわない限り特に制限されないが、例えば、第一のヌクレオチド配列は第四のヌクレオチド配列と、第四のヌクレオチド配列は第一のヌクレオチド配列と、第一のヌクレオチド配列に対応する配列は第四のヌクレオチド配列に対応する配列と、第四のヌクレオチド配列に対応する配列は第一のヌクレオチド配列に対応する配列と、それぞれ、90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは、95%以上、さらにより好ましくは、98%以上、特に好ましくは、99%以上の相補性を有するような数で導入することができる。
 この場合、ミスマッチを形成する塩基は、核酸二本鎖複合体において、核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2のいずれの核酸にも単独でまたは組み合わせて導入することができるが、好ましくは、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との間、および/または第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との間、より好ましくは、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との間、および第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との間にミスマッチが形成されるように導入される。
 この場合、ミスマッチを形成する塩基は、鎖交換前の相補鎖間でずらして導入することもできるし、同じ箇所に導入することもできるが、好ましくは、鎖交換前の相補鎖において、同じ箇所に導入される。
 核酸二本鎖複合体の場合の好ましい態様としては、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との間、および第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との間に、第一のヌクレオチド配列と第四のヌクレオチド配列との相補性および第一のヌクレオチド配列に対応する配列と第四のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性が、それぞれ、90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは、95%以上、さらにより好ましくは、98%以上、特に好ましくは、99%以上の相補性を有するような数のミスマッチが導入される。
 一体型複合体の場合、核酸G1のヌクレオチド配列(好ましくは、第五のヌクレオチド配列)における、核酸H1のヌクレオチド配列あるいは核酸G2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;核酸G2のヌクレオチド配列(好ましくは、第五のヌクレオチド配列に対応する配列)における、核酸H2のヌクレオチド配列あるいは核酸G1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;核酸H1のヌクレオチド配列(好ましくは、第六のヌクレオチド配列)における、核酸G1のヌクレオチド配列あるいは核酸H2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;および核酸H2のヌクレオチド配列(好ましくは、第六のヌクレオチド配列に対応する配列)における、核酸G2のヌクレオチド配列あるいは核酸H1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基から選択されるミスマッチ塩基を単独でまたは組み合わせて導入することができる。
 この場合、ミスマッチの導入位置は、鎖交換が行われる配列であれば、鎖交換効率を大きく損なわないかぎり特に制限されないが、好ましくは、核酸タンパク質結合配列以外の配列である。
 この場合、ミスマッチの数は、鎖交換効率を大きく損なわない限り特に制限されないが、例えば、第五のヌクレオチド配列は第六のヌクレオチド配列と、第六のヌクレオチド配列は第五のヌクレオチド配列と、第五のヌクレオチド配列に対応する配列は第六のヌクレオチド配列に対応する配列と、第六のヌクレオチド配列に対応する配列は第五のヌクレオチド配列に対応する配列と、第五のヌクレオチド配列は第五のヌクレオチド配列に対応する配列と、第五のヌクレオチド配列に対応する配列は第五のヌクレオチド配列と、第六のヌクレオチド配列は第六のヌクレオチド配列に対応する配列と、第六のヌクレオチド配列に対応する配列は第六のヌクレオチド配列と、それぞれ、90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは、95%以上、さらにより好ましくは、98%以上、特に好ましくは、99%以上の相補性を有するような数を導入することができる。
 この場合、ミスマッチを形成する塩基は、核酸複合体において、核酸G1、核酸G2、核酸H1、核酸H2のいずれの核酸にも単独でまたは組み合わせて導入することができるが、好ましくは、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列との間、および/もしくは第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間、または、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列との間、および/もしくは第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間、より好ましくは、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列との間、および第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間、または、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列との間、および第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間にミスマッチが形成されるように導入されることが好ましい。ここで、ミスマッチを形成する塩基は、可逆的な構造変化が、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fのうち、タンパク質結合配列を有さない一体型核酸複合体に寄るように導入されることが好ましい。従って、一体型核酸複合体Eがタンパク質結合配列を有するように設計されている場合は、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列との間、および/もしくは第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間にミスマッチが形成されるように導入されることが好ましい。
 一体型複合体の場合の好ましい態様として、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列との間、および第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間に、第五のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列との相補性および第五のヌクレオチド配列に対応する配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性が、それぞれ、90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは、95%以上、さらにより好ましくは、98%以上、特に好ましくは、99%以上の相補性を有するような数のミスマッチ、並びに、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列に対応する配列との間、および第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との間に、第五のヌクレオチド配列と第五のヌクレオチド配列との相補性および第六のヌクレオチド配列と第六のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性が、それぞれ、90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは、95%以上、さらにより好ましくは、98%以上、特に好ましくは、99%以上の相補性を有するような数のミスマッチが導入される。
マルチプレックス検出
 本願発明の検出方法によれば、複数の核酸複合体を用いて、核酸結合タンパク質の核酸への結合を複数同時に検出することができる(マルチプレックス検出)。
 マルチプレックス検出は、核酸結合タンパク質の阻害剤などのスクリーニングにおいてその効率を上げることができる。標的以外のタンパク質への影響は、副作用の原因となるため、できるだけ早い段階で影響が小さいことを確認する必要がある。マルチプレックス検出によれば、薬剤の標的タンパク質への効果を調べると同時に、他のタンパク質への影響も調べることが可能になる。
 マルチプレックス検出は、また、細胞内に存在する複数のタンパク質への結合活性を測定することできるため、細胞内で起きている生命現象をより詳細に把握することができる。マルチプレックス検出によれば、翻訳後修飾や他のタンパク質との相互作用で核酸結合活性が変化することが知られている核酸結合タンパク質について、より詳細な知見を得ることができる。
 マルチプレックスな検出方法において使用される核酸の配列は、複数の核酸複合体が独立して構造変化が生ずるかぎり特に限定されず、一つの核酸複合体に係る反応系の各核酸の配列については、他の反応系の核酸同士の結合や核酸複合体の構造変化に影響を与えないように設計することができる。
 核酸二本鎖複合体を使用するマルチプレックス検出について、例えば、各反応系における第一乃至第四のヌクレオチド配列およびそれらに対応する配列、並びに他の反応系における核酸のヌクレオチド配列は、以下のように設計することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、該第一のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各反応系における第四のヌクレオチド配列は、該第四のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、該第一のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、該第一のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 各反応系における第四のヌクレオチド配列は、該第四のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第四のヌクレオチド配列に対応する配列は、該第四のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、該第一のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。
 各反応系における第四のヌクレオチド配列は、該第四のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。
 各反応系における第二のヌクレオチド配列は、該第二のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。一方、各反応系における第二のヌクレオチド配列は、同一反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との相補性が、それぞれ50%未満、より好ましくは30%未満、特に好ましくは20%未満となるように選択することができる。また、各反応系における第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との相補性が、それぞれ50%未満、より好ましくは30%未満、特に好ましくは20%未満となるように選択することができる。
 各反応系における第三のヌクレオチド配列は、該第三のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。一方、各反応系における第三のヌクレオチド配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との相補性が、それぞれ50%未満、より好ましくは30%未満、特に好ましくは20%未満となるように選択することができる。また、各反応系における第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列との相補性、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との相補性が、それぞれ50%未満、より好ましくは30%未満、特に好ましくは20%未満となるように選択することができる。
 各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。
 各反応系における第二のヌクレオチド配列は、該第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、該第二のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 一方、各反応系における第二のヌクレオチド配列は、同一反応系における第三のヌクレオチド配列および第三のヌクレオチド配列に対応する配列、並びに他の反応系における核酸のヌクレオチド配列のいずれかの相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。また、各反応系における第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第三のヌクレオチド配列および第三のヌクレオチド配列に対応する配列、並びに他の反応系における核酸のヌクレオチド配列のいずれかの相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。加えて、各反応系における第三のヌクレオチド配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。また、各反応系における第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。さらに、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列は、各反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。
 各反応系における第三のヌクレオチド配列は、該第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、該第三のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 一方、各反応系における第三のヌクレオチド配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列および第二のヌクレオチド配列に対応する配列、並びに他の反応系における核酸のヌクレオチド配列のいずれかの相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。また、各反応系における第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列および第二のヌクレオチド配列に対応する配列、並びに他の反応系における核酸のヌクレオチド配列のいずれかの相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。加えて、各反応系における第二のヌクレオチド配列は、各反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。各反応系における第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、各反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。さらに、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列は、各反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続するヌクレオチドを含んでいてもよいが、そのヌクレオチドの個数は、最大で4個、好ましくは、3個以下、より好ましくは、2個以下である。
 各反応系における第二のヌクレオチド配列は、該第二のヌクレオチド配列に対応する配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。一方、各反応系における第二のヌクレオチド配列は、同一反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列のTm値、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との間のTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上低くなるように選択することができる。また、各反応系における第二のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第三のヌクレオチド配列や、第三のヌクレオチド配列に対応する配列のTm値、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列との間のTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上低くなるように選択することができる。
 各反応系における第三のヌクレオチド配列は、該第三のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。一方、各反応系における第三のヌクレオチド配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列とのTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上低くなるように選択することができる。また、各反応系における第三のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第二のヌクレオチド配列や、第二のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値、他の反応系における核酸のヌクレオチド配列とのTm値が、それぞれ、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上低くなるように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列に対応する配列と70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは、90%以上、さらに好ましくは、95%以上、特に好ましくは、98%以上の相補性を有するように選択することができる。
 各反応系における各ヌクレオチド配列と70%以上の相補性を有する配列は、好ましくは、各ヌクレオチド配列の相補配列である。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第四のヌクレオチド配列は、同一反応系における第一のヌクレオチド配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。また、各反応系における第四のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第一のヌクレオチド配列に対応する配列の相補配列の連続する少なくとも5個、好ましくは、少なくとも10個、より好ましくは、少なくとも15個、さらに好ましくは、少なくとも20個、特に好ましくは、少なくとも25個、最も好ましくは、少なくとも30個のヌクレオチドを含んでなるように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列との間のTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。
 各反応系における第一のヌクレオチド配列に対応する配列は、同一反応系における第四のヌクレオチド配列に対応する配列とのTm値が、反応温度より5℃以上、好ましくは、10℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上、特に好ましくは、25℃以上高くなるように選択することができる。
 一体型核酸複合体を使用するマルチプレックス検出については、他の反応系の影響が少ないため、当業者であれば、使用されるヌクレオチド配列(例えば、第五のヌクレオチド配列、第六のヌクレオチド配列、末端部分1~4のヌクレオチド配列、およびこれらに対応する配列)を適宜選択することができる。
 マルチプレックスな検出方法において使用される標識は、他の核酸二本鎖複合体の構造変化と十分に区別でき、かつ十分な蛍光共鳴エネルギー転移を得られるかぎり特に限定されないが、好ましくは、フルオレセイン(蛍光物質)とDABCYL(消光物質)との組み合わせ、Cy3(蛍光物質)とBHQ1(消光物質)との組み合わせである。
 複数の反応において使用される核酸結合タンパク質の結合部位は、異なるタンパク質の結合部位であってもよいし、同じタンパク質の異なる結合部位であってもよい。
 異なるタンパク質の場合、たとえば、タンパク質の阻害剤スクリーニングにおいて、このタンパク質と近縁であるが阻害効果を望まないタンパク質を同時にアッセイすることで、特異性の高い薬剤の取得が容易になる。
 また、同じタンパク質の異なる結合部位へのタンパク質結合を同時に測定することで、そのタンパク質の核酸への結合特性をより詳細に知ることができる。
スクリーニング方法
第一の態様
 核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bに核酸結合タンパク質が結合すると、核酸二本鎖複合体の形成や、続く新たな核酸二本鎖Cおよび/または核酸二本鎖Dの形成が阻害される。従って、被験物質の存在下および非存在下において、本願発明の検出方法を実施し、構造変化の程度を比較することにより、被験物質が核酸結合タンパク質の核酸への結合を阻害したか否か、または促進したか否かを判定することができる。
 被験物質の存在下での核酸二本鎖Cおよび/または核酸二本鎖Dの形成量が、被験物質の非存在下での形成量を上回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合阻害剤と判定できる。また、被験物質の存在下での核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量が、被験物質の非存在下での量を下回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合阻害剤と判定できる。
 一方、被験物質の存在下での核酸二本鎖Cおよび/または核酸二本鎖Dの形成量が、被験物質の非存在下での形成量を下回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合促進剤と判定できる。また、被験物質の存在下での核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量が、被験物質の非存在下での量を上回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合促進剤と判定できる。
第二の態様
 一体型核酸複合体E、一体型核酸複合体Fのいずれかに核酸結合タンパク質が結合すると、一体型核酸複合体Eと一体型核酸複合体Fとの間の構造変化が阻害され、いずれかの一体型核酸複合体に核酸結合タンパク質が結合された状態で安定化される。従って、被験物質の存在下および非存在下において、本願発明の検出方法を実施し、核酸結合タンパク質が結合されるように設計された一体型核酸複合体の量を比較することにより、被験物質が核酸結合タンパク質の核酸への結合を阻害したか否か、または促進したか否かを判定することができる。
 被験物質の存在下での一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fの量が、被験物質の非存在下での量を下回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合阻害剤と判定できる。また、被験物質の存在下での一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fの量が、被験物質の非存在下での量を上回る場合に、該被験物質を、核酸結合タンパク質の結合促進剤と判定できる。
 本発明によるスクリーニング方法において、「被験物質」は、阻害剤または促進剤としてのあらゆる候補物質を意味するが、好ましくは、低分子化合物である。
 本発明によるスクリーニング方法は、被験物質が、標的の核酸結合タンパク質の結合に作用するのであって、核酸への非特異的な作用によって鎖交換に影響を与えたのではないことを確認するために、標的の核酸結合タンパク質とは結合しない核酸セットを、陰性コントロールとして使用できることが確認された(実施例5)。
 具体的には、本発明によるスクリーニング方法において、被験物質の標的となる核酸結合タンパク質とは結合しない核酸からなる核酸複合体の構造変化の程度を測定すること、をさらに含んでなることができる。
 陰性コントロールの検出方法としては、第一の態様の検出方法であっても、第二の態様の検出方法であってもよい。目的のスクリーニングが、第一の態様の検出方法を使用している場合に、第二の態様の検出方法を、あるいは、目的のスクリーニングが、第二の態様の検出方法を使用している場合に、第一の態様の検出方法を使用してもよいが、目的のスクリーニングと同じ検出方法を使用することが好ましい。
 本発明によるスクリーニング法は、ゲルシフトアッセイ法等を用いなくても、簡便かつ迅速に、被験物質の阻害効果を測定できる点で有利である。
キット
 本発明によれば、本発明による検出方法または本発明によるスクリーニング方法を実施するための検出キットが提供される。
第一の態様
 本発明による検出キットとしては、本発明による検出方法を実施するための検出キットが挙げられ、具体的には、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出するためのキットであって、末端配列において結合し得る核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとを少なくとも含んでなるキットが挙げられる。この核酸二本鎖は標識したものであってもよい。この検出キットは、目的の核酸結合タンパク質を更に含んでいてもよい。また、この検出キットは、核酸二本鎖複合体の構造変化の阻害の程度を測定することにより核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する。従って、所望により、核酸二本鎖複合体の構造変化の阻害の程度を測定するための種々の試薬、例えば、反応用緩衝液、陽性標準物質、説明書、および/または器具などを更に含むことができる。
 本発明による検出キットとしては、また、本発明によるスクリーニング方法を実施するための検出キットが挙げられ、具体的には、核酸結合タンパク質の阻害剤または促進剤をスクリーニングするためのキットであって、末端配列において結合し得る核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとを少なくとも含んでなるキットが挙げられる。この核酸二本鎖は標識したものであってもよい。この検出キットは、目的の核酸結合タンパク質を更に含んでいてもよい。また、この検出キットは、核酸二本鎖複合体の構造変化の阻害の程度を測定することにより核酸結合タンパク質の阻害剤または促進剤をスクリーニングする。従って、所望により、核酸二本鎖複合体の構造変化の阻害の程度を測定するための種々の試薬、例えば、反応用緩衝液、陽性標準物質、説明書、および/または器具などを更に含むことができる。また、陰性コントロールとして使用するための核酸二本鎖や一体型核酸複合体を更に含むことができる。
第二の態様
 本発明による検出キットとしては、本発明による検出方法を実施するための検出キットが挙げられ、具体的には、核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出するためのキットであって、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fを少なくとも含んでなるキットが挙げられる。この一体型核酸複合体は標識したものであってもよい。この検出キットは、目的の核酸結合タンパク質を更に含んでいてもよい。また、この検出キットは、一体型核酸複合体の構造変化の阻害の程度を測定することにより核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する。従って、所望により、一体型核酸複合体の構造変化の阻害の程度を測定するための種々の試薬、例えば、反応用緩衝液、陽性標準物質、説明書、および/または器具などを更に含むことができる。
 本発明による検出キットとしては、また、本発明によるスクリーニング方法を実施するための検出キットが挙げられ、具体的には、核酸結合タンパク質の阻害剤または促進剤をスクリーニングするためのキットであって、一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fを少なくとも含んでなるキットが挙げられる。この一体型核酸複合体は標識したものであってもよい。この検出キットは、目的の核酸結合タンパク質を更に含んでいてもよい。また、この検出キットは、一体型核酸複合体の構造変化の阻害の程度を測定することにより核酸結合タンパク質の阻害剤または促進剤をスクリーニングする。従って、所望により、一体型核酸複合体の構造変化の阻害の程度を測定するための種々の試薬、例えば、反応用緩衝液、陽性標準物質、説明書、および/または器具などを更に含むことができる。また、陰性コントロールとして使用するための核酸二本鎖や一体型核酸複合体を更に含むことができる。
 第二の態様のキットは、操作性の向上に加え、試薬コンポーネントの減少によるコスト削減が期待できる点で有利である。
 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1:NFκB p50を用いた結合量の検討
 NFκB p50はループ型(Relファミリー)に属するDNA結合配列を持つ転写因子であり、NFκB結合配列(例えば、5’-GGGACTTTCC-3’)に結合することが知られている。
(1)二本鎖の調製
 5’末端を6-FAMで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-01-5Fと合成オリゴヌクレオチドNFkB-14、3’末端をDABCYLで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-02-3Dと合成オリゴヌクレオチドNFkB-13をそれぞれ20μLの二本鎖形成溶液(10mM HEPES-NaOH (pH7.9)、50mM KCl、30mM NaCl、0.1mM EDTA、2.5mM DTT、10% Glycerol、0.05 % IGEPAL CA-630)中に混合して、加熱変性とアニーリングによって末端に一本鎖を持つ二本鎖01F/14および02D/13を調製した。合成オリゴヌクレオチドは全て20pmol使用した。なお、以後すべての標識については、日本バイオサービス社に合成を依頼して作製されたものを使用した。
 加熱変性とアニーリングは以下の温度条件で行った。
95℃ 120秒 - 90℃ 30秒 - 85℃ 90秒 - 80℃ 90秒 - 77℃ 90秒 - 75℃ 90秒 - 72℃ 90秒 - 70℃ 90秒 - 67℃ 90秒 - 65℃ 90秒 - 62℃ 90秒 - 60℃ 90秒 - 57℃ 90秒 - 55℃ 90秒 - 52℃ 90秒 - 50℃ 90秒 - 47℃ 90秒 - 45℃ 90秒 - 42℃ 90秒 - 40℃ 90秒 - 37℃ 90秒 - 35℃ 90秒 - 32℃ 90秒 - 30℃ 90秒
 使用した各配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 下線部はNFκB結合配列であり、斜体は二本鎖において一本鎖になる配列である。
(2)NFκB p50結合の検出
 0.28pmolの二本鎖01F/14と各濃度の組み換えヒトNFκB p50(プロメガ社)を20μLの反応溶液(12mM HEPES-NaOH pH7.9 、50mM KCl、0.1 mM EDTA、30.5mM DTT、11% glycerol、0.06% IGEPAL CA-630、5mM NaCl、0.05 mM PMSF、1μM ZnSO)中に混合し、25℃で30分間反応させた。その後氷上で5分間静置し、NFκB結合溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、25mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630)で希釈した2.8μL(0.28pmol)の二本鎖02D/13を加えた後、30℃で11分間反応させた。蛍光値の測定は、リアルタイムPCR装置ロータージーン2000(コルベットライフサイエンス社)を用いた。
 その結果、NFκB p50濃度に依存して蛍光値が上昇した(図2)。
 01F/14は、NFkB-01-5Fに導入された6-FAMによって蛍光を発する。しかし、01F/14を02D/13と混合して構造変化が生じ、新たに完全な二本鎖01F/02D (NFkB-01-5FとNFkB-02-3D)と13/14(NFkB-13とNFkB-14)が形成されると、6-FAMはNFkB-02-3DのDABCYLによって消光される。一方、NFκB p50が結合すると上記の構造変化が阻害されることから、NFκB p50濃度に依存して蛍光値は上昇すると考えられる。
 以上のことから、上記の方法によれば、蛍光値を測定することにより、NFκB p50結合による構造変化を検出できることが確認された。
実施例2:デコイオリゴのNFκB p50結合量への影響
(1)二本鎖の調製
 5’末端を6-FAMで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-01-5Fと3‘末端をDABCYLで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-14-03D、合成オリゴヌクレオチドNFkB-02と合成オリゴヌクレオチドNFkB-13をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖01F/14Dおよび02/13を実施例1と同様の条件で調製した。
 また、NFκB結合配列を持つ合成オリゴヌクレオチドNFcpt01とNFcpt02、NFκB結合配列を持たない合成オリゴヌクレオチドAPcpt01とAPcpt02をそれぞれ混合して、デコイオリゴ二本鎖NFcptとAPcptを実施例1と同様の条件で調製した。NFcptは、NFκB結合配列を含むため、他のNFκB結合配列を含むDNAへのNFκBタンパク質の結合を阻害するが、APcptは、NFκB結合配列を含まないため、他のNFκB結合配列へのNFκBタンパク質の結合を阻害しない。
 使用した各配列は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 下線部はNFκB結合配列であり、斜体は二本鎖01F/14Dおよび02/13において一本鎖になる配列である。
(2)NFκB p50結合の検出
 1.68pmolのデコイオリゴ二本鎖と0.42pmolの二本鎖01F/14D、および1.58pmolの組み換えヒトNFκB p50(プロメガ社)、0.42pmolの二本鎖02/13を34.2μLのNFκB反応溶液中(実施例1と同じ)に混合した後、30℃で21分間反応させた。蛍光値の測定はリアルタイムPCR装置ロータージーン2000(コルベットライフサイエンス社)を用いた。
 その結果、NFκB結合阻害剤であるデコイオリゴ二本鎖(NFcpt)の添加により、NFκB p50の添加により低下した蛍光値が上昇するが、NFκB結合配列を持たないデコイオリゴ二本鎖(APcpt)の添加によっては、同様な蛍光値の上昇は認められなかった(図3)。
 01F/14Dは、NFkB-01-5Fに導入された6-FAMがNFkB-14-3Dに導入されたDABCYLによって消光される。しかし、01F/14Dを02/13と混合して構造変化が生じ、新たに完全な二本鎖01F/02(NFkB-01-5FとNFkB-02)と13/14D(NFkB-13とNFkB-14-3D)が形成されると、6-FAMはDABCYLから十分に離れるため蛍光を発する(図3:NFκB p50なし)。ここで、NFκB p50を添加すると上記の構造変化が阻害されるため、蛍光値は低下する(図3:NFκB p50添加)。しかし、さらにNFcptが添加されると、NFκB p50の合成オリゴヌクレオチドへの結合が阻害され、構造変化も阻害されるため、蛍光値は高くなる(図3:NFκB p50+NFcpt添加)。一方、APcptが添加されても、NFκB p50の結合は阻害されず、構造変化も阻害されないため、蛍光値は低下する(図3:NFκB p50+APcpt添加)。
 以上のことから、蛍光値を測定することにより、NFκB結合配列をもつデコイオリゴ二本鎖(NFcpt)による特異的なNFκB p50の結合阻害を検出できることが確認された。従って、上記の方法は、核酸結合タンパク質の阻害剤のスクリーニングに使用できることが示された。
実施例3-1:ヒトAP1タンパク質の結合試験
 AP1(c-jun)はロイシンジッパー型のDNA結合モチーフを持つ転写因子であり、AP1結合配列(例えば、5’-TGAGTCA-3’)に結合することが知られている。
(1)二本鎖の調製
 合成オリゴヌクレオチドAP-01-5C5とAP-04-3BH、AP-02とAP-03、SP1-01-5A5とSP1-04-3BH3、SP1-02とSP1-03をそれぞれハイブリダイズさせ、末端に一本鎖を持つ二本鎖AP01C/04B、AP02/03、SP01A/04BおよびSP02/03を実施例1と同様の条件で調製した。
 AP01C/04BとAP02/03はAP1結合配列を持つが、SP01A/04BとSP02/03はAP1結合配列を持たない。
 使用された各配列は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 AP1結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。下線はSP1結合配列である。
(2)AP1(c-jun)結合の検出
 60fmolの二本鎖AP01C/04BあるいはSP01A/04Bと1.5 pmolの組み換えヒトAP1(c-jun) (プロメガ社)を30μLの反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9 、53mM KCl、0.17mM EDTA、2.6mM DTT、12% glycerol、0.05 % IGEPAL CA-630、1.3mM Tris-HCl pH7.5、0.67mM MgCl、33mM guanidine hydrochloride)中に混合し、25℃で30分間反応させた。その後氷上で5分間静置し、NFκB結合溶液で希釈した3μL(60fmol)の二本鎖AP02/03あるいはSP02/03をそれぞれ加えた後、30℃で2時間反応させた。蛍光値の測定は、リアルタイムPCR装置ロータージーン2000(コルベットライフサイエンス社)を用いた。
 実施例3は、実施例2と同様に、タンパク質の結合による構造変化の阻害効果を蛍光値の低下によって検出するものである。ただし、蛍光物質として実施例2の6-FAMに代わりCy5あるいはAlexa647を用い、消光物質としてDABCYLの代わりにBHQ3を用いた。
 その結果、AP1結合配列をもつ二本鎖(AP01C/04BとAP02/03)を使用した場合は、AP1(c-jun)の添加による蛍光値の低下、すなわちAP1(c-jun)による構造変化の阻害が観察された(図4)。しかし、SP1結合配列をもつ二本鎖(SP01A/04BとSP02/03)を使用した場合は、AP1(c-jun)を添加しても蛍光値の低下、すなわちAP1(c-jun)による構造変化の阻害は認められなかった(図4)。
実施例3-2:ヒトSP1タンパク質の結合検出試験
 SP1はZnフィンガー型のDNA結合モチーフを持つ転写因子であり、SP1結合配列(例えば、5’-GGGGCGGGGC-3’)に結合することが知られている。
(1)二本鎖の調製
 二本鎖の調製は、実施例3と同様に行った。
(2)SP1結合の検出
 60fmolの二本鎖AP01C/04BあるいはSP01A/04Bと1.65pmolの組み換えヒトSP1(プロメガ社)を30μLの反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9 、53.0mM KCl、0.1mM EDTA、2.6mM DTT、13.0% glycerol、0.056% IGEPAL CA-630、0.36mM MgCl、303nM ZnSO、0.72 mM HEPES-KOH pH7.5)中に混合し、25℃で30分間反応させた。その後氷上で5分間静置し、NFκB結合溶液で希釈した3μL(60 fmol)の二本鎖AP02/03あるいはSP02/03をそれぞれ加えた後、30℃で4時間反応させた。蛍光値の測定は、リアルタイムPCR装置ロータージーン2000(コルベットライフサイエンス社)を用いた。
 その結果、SP1結合配列をもつ二本鎖(SP01A/04BとSP02/03)を使用した場合は、SP1の添加による蛍光値の低下、すなわちSP1による構造変化の阻害が観察された(図5)。しかし、AP1結合配列をもつ二本鎖(AP01C/04BとAP02/03)を使用した場合は、SP1を添加しても蛍光値の低下、すなわちSP1による構造変化の阻害は認められなかった(図5)。
実施例3-3:TRF2タンパク質の結合実験
 TRF2は、C末端側にMybタイプのヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフからなるDNA結合ドメインを持つテロメアDNA結合タンパク質であり、テロメアDNA(5’-TTAGGG-3’の繰り返し)に結合してテロメア構造を形成するタンパク質として知られている。
(1)組換えヒトTRF2ΔBの作製
 TRF2ΔBは、TRF2のN末端にある塩基性ドメインを欠損させた組換えヒトTRF2タンパク質(N末端欠損体)である。
 ヒト培養細胞株(IHW09084(International HLA Workshopより入手))から抽出したmRNAを基に調製したcDNAから、TRF2の全長を含むcDNAを取得した。このcDNAを鋳型として、アミノ酸配列の45番目から500番目に相当するDNA領域をPCR法を用いて増幅した。得られたDNA断片にヒスタグ配列を付加し、pFastBac1(Invitrogen社)に導入して、Bacmidを得た。Bacmidを昆虫細胞(Sf9(Invitrogen社より入手))にトランスフェクションしてウィルスを作製した。得られたウイルスをSf9に感染させ、組換えヒトTRF2ΔBを発現させた。TRF2ΔBは、Ni-NTAスピンカラム(Qiagen社)により精製した。タンパク質濃度は、プロテインアッセイキット(Bio-Rad社)でウシ血清アルブミンを基準に算出した。
(2)二本鎖の調製
 合成オリゴヌクレオチドTLM-06と5’末端をCy3で標識した合成オリゴヌクレオチドTLM-01-5C3を混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖T01C/06を実施例1と同様の条件で調製した。T01C/06はTRF2結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドTLM-16と5’末端をCy3で標識した合成オリゴヌクレオチドTLM-13-5C3を混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖T13C/16を実施例1と同様の条件で調製した。T13C/16はTRF2結合配列を持たない。
 合成オリゴヌクレオチドTLM-05と3’末端をBHQ1で標識した合成オリゴヌクレオチドTLM-02-3B1を混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖T02B/05を実施例1と同様の条件で調製した。T02B/05はTRF2結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドTLM-15と3’末端をBHQ1で標識した合成オリゴヌクレオチドTLM-14-3B1を混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖T14B/15を実施例1と同様の条件で調製した。T14B/15はTRF2結合配列を持たない。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 TRF2結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 下線部はTRF2結合配列を示すが、網掛けの部分に変異があるため、TRF2は結合することができない。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
(3)TRF2結合の検出
 100fmolのT01C/06あるいはT13C/16と1μgのTRF2ΔBを反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、150mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、20μL)中に混合して、25℃で30分間反応させた。その後、T01C/06、T13C/16に、100fmolのT02B/05、T14B/15をそれぞれ加えて50μLとした後、25℃で60分間反応させた。Cy3の蛍光値の測定は、蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いた。
 その結果、TRF2結合配列を持つDNAセット(T01C/06とT02B/05)では、T01C/06とT02B/05とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、T01C/02Bに変換されることによる蛍光値の低下が、TRF2ΔBの添加により抑制された(図6)。一方、TRF2結合配列に変異を導入したDNAセット(T13C/16とT14B/15)では、T13C/16とT14B/15とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、T13C/14Bに変換されることによる蛍光値の低下が、TRF2ΔBの添加により抑制されなかった(図6)。
 このように、本発明の方法は、代表的なDNA結合モチーフであるループ、ロイシンジッパー、Znフィンガーを持つDNA結合タンパク質の結合阻害を検出することができた。また、テロメアDNA結合タンパク質の結合阻害を検出することができた。従って、本発明は、核酸結合タンパク質一般に広く使用可能であることが示された。
 また、本発明による方法は、使用する蛍光物質にも制限がないことを示された。本発明によれば、さまざまな種類の蛍光物質を使用することができるため、例えば、薬剤となる化合物が蛍光を発するものである場合に、化合物の蛍光が障害とならないような蛍光標識を選択することが可能である。
実施例4:ミスマッチ導入による検出感度の確認試験
4-1.SP1を用いた試験
(1)二本鎖の調製
 5’末端をCy3で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-05-5C3と3’末端をBHQ1で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-08-3B1を混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖SP05C/08Bを実施例1と同様の条件で調製した。また、合成オリゴヌクレオチドSP1-06とSP1-07、SP1-21とSP1-22、SP1-23とSP1-24をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖SP06/07、SP22/21、SP24/23を実施例1と同様の条件で調製した。これらの二本鎖は、SP1の結合配列を持つ。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 SP1結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。網掛けは、SP1-21とSP1-23についてはSP1-08-3B1に対してミスマッチとなる塩基を、SP1-22とSP1-24についてはSP1-05-5C3に対してミスマッチとなる塩基をそれぞれ示した。
(2)鎖交換抑制効果の確認
 40fmolのSP05C/08Bと2.5pmolの組み換えヒトSP1(プロメガ社)を反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、15μL)中に混合して、25℃で30分間反応させた。80fmolのSP06/07、SP22/21、SP24/23、SP1-07、SP1-21、SP1-23のいずれかを加えて50μLとした後、25℃で120分間反応させて、蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いて、Cy3の蛍光値を測定した。
 その結果、SP05C/08BとSP06/07とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、SP05C/06に変換されることによる蛍光値の上昇が、SP1の添加により抑制された(図7)。SP06/07の代わりにSP22/21、SP24/23を使用した場合も同様の結果が得られた(図7)。
 また、SP05C/08BとSP1-07とが三量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、二量体08B/07と単量体SP1-05-5C3が形成されることによる蛍光値の上昇が、SP1の添加により抑制された(図7)。SP1-07の代わりにSP1-21、SP1-23を使用した場合も同様の結果が得られた(図7)。
 ここで、SP1タンパク質の添加による蛍光値の抑制は、SP05C/08Bに対してミスマッチが存在しないSP06/07やSP1-07に比べて、ミスマッチが存在するSP22/21、SP24/23、SP-21、SP-23を加えた場合に非常に大きいことが確認された。
 以上のことから、ミスマッチ導入は、SP1タンパク質の添加による鎖交換抑制作用を増強し、タンパク質未添加時と添加時の蛍光値の比を大きくすることが確認された。
4-2.NF-κBに関する試験例
(1)二本鎖の調製
 5’末端をフルオレセインで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-01-5Fと3’末端をDABCYLで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-14-3Dを混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖NF01F/14Dを実施例1と同様の条件で調製した。また、合成オリゴヌクレオチドNFkB-02とNFkB-13、NFkB-21とNFkB-26、NFkB-49とNFkB-50をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖NF02/13、NF26/21、NF50/49を実施例1と同様の条件で調製した。これらの二本鎖は、NF-κBの結合配列を持つ。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 NF-κB結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。網掛けは、NFkB-21とNFkB-49についてはNFkB-14-3Dに対してミスマッチとなる塩基を、NFkB-26とNFkB-50についてはNFkB-01-5Fに対してミスマッチとなる塩基をそれぞれ示した。
(2)鎖交換抑制効果の確認
 100fmolのNF01F/14Dと500pmolの組み換えヒトNF-κB(p50)(プロメガ社)を反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、15μL)中に混合して、25℃で30分間反応させた。200fmolのNF02/13、NF26/21、NF50/49のいずれかを加えて50μLとした後、37℃で120分間反応させて、蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いて、フルオレセインの蛍光値を測定した。
 その結果、NF01F/14DとNF02/13とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、NF01F/02に変換されることによる蛍光値の上昇が、p50の添加により抑制された(図8)。NF02/13の代わりにNF26/21、NF50/49を使用した場合も同様の結果が得られた(図8)。
 ここで、NF-κB(p50)タンパク質の添加による蛍光値は、NF01F/14Dに対してミスマッチが存在しないNF02/13との組み合わせでは蛍光値の低下が約30%であったのに対し、NF01F/14Dに対してミスマッチが存在するNF26/21、NF50/49との組み合わせでは、蛍光値が50%以上低下した(図8)。
 以上のことから、ミスマッチ導入は、NF-κB(p50)タンパク質の鎖交換抑制作用を増強し、タンパク質未添加時と添加時の蛍光値の比を大きくすることが確認された。
実施例5:陰性コントロールを使用したスクリーニング系の検討
 核酸結合タンパク質の阻害剤などのスクリーニングを行う際には、被験物質が標的の核酸結合タンパク質の結合に作用するのであって、核酸への非特異的な作用によって鎖交換に影響を与えるのではないことを確認する必要がある。そこで、標的とする核酸結合タンパク質が結合しない核酸セットを陰性コントロールとして使用したスクリーニング系について検討した。
 NF-κBを阻害することが知られているオーロチオグルコース(Aurothioglucose)(Yang et al. FEBS letters 1995 361 89-96)を被験物質として使用した。また、NF-κBが結合しない核酸セットを陰性コントロールとして使用した。
(1)二本鎖の調製
 合成オリゴヌクレオチドNFkB-42と5’末端をフルオレセインで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-31-5F、合成オリゴヌクレオチドNFkB-41と3’末端をDABCYLで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-32-3Dをそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖31F/42および32D/41を実施例1と同様の条件で調製した。31F/42および32D/41は、NF-κBの結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドSP1-08と5’末端をCy3で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-05-5C3、合成オリゴヌクレオチドSP1-07と3’末端をBHQ1で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-06-3B1をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖05C/08および06B/07を実施例1と同様の条件で調製した。05C/08および06B/07は、SP1の結合配列を持つ。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 NF-κB結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 SP1結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
(2)オーロチオグルコースによるNF-κB(p50)阻害効果の検出
 31F/42と05C/08の混合液(それぞれ50fmol)に、0~5nmolのオーロチオグルコースおよび0.5pmolの組み換えヒトNFκB p50(プロメガ社)を加え、さらに32D/41と06B/07の混合液(それぞれ200fmol)を加えて混合し、25℃で30分間反応させた。反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630)の最終液量は50μLである。蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いて、フルオレセインとCy3の蛍光値を測定した。フルオレセインは485nmで励起して、535nmの蛍光を測定した。Cy3は535nmで励起して、595nmで測定した。
 その結果、NF-κBオリゴの相対蛍光値は、NF-κBを阻害するオーロチオグルコースの濃度に依存して低下した。一方で、オーロチオグルコースの添加は、SP1オリゴの相対蛍光値はほとんど影響されなかった(図9)。このことから、オーロチオグルコースがNF-κB(p50)の核酸への結合を阻害する作用があることを確認すると同時に、鎖交換自体には影響を与えないことを確認することができた。
 このように、本発明のスクリーニング法によれば、ゲルシフトアッセイ法等を用いなくても、簡便かつ迅速に、被験物質の阻害効果を測定できることが確認された。
実施例6:NF-κB p50を用いた結合量の検討(一体型核酸複合体)
(1)四量体の調製
 合成オリゴオリゴヌクレオチドN-Cd-U2m4(C4)とN-Bc-L2m5(B5)、および5’末端から30塩基目のチミンにフルオレセイン標識した合成オリゴヌクレオチドN-Ab-U2-30F(Af)と5’末端から20塩基目のチミンにDabcyl標識した合成オリゴヌクレオチドN-Da-L2-20D(Dd)を混合して一体型四量体Af/B5/C4/Ddを調製した。N-Ab-U2-30FとN-Da-L2-20Dを混合して二量体Af/Daを形成し、消光参照品とした。4種類のDNAを同時に混合する以外は、実施例1と同じ条件で行った。
 デコイDNAとして、合成オリゴヌクレオチドNFcpt01とNFcpt02、NFcpt03とNFcpt04をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖NF01/02、NF03/04を実施例1と同様の条件で調製した。NF01/02はNF-κB結合配列を持つが、NF03/04はNF-κB結合配列に変異が導入されている。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 鎖交換する部分を下線で示した。NF-κB結合配列を網掛けで示した。
(2)NF-κB(p50)結合の検出
 50fmolのAf/B5/C4/Ddと484fmolの組み換えヒトNF-κB(p50)(プロメガ社)を反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、50μL)中に混合して25℃で30分間反応させた後、蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いてフルオレセインの蛍光値を測定した(励起485nm、検出535nm)。デコイDNAは1pmol添加した。タンパク質による蛍光値の変化は、Af/Ddの蛍光値を差し引いたバックグランド補正蛍光値で評価した。
 その結果、Af/B5/C4/Ddの蛍光値はNF-κB(p50)の添加により抑制された。さらに、NF-κB結合配列をもつデコイDNA(NF01/02)を添加すると、蛍光値が回復した。一方で、NF-κB結合配列に変異を導入したデコイDNA(NF03/04)を添加しても、蛍光値の回復は見られなかった(図10)。
 以上のことから、上記の方法によれば、蛍光値を測定することにより、核酸結合タンパク質の配列特異的な結合を検出できることが確認された。
実施例7:マルチプレックス検出系の検討
 マルチプレックス検出系を検討するため、NF-κB(p50)、SP1のDNAへの結合を同時に検出し、さらに、NF-κB(p50)阻害剤(デコイオリゴ)による特異的な阻害効果を検出した。
(1)二本鎖の調製
 合成オリゴヌクレオチドNFkB-42と5’末端をフルオレセインで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-31-5F、合成オリゴヌクレオチドNFkB-41と3’末端をDABCYLで標識した合成オリゴヌクレオチドNFkB-32-3Dをそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖31F/42および32D/41を実施例1と同様の条件で調製した。31F/42および32D/41は、NF-κBの結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドSP1-08と5’末端をCy3で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-05-5C3、合成オリゴヌクレオチドSP1-07と3’末端をBHQ1で標識した合成オリゴヌクレオチドSP1-06-3B1をそれぞれ混合して、末端に一本鎖を持つ二本鎖05C/08および06B/07を実施例1と同様の条件で調製した。05C/08および06B/07は、SP1の結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドNFcpt01とNFcpt02を混合し、末端に一本鎖を持つ二本鎖NF01/02を実施例1と同様の条件で調製した。NF01/02は、NF-κB結合配列を持つ。
 合成オリゴヌクレオチドSPcpt01とSPcpt02を混合し、末端に一本鎖を持つ二本鎖SP01/02を実施例1と同様の条件で調製した。SP01/02は、SP1結合配列を持つ。
 使用された配列は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 NF-κB結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 SP1結合配列を下線で示した。二本鎖において一本鎖となる配列を斜体で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 NF-κB結合配列を下線で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 SP1を下線で示した。
(2)タンパク質結合の検出
 31F/42と05C/08の混合液(それぞれ40fmol)、800fmolのデコイ(NF01/02あるいはSP01/02)、タンパク質混合液(2.5pmolの組み換えヒトSP1と0.125 pmolの組み換えヒトNFκB p50)を反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、50mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、15μL)中に混合して、25℃で30分間反応させた。32D/41と06B/07の混合液(それぞれ80 fmol)を加えて50μLとした後、25℃で120分間反応させて、蛍光プレートリーダーUltra(テカン社)を用いて、フルオレセインとCy3の蛍光値を測定した。フルオレセインは485nmで励起して、535nmの蛍光を測定した。Cy3は535nmで励起して、595nmで測定した。
 その結果、31F/42と32D/41とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、31F/32Dに変換されることによる蛍光値の低下が、タンパク質混合物(NF-κB(p50)+SP1)の添加により上昇した(図11;NF-κB)。
 05C/08と06B/07とが四量体を形成し、分岐移動を経て完全な鎖交換が行われ、05C/06Bに変換されることによる蛍光値の低下が、タンパク質混合物(NF-κB(p50)/SP1)の添加により上昇した(図11;SP1)。
 ここで、NF01/02は、NF-κB DNAの相対蛍光値のみを低下させることが確認された。また、SP01/02はSP1 DNAの相対蛍光値のみを低下させることが確認された(図11;SP1)。
 以上のことから、この検出系によれば、混合されたタンパク質をそれぞれ検出できるだけでなく、特定のタンパク質のみを阻害する薬剤のスクリーニングが可能であることが示された。

Claims (26)

  1.  核酸と核酸結合タンパク質との結合を検出する方法であって、少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体の構造変化の程度を測定することを含んでなる、方法。
  2.  構造変化が、二つの核酸二本鎖間のヌクレオチド鎖交換である、請求項1に記載の方法。
  3.  少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体が、二つの核酸二本鎖がそれらの末端配列において互いに結合してなる複合体(核酸二本鎖複合体)である、請求項1または2に記載の方法。
  4.  下記工程を含んでなる、請求項3に記載の方法:
    (i)核酸結合タンパク質と、核酸二本鎖Aと、核酸二本鎖Bとを接触させる工程(ここで、核酸二本鎖Aは二つの核酸一本鎖(以下、それぞれ「核酸A1」および「核酸A2」とする)からなり、核酸二本鎖Bは二つの核酸一本鎖(以下、それぞれ「核酸B1」および「核酸B2」とする)からなる);および
    (ii)核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定する工程。
  5.  工程(ii)において、核酸A1と核酸B1とからなる核酸二本鎖(核酸二本鎖C)および/または核酸A2と核酸B2とからなる核酸二本鎖(核酸二本鎖D)の量を測定することにより核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定する、請求項4に記載の方法。
  6.  工程(ii)において、核酸二本鎖Aおよび/または核酸二本鎖Bの量を測定することにより核酸二本鎖複合体の構造変化の程度を測定する、請求項4に記載の方法。
  7.  核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bの少なくとも一つが核酸結合タンパク質の結合部位を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8.  核酸A1が第一のヌクレオチド配列および第二のヌクレオチド配列を有する核酸一本鎖からなり、核酸A2が前記第一のヌクレオチド配列に対応する配列および第三のヌクレオチド配列を有する核酸一本鎖からなり、核酸B1が前記第二のヌクレオチド配列に対応する配列および第四のヌクレオチド配列を有する核酸一本鎖からなり、核酸B2が前記第三のヌクレオチド配列に対応する配列および第四のヌクレオチド配列に対応する配列を有する核酸一本鎖からなる、請求項4に記載の方法。
  9.  核酸A1のヌクレオチド配列における、核酸B1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸B1のヌクレオチド配列における、核酸A1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸A2のヌクレオチド配列における、核酸B2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;および
     核酸B2のヌクレオチド配列における、核酸A2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基
    から選択されるミスマッチ塩基を単独でまたは組み合わせて有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10.  少なくとも二つの核酸二本鎖部分を有する核酸複合体が、二つの核酸二本鎖部分が可逆的に鎖交換するように構成されてなる複合体(一体型核酸複合体)である、請求項1または2に記載の方法。
  11.  下記工程を含んでなる、請求項10に記載の方法:
    (iii)核酸結合タンパク質と、一体型核酸複合体Eとを接触させる工程(ここで、一体型核酸複合体Eは、核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Gと核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Hとを含んでなり、核酸複合体Gは二つの核酸一本鎖含有体(以下、それぞれ「核酸G1」および「核酸G2」とする)を含んでなり、核酸複合体Hは二つの核酸一本鎖含有体(以下、それぞれ「核酸H1」および「核酸H2」とする)を含んでなる);および
    (iv)一体型核酸複合体の構造変化の程度を測定する工程
    (ここで、
     核酸G1が、末端部分1と、第五のヌクレオチド配列と、末端部分3とからなり、第五のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分1が、第五のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分3が連結されてなる核酸一本鎖含有体であり、
     核酸G2が、末端部分2と、第五のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分3に対応する部分とからなり、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分2が、第五のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分3に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖含有体であり、
     核酸H1が、末端部分1に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列と、末端部分4とからなり、第六のヌクレオチド配列の5’末端に末端部分1に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列の3’末端に末端部分4が連結されてなる核酸一本鎖含有体であり、
     核酸H2が、末端部分4に対応する部分と、第六のヌクレオチド配列に対応する配列と、末端部分2に対応する部分とからなり、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の5’末端に末端部分4に対応する部分が、第六のヌクレオチド配列に対応する配列の3’末端に末端部分2に対応する部分が連結されてなる核酸一本鎖含有体である)。
  12.  末端部分がポリヌクレオチドであり、
     末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず、かつ末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず;および/または
     末端部分1の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分1に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成され、かつ末端部分2の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分2に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成され;並びに
     末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず、かつ末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成されず;および/または
     末端部分3の3’末端のヌクレオチド配列と末端部分3に対応する部分の5’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成され、かつ末端部分4の5’末端のヌクレオチド配列と末端部分4に対応する部分の3’末端のヌクレオチド配列との間で安定性が高い塩基対群が形成される、請求項11に記載の方法。
  13.  工程(iv)において、一体型核酸複合体Eの量を測定することにより一体型核酸複合体の構造変化の程度を測定する、請求項11または12に記載の方法。
  14.  工程(iv)において、核酸G1および核酸H1を含んでなり、核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Iと、核酸G2および核酸H2を含んでなり、核酸二本鎖部分を有する核酸複合体Jとを含んでなる一体型核酸複合体Fの量を測定することにより一体型核酸複合体の構造変化の程度を測定する、請求項11または12に記載の方法。
  15.  一体型核酸複合体Eおよび一体型核酸複合体Fのいずれか一つのみが核酸結合タンパク質の結合部位を有する、請求項10~14のいずれか一項に記載の方法。
  16.  核酸G1のヌクレオチド配列における、核酸H1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸H1のヌクレオチド配列における、核酸G1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸G2のヌクレオチド配列における、核酸H2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;および
     核酸H2のヌクレオチド配列における、核酸G2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基
    から選択されるミスマッチ塩基を単独でまたは組み合わせて有する、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
  17.  核酸G1のヌクレオチド配列における、核酸G2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸G2のヌクレオチド配列における、核酸G1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;
     核酸H1のヌクレオチド配列における、核酸H2のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基;または
     核酸H2のヌクレオチド配列における、核酸H1のヌクレオチド配列に対する1以上のミスマッチ塩基
    から選択されるミスマッチ塩基を単独でまたは組み合わせて有する、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
  18.  構造変化の程度が、蛍光共鳴エネルギー転移を利用して測定される、請求項1~17のいずれか一項に記載の方法。
  19.  核酸が、DNAである、請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。
  20.  核酸結合タンパク質が、転写因子である、請求項1~19のいずれか一項に記載の方法。
  21.  核酸結合タンパク質が、構造タンパク質である、請求項1~19のいずれか一項に記載の方法。
  22.  マルチプレックスで行われる、請求項1~21のいずれか一項に記載の方法。
  23.  被験物質存在下および非存在下において、請求項1~22のいずれか一項に記載の方法を行う、核酸結合タンパク質の結合阻害剤または促進剤のスクリーニング方法。
  24.  被験物質の標的となる核酸結合タンパク質とは結合しない核酸からなる核酸複合体の構造変化の程度を測定することをさらに含んでなる、請求項23に記載のスクリーニング方法。
  25.  末端配列において結合し得る核酸二本鎖Aと核酸二本鎖Bとを含んでなる、キット(ここで、核酸二本鎖Aおよび核酸二本鎖Bは請求項4において定義された内容と同義である)。
  26.  一体型核酸複合体Eまたは一体型核酸複合体Fを含んでなる、キット(ここで、一体型核酸複合体Eは請求項11に、一体型核酸複合体Fは請求項14において定義された内容と同義である)。
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