WO2017061128A1 - ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法およびキット - Google Patents

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浩喜 永瀬
圭 塚本
史朗 北野
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    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/405Concentrating samples by adsorption or absorption

Definitions

  • the present invention relates to a method and kit for concentrating double-stranded nucleic acid molecules of a target gene by identifying a difference of one or more bases in the sequence of the target gene using pyrrole-imidazole-containing polyamide.
  • the target gene can be easily amplified by a gene amplification method such as PCR (polymerase chain reaction).
  • PCR polymerase chain reaction
  • the target genes concentrated by these methods are desirably those that can be introduced into an existing genetic diagnosis system.
  • a PCR clamping method that distinguishes between normal genes and mutant genes by preferentially amplifying a small amount of mutant genes by applying PCR technology is known as a general concentration method.
  • a wild-type nucleic acid sequence of a target gene is clamped by a locked nucleic acid (LNA) -containing oligonucleotide, a crosslinked nucleic acid (BNA) -containing oligonucleotide, or a peptide nucleic acid (PNA) -containing oligonucleotide, which are artificial nucleic acids, in a sample.
  • LNA locked nucleic acid
  • BNA crosslinked nucleic acid
  • PNA peptide nucleic acid
  • Patent Document 2 There is a method in which the percentage of mutant genes that can participate in PCR is increased to further amplify mutant genes.
  • the PCR clamp method is a widely used technique due to the freedom of design of artificial nucleic acid sequences, high sequence specificity, and the like.
  • the template DNA sequence is determined by the accuracy of PCR amplification using Taq polymerase. A base different from that is inserted. It has been reported that the insertion of different bases into the template DNA resulting from the inaccuracy of Taq polymerase leads to causes such as false positives in diagnosis or detection.
  • This PCR clamp method requires a highly accurate temperature control device and strict control of the reaction system, which are essential for PCR technology.
  • low molecular weight compounds such as distamycin, netropsin, daunorubicin, and duocarmycin, which have antitumor activity, are specifically identified for double-stranded structures or specific genes. It is known that it has the property (nonpatent literature 1).
  • This low molecular weight compound is called a minor groove binder because it specifically identifies and binds a minor groove (minor groove) of a DNA double-stranded structure.
  • the artificial nucleic acid or the like is called a major groove binder because it specifically identifies and binds to the main groove (major groove).
  • the target gene nucleic acid can be obtained by concentrating the target gene nucleic acid by collecting the mutated gene on the carrier via a sequence-specific oligonucleotide or the like and a linker molecule, or by removing the normal gene by the same method.
  • a method for concentrating the water has been reported. However, there are still no reports of using these methods to successfully identify single base differences in target genes.
  • Minor groove binders such as the low molecular weight compound distamycin described above have no restriction on the target because of the limited base sequences or genes that can be identified. Therefore, a pyrrole-imidazole-containing polyamide has been recently developed and attracting attention.
  • a pyrrole-imidazole-containing polyamide having a structure as illustrated in FIG. 1 is known as having a high degree of freedom in molecular design so that it can specifically bind to the base sequence of a specific target gene. (Patent Documents 1 to 4).
  • the use of a pyrrole-imidazole-containing polyamide does not require a highly accurate temperature control device or a strict reaction system control, and the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the target double-stranded nucleic acid molecule can be easily processed.
  • An object is to provide a kit for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method and kit using the pyrrole-imidazole-containing polyamide according to the present invention are the following [1] to [13].
  • a method of separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule; Mixing the mixture into a mixed solution; (2) forming a complex A in which the carrier a is further bound to the first PI polyamide of the complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide are bound in the mixed solution; , (3) separating and recovering the complex A from the mixed solution; It
  • a method for separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide are bound in the mixed solution 1; (3) mixing the mixed solution 1 with a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule to obtain a mixed solution 2; (4) forming a composite A in which the first PI polyamide of
  • a method of separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) a pyrroleimidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule; A solution or solvent; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a composite a2 in which the first PI polyamide and the carrier a are bonded in the mixed solution 1; (3) mixing the sample with the mixed solution 1 to obtain a mixed solution 2; (4) forming a complex A in which the first PI polyamide of the complex a
  • a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule; Mixing the mixture into a mixed solution; (2) Forming a complex B in which the carrier b is further bound to the second PI polyamide of the complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide in the mixed solution are bound. Process, (3) separating and removing the complex B from the mixed solution; and It is characterized by including.
  • a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide are bound in the mixed solution 1; (3) mixing the support b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs with the second linker molecule into the mixed solution 1 to obtain a mixed solution 2; (4) forming the composite B in which the second PI polyamide of the composite b1 and the support b are
  • a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) a pyrroleimidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing a carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule to form a mixed solution 1; A solution or solvent; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a composite b2 in which the second PI polyamide and the carrier b are bonded in the mixed solution 1; (3) mixing the sample with the mixed solution 1 to obtain a mixed solution 2; (4) forming a complex B in which the non-target double-stranded nucleic acid
  • a method for separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide in the mixed solution are bound, Forming a complex b1 in which the non
  • a method for separating the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution 1 and the first PI polyamide are bound, Forming a complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed
  • a method of separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorb
  • a method of separating and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule from the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (1) the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; Mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1; (2) forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide are bound in the mixed solution 1; (3) mixing the mixed solution 1 with a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule to form a mixed solution 2; and (4) forming a composite A in which the first PI polyamide
  • a method comprising concentrating nucleic acid molecules having a target base sequence by repeating one or more methods selected from [1] to [10] a plurality of times.
  • the non-target double-stranded nucleic acid molecule is a wild type K-RAS, N-RAS, H-RAS, RHO, RAB, ARF, RAN, CYP, GSTT, NAT, TS, UGT, ERCC, MDR, CRHR, BRCA , MSH, CDA, DPD, OPRT, 5-HTT, Factor V, VKORC1, APEX1, DCK, DPYD, TYMP, MLH1, UMPS, PCNA, POLA, RRM1, SLC29A1, TK1, UNG, ACTB, AKT1, ALK, APC BRAF, CHD1, CTNNB1, EGFR, ERBB2, FBXW7, FGFR2, FOXL2, GNAQ, GNAS, KIT, MAP2K1, MET, NRAS, PDGFRA, PIK3CA, PTEN, SMAD4, SRC, STK11,
  • the method according to any one of [1] to [12] The pyrrole-imidazole-containing polyamide has a structure represented by the following formula 1, T-A1-H-A2-L (Formula 1) [Wherein T represents a terminal region, A1 and A2 represent an identification region, H represents a linking region, and L represents a first linker molecule or a second linker molecule.
  • the identification region, the linking region, and the first linker molecule or the second linker molecule are linked by an amide bond,
  • the terminal region is N, N-dimethylaminopropylamine;
  • the identification region is an identification region selectively linked from pyrrole (Py), imidazole (Im), and ⁇ -alanine ( ⁇ -Ala). It is characterized by that.
  • the method according to any one of [1] to [13] The pyrrole-imidazole-containing polyamide has a cyclic structure represented by the following formula 2,
  • A1 and A2 represent an identification region
  • H represents a linking region
  • L represents a first linker molecule or a second linker molecule.
  • the identification region, the linking region, and the first linker molecule or the second linker molecule are linked by an amide bond
  • the identification region is an identification region selectively linked from pyrrole (Py), imidazole (Im), and ⁇ -alanine ( ⁇ -Ala). It is characterized by that.
  • sample is a group of liquid biopsies such as serum, plasma, urine, pleural effusion, ascites, peripheral blood, and lymph containing a nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule contained in the sample can be concentrated in one or more samples selected from.
  • the method according to any one of [1] to [15] is characterized in that the sample is a sample containing nucleic acid molecules that have been extracted or purified from a biopsy.
  • a support modified with a ligand molecule capable of specifically binding to a linker molecule at least one reagent selected from the group consisting of a pH buffer, a surfactant, a salt containing a divalent cation, a salt containing a monovalent cation, and combinations thereof; Including The surfactant is 0.05 v / v% or less with respect to the mixed solution,
  • the salt containing a divalent cation and / or a salt containing a monovalent cation is 1 mol / L or less
  • the PI polyamide is The identification region can be molecular
  • It includes at least one spacer molecule that binds to a base pair (TA or AT) in or near the target base sequence and can form a hairpin-like structure in a pyrroleimidazole-containing polyamide.
  • Every 2 or 3 residues in the sequence contains at least one ⁇ -alanine residue.
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention using a functional pyrrole-imidazole-containing polyamide having a sequence that binds to a nucleic acid molecule having an arbitrary base sequence enables high-precision temperature control and precise reaction system control.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule can be concentrated by discriminating a difference of one base or more by a simple process without the necessity.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the pyrrole imidazole containing polyamide used conventionally. It is a schematic diagram of the composite_body
  • A is a schematic view of a hairpin type pyrrole-imidazole-containing polyamide according to the present invention.
  • B is a schematic view of a pyrrole-imidazole-containing polyamide having a cyclic structure according to the present invention. It is the scheme (the 1) of the synthesis
  • concentration means that a non-target nucleic acid molecule is removed and a target double-stranded nucleic acid molecule is selectively recovered from a mixed solution of a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule. This means increasing the concentration.
  • a family of (a specific gene) is a term including both a superfamily and a subfamily of a specific gene.
  • the technology for identifying the base sequence of a nucleic acid is expected to be applied not only to the gene diagnosis system but also in the field of drug discovery.
  • target molecules targeted by molecular target drugs that have attracted attention in recent years in cancer treatment.
  • the development of molecular targeted drugs targeting proteins, antibodies, or nucleic acids is progressing, and the technology for identifying target molecules is proceeding to clinical trials.
  • a technique for identifying a small amount of nucleic acid molecules having a mutation of one or more base sequences present in a sample is desired, and the concentration method of the present invention uses such a target double-stranded nucleic acid molecule. This method is suitable for concentration.
  • the above-mentioned PCR clamp method using an artificial nucleic acid is an enrichment method for amplifying a minute amount of a mutated gene and was developed in anticipation of being useful as a drug targeting a nucleic acid molecule or gene having a specific base sequence.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule enrichment method according to the present invention is roughly classified into two methods (first side and second side).
  • the first (first aspect) is a method of directly concentrating target double-stranded nucleic acid molecules in a sample, forming the complex A (100) shown in FIGS. 2A and 3A, In this method, the complex A (100) is concentrated by separation and recovery. This will be described below with reference to FIGS. 2A and 3A.
  • FIG. 2A is a schematic diagram of the complex A (100) formed to recover and concentrate the target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the complex A (100) includes, as components, a target double-stranded nucleic acid molecule (1) and a first PI polyamide (2) that identifies the target double-stranded nucleic acid molecule (1).
  • Another method is a method involving removing a non-target double-stranded nucleic acid molecule in a sample in a plurality of steps, and forms the complex B shown in FIGS. 2B and 3B.
  • the complex B (200) is removed from the sample, and then the target double-stranded nucleic acid molecule (1) recovered is separated and recovered to be concentrated.
  • FIG. 2B is a schematic diagram of a complex B (200) containing a non-target double-stranded nucleic acid molecule (6).
  • complex B (200) has as its constituents a second PI polyamide (7) that distinguishes between a non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) and a non-target double-stranded nucleic acid molecule (6).
  • One aspect of the present invention is a sequence that can bind to a specific base sequence of a double-stranded nucleic acid molecule (1) of a target gene, but has a single base mutation in the specific base sequence.
  • this is a concentration method using a pyrroleimidazole-containing polyamide (2) having a sequence and structure that cannot be bonded.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule (1) and the non-target nucleic acid molecule (6) can be separated, and the target double-stranded nucleic acid molecule (1) can be concentrated.
  • the target to be bound can be either a target double-stranded nucleic acid molecule (1) or a non-target double-stranded nucleic acid molecule (6).
  • the method for recovering and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule (1) according to the first aspect includes the following three methods (first invention to third invention). This will be described below with reference to FIG. 3A.
  • the first method is modified with a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule (1), a first PI polyamide (2) modified with a first linker molecule (3), and a first ligand molecule (4).
  • This is a method in which all three of the carrier a (5) are mixed to form a complex A (100), which is concentrated (first invention).
  • the second method is to mix a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule (1) and the first PI polyamide (2) modified with the first linker molecule (3) to form a complex a1, and then Further, the carrier a (5) modified with the first ligand molecule (4) is further mixed to form a complex A (100), which is concentrated (second invention).
  • the first PI polyamide (2) modified with the first linker molecule (3) and the support a (5) modified with the first ligand molecule (4) are mixed, and the complex a (2) is formed, and then the target double-stranded nucleic acid molecule (1) is further mixed to form complex A (100), which is then concentrated (third invention).
  • FIG. 3A shows “complex A (100)” including “complex a1” and “complex a2”.
  • a complex in which the first PI polyamide (2) modified by the target double-stranded nucleic acid molecule (1) and the first linker molecule (3) is bound is defined as “complex a1”, and the first PI polyamide (2 ) And the carrier a (5) modified with the first ligand molecule (4) capable of specifically binding to the first linker molecule (3) is defined as “complex a2”.
  • the complex in which the complex a1 and the complex a2 are bound by the interaction of the first linker molecule (3) and the first ligand molecule (4) that can specifically bind to the first linker molecule is referred to as “complex A. Is defined.
  • the first PI polyamide (2) is modified with a first linker molecule (3) (for example, biotin), and the carrier a (5) is modified with the first linker molecule (3).
  • the first ligand molecule (4) eg streptavidin
  • the first PI polyamide (2) can specifically bind to the target double-stranded nucleic acid molecule (1).
  • the formed complex A (100) is separated, recovered and concentrated, and used for analysis.
  • the method of separating and recovering the formed complex A (100) depends on the material of the carrier a (5) used, but when the carrier a (5) is a magnetic body, a magnet is used. Thus, the complex A (100) can be drawn to recover the complex A (100). Further, when the carrier a (5) is granular or gelled, it can be separated and collected by pipetting or decantation after centrifugation. More specific mixing method, formation method of each complex, conditions of separation method, and the like will be described later in this specification.
  • the first method involves modification with a sample containing a non-targeted double-stranded nucleic acid molecule (6), a second PI polyamide (7) modified with a second linker molecule (8), and a second ligand molecule (9).
  • the mixed carrier b (10) is mixed to form a complex B (200), the complex B (200) is removed, and then the separated and recovered target double-stranded nucleic acid molecule (1) is concentrated. (Fourth invention).
  • the second method mixes a sample containing a non-targeted double-stranded nucleic acid molecule (6) and a second PI polyamide (7) modified with a second linker molecule (8) to form a complex b1; Thereafter, the carrier b (10) modified with the second ligand molecule (9) is further mixed to form the complex B (200), the complex B (200) is removed, and then separated and recovered.
  • This is a method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule (1) (fifth invention).
  • the second PI polyamide (7) modified with the second linker molecule (8) and the support b (10) modified with the second ligand molecule (9) are mixed, and the complex b2 And then further mixing the non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) to form complex B (200), removing complex B (200), and then separating and recovering the target double
  • This is a method for concentrating the nucleic acid molecule (1) (sixth invention).
  • complex B (200)” including “complex b1” and “complex b2”.
  • a complex in which the second PI polyamide (7) modified by the non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) and the second linker molecule (8) is bound is defined as “complex b1”, and the second PI polyamide ( 7) and a complex bound to a carrier b (10) modified with a ligand molecule (9) capable of specifically binding to the second linker molecule (8) is defined as “complex b2”;
  • a complex in which the complex b1 and the complex b2 are bound by the interaction of the second linker molecule (8) and the ligand molecule (9) that can specifically bind to the second linker molecule is defined as “complex B”. To do.
  • the second PI polyamide (7) is modified with a linker molecule (8) (eg, biotin), and the carrier b (10) is specific for the second linker molecule (8).
  • a second ligand molecule (9) eg streptavidin capable of binding to is modified.
  • the second PI polyamide (8) can specifically bind to the non-target double stranded nucleic acid molecule (9).
  • the formed complex B (200) is separated and removed, and then the target double-stranded nucleic acid molecule (1) is recovered and used for analysis.
  • the method of separating and removing the formed complex B (200) depends on the material of the carrier b (10) used, but when the carrier b (10) is a magnetic substance, a magnet is used. Thus, the composite B can be drawn and the composite B (200) can be removed. Further, when the carrier b (10) is granular or gelled, the complex B can be removed by pipetting or decantation after centrifugation. More specific mixing method, formation method of each complex, conditions of separation method, and the like will be described later in this specification.
  • the method of recovering and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule (1) is modified with a first PI polyamide (2) modified with a second linker molecule (3) and a second linker molecule (8). Both the second PI polyamide (7) and the sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule (1) and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) were mixed and modified with the second ligand molecule (4).
  • the target double-stranded nucleic acid molecule (1) can be concentrated by mixing the carrier a (5) to form the complex A (100), and separating and recovering the complex A (100) (Seventh invention).
  • both the first PI polyamide (2) modified with the first linker molecule (3) and the second PI polyamide (7) modified with the second linker molecule (8) are used as target 2 from the beginning.
  • a sample containing the single-stranded nucleic acid molecule (1) and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) is mixed, and the carrier b (10) modified with the second ligand molecule (9) is mixed, and the complex B ( 200) and then the step of removing complex B (200), and then complex A (100) can be formed to concentrate the target double-stranded nucleic acid molecule (eighth invention) ).
  • the target double-stranded nucleic acid molecule (1) can also be concentrated by separating and recovering (9th invention).
  • the first PI polyamide (2), a target double-stranded nucleic acid molecule (1) and a non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) are mixed and mixed.
  • the carrier a (5) modified with the first ligand molecule (4) is mixed to form the complex A (100), or the first PI polyamide (2) and the first ligand molecule
  • the carrier a (5) modified in (4) is mixed to form a complex a2
  • the sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule (1) and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (6) Mixing to form a complex A (100)
  • the second PI polyamide (7) modified with the second linker molecule (8) is mixed to form a complex b1
  • a carrier b (10) modified with two ligand molecules (9) is mixed to form a composite B (200) was formed, or a carrier b (10) modified with the second ligand
  • the second PI polyamide (7) is mixed to form a complex B (200), and as a third step, the complex A (100) is separated and recovered through a process of removing the complex B.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule (1) can also be concentrated (tenth invention).
  • the first invention, the third invention, and the ninth invention can concentrate the target double-stranded nucleic acid molecule easily with fewer steps.
  • the efficiency of concentration of the target double-stranded nucleic acid molecule can be improved by forming the complex B and removing it from the sample simultaneously or in advance.
  • the first or second linker molecule (3, 8) is biotin
  • the first or second ligand molecule (4, 9) is streptavidin
  • the carrier a (5) is the carrier
  • b (10) is made of a magnetic material
  • the materials of the linker molecule and the ligand molecule are used so that the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target nucleic acid molecule can be independently bonded to the carrier a and the carrier b. Also, for the carrier a and the carrier b, materials are selected so that the complex A and the complex B can be separated or collected independently.
  • a first invention is a method for separating and concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule from a non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 The sample, a pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule, and the first linker molecule A step of mixing a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to form a mixed solution (FIG. 4, S402); (Step 2) forming a complex A in which the carrier a is further bound to the first PI polyamide of the complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide in the mixed solution are bound. (FIG.
  • Step 3 a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution (S406 in FIG. 4), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 of mixing the sample, the first PI polyamide, and the carrier a needs to be performed in a reaction vessel in which the target double-stranded nucleic acid molecule or the like is not adsorbed. This is because it becomes difficult to recover the target double-stranded nucleic acid molecule when nucleic acid or the like is adsorbed in the reaction container.
  • the temperature at the time of mixing in step 1 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C., and still more preferably Can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • the amount ratio of the 1PI polyamide to the total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in step 1 (the number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 More preferably, it is 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • the amount of the carrier to be mixed in the step 1 is preferably mixed so that the first PI polyamide formed in the mixed solution can be sufficiently recovered.
  • the amount ratio (number of molecules) of the ligand molecules on the support relative to the first PI polyamide is 1: 1 to 1:10, preferably 1: 1 to 1: 8, more preferably 1: 1: 1 to 1: 5, more preferably 1: 1 to 1: 3.
  • a pH buffer a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later, in the mixed solution in Step 1.
  • a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later, may optionally be included.
  • the amount of the surfactant that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 0.05 v / v% or less of the total mixed solution, preferably 0.03 v / v%, more preferably 0.01 v. / V%. Note that v / v is a volume ratio, and v / v% is a percentage of the volume ratio.
  • the amount of the pH buffer that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 100 mM, preferably 50 mM, more preferably 20 mM, and even more preferably 10 mM.
  • the salt that can be included in the mixed solution in Step 1 can be 1.0 M or less, preferably 0.5 M or less, more preferably 0.2 M or less.
  • the time required for forming the complex A in Step 2 is 24 hours or less, preferably 1 hour or more and 12 hours or less, more preferably 1 hour or more and 6 hours or less, and further preferably 1 hour or more and 3 hours or less. It can also be within.
  • the temperature required to form the composite A in step 2 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • step 3 since the carrier a is a magnetic substance, the composite A can be attracted to the wall surface of the reaction vessel with a magnet, and the supernatant can be removed from the reaction vessel by decantation, pipetting, or the like.
  • the complex A recovered in step 3 may be suspended in a buffer solution or the like in order to bring it into the subsequent analysis.
  • a method for analyzing the target double-stranded nucleic acid molecule in the complex A will be described later in this specification.
  • a second invention is a method of separating and enriching a target double-stranded nucleic acid molecule from a non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Fig. 5 A mixed solution in which the sample is mixed with a pyrroleimidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule. 1 (FIG.
  • Step 2 forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide are bound in the mixed solution 1 (FIG. 5, S504); (Step 3) A step of mixing the mixed solution 1 with a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule to form a mixed solution 2 (FIG. 5).
  • S506 (Step 4)
  • Step 5 a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution 2 (FIG. 5, S510), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the step 1 of mixing the sample and the first PI polyamide needs to be performed in a reaction container in which the target double-stranded nucleic acid molecule or the like is not adsorbed. This is because it becomes difficult to recover the target double-stranded nucleic acid molecule when nucleic acid or the like is adsorbed in the reaction vessel.
  • the temperature at the time of mixing in step 1 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C., and still more preferably Can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • the amount ratio of the 1PI polyamide to the total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in step 1 (the number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 More preferably, it is 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • the mixed solution in Step 1 does not contain a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later.
  • a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later can be optionally included.
  • the amount of the surfactant that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 0.05 v / v% or less of the total mixed solution, preferably 0.03 v / v%, more preferably 0.01 v. / V%.
  • the amount of the pH buffer that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 100 mM or less, preferably 50 mM, more preferably 20 mM, and even more preferably 10 mM.
  • the salt that can be included in the mixed solution in Step 1 can be 1.0 M or less, preferably 0.5 M or less, more preferably 0.2 M or less.
  • Step 2 The time required for forming the complex a1 in Step 2 is 60 minutes or less, preferably 40 minutes or less, more preferably 30 minutes or less, and even more preferably 10 minutes or less.
  • the temperature required to form the composite a1 in step 2 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • the amount of the carrier to be mixed in the step 3 is preferably mixed so that the complex a1 formed in the mixed solution can be sufficiently recovered.
  • the quantitative ratio between the target double-stranded nucleic acid molecule and the ligand molecule on the carrier can be 1: 1 or more.
  • the temperature when mixing the carrier a in step 3 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • Step 5 of the second invention can apply the same conditions as the method of step 3 of the first invention described above.
  • the complex A recovered in step 5 may be suspended in a buffer solution or the like in order to bring it into the subsequent analysis.
  • a method for analyzing the target double-stranded nucleic acid molecule in the complex A will be described later in this specification.
  • a third invention is a method of separating and enriching a target double-stranded nucleic acid molecule from a non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 A pyrroleimidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule, and specifically bound to the first linker molecule And / or a step of mixing the support a modified with the adsorbed first ligand molecule and a solution or a solvent to obtain a mixed solution 1 (FIG. 6, S602), (Step 2) forming a composite a2 in which the first PI polyamide and the carrier a are bonded in the mixed solution 1 (S604 in FIG. 6); (Step 3) A step of mixing the sample with the mixed solution 1 to obtain a mixed solution 2 (FIG.
  • Step 4) forming a complex A in which the first PI polyamide of the complex a2 and the target double-stranded nucleic acid molecule are bound in the mixed solution 2 (FIG. 6, S608); (Step 5) a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution 2 (FIG. 6, S610), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the third invention needs to be performed in a reaction vessel in which the target double-stranded nucleic acid molecule or the like is not adsorbed. This is because it becomes difficult to recover the target double-stranded nucleic acid molecule when nucleic acid or the like is adsorbed in the reaction container.
  • the amount of the carrier to be mixed in the step 1 is preferably mixed so that the first PI polyamide formed in the mixed solution can be sufficiently recovered.
  • the quantitative ratio between the target double-stranded nucleic acid molecule and the ligand molecule on the carrier can be 1: 1 or more.
  • the temperature at the time of mixing in step 1 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C., and still more preferably Can be set to 25 ° C to 40 ° C.
  • the mixed solution in Step 1 does not contain a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later.
  • a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later can be optionally included.
  • the amount of the surfactant that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 0.05 v / v% or less of the total mixed solution, preferably 0.03 v / v%, more preferably 0.01 v. / V%.
  • the amount of the pH buffer that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 100 mM or less, preferably 50 mM, more preferably 20 mM, and even more preferably 10 mM.
  • the salt that can be included in the mixed solution in Step 1 can be 1.0 M or less, preferably 0.5 M or less, more preferably 0.2 M or less.
  • Step 2 The time required for forming the complex a2 in Step 1 is 24 hours or less, preferably 1 hour or more and 12 hours or less, more preferably 1 hour or more and 6 hours or less, and further preferably 1 hour or more and 3 hours or less. It can also be within.
  • the temperature required to form the composite a2 in step 2 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • Step 4 The formation of the complex A in Step 4 is within 60 minutes, preferably within 40 minutes, more preferably within 30 minutes, and even more preferably within 10 minutes.
  • the temperature required to form the composite A in step 4 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • Step 5 of the third invention can apply the same conditions as the method of step 3 of the first invention described above.
  • the complex A recovered in step 5 may be suspended in a buffer solution or the like in order to bring it into the subsequent analysis.
  • a method for analyzing the target double-stranded nucleic acid molecule in the complex A will be described later in this specification.
  • a fourth invention is a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG. 7), (Step 1) The sample, a pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule, and the second linker molecule And a support b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to a mixed solution (FIG.
  • second PI polyamide pyrrole-imidazole-containing polyamide
  • Step 2 Form a complex B in which the carrier b is further bound to the second PI polyamide of the complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide in the mixed solution are bound.
  • Step S704 in FIG. 7 (Step 3) a step of separating and removing the complex B from the mixed solution (S706 in FIG. 7); It is invention of the method of isolate
  • step 3 of the fourth invention since the carrier b is a magnetic body, the composite B is attracted to the wall surface of the reaction vessel by a magnet, and the supernatant is recovered from the reaction vessel by decantation, pipetting, etc. Body B can be removed.
  • the supernatant containing the complex A recovered in the step 3 can be brought into the subsequent analysis as it is. Further, the complex A in the supernatant may be further concentrated by the same method as in the first invention.
  • a fifth invention is a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG. 8), (Step 1) Mixing and mixing the sample and a pyrroleimidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule The step of making solution 1 (FIG.
  • Step 2 forming the complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide are bound in the mixed solution 1 (FIG. 8, S804), (Step 3) A step of mixing the mixed solution 1 with a carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule to form a mixed solution 2 (FIG. 8). S806), (Step 4) In the mixed solution 2, a step of forming a complex B in which the second PI polyamide of the complex b1 and the carrier b are bonded (FIG.
  • Step 5 a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 2 (FIG. 8, S810), It is invention of the method of isolate
  • Step 1 of the fifth invention can be applied under the same conditions as the method of Step 1 of the second invention described above except that the second PI polyamide is used instead of the first PI polyamide.
  • Step 3 of the fifth invention is the method of Step 3 of the second invention described above, except that the second PI polyamide is used instead of the first PI polyamide, and the carrier b is used instead of the carrier a. The same conditions can be applied.
  • Step 4 of the fifth invention is the method of Step 4 of the second invention described above, except that the second PI polyamide is used instead of the first PI polyamide, and the carrier b is used instead of the carrier a. The same conditions can be applied.
  • a sixth invention is a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG. 9), (Step 1) A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule, and specifically with the second linker molecule A step of mixing a carrier b modified with a second ligand molecule to be bound and / or adsorbed to obtain a mixed solution 1 (FIG.
  • Step 2 In the mixed solution 1, a step of forming a composite b2 in which the second PI polyamide and the support b are bonded (FIG. 9, S904), (Step 3) A step of mixing the sample with the mixed solution 1 to obtain a mixed solution 2 (FIG. 9, S906), (Step 4) forming the complex B in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule of the complex b2 is bound in the mixed solution 2 (FIG. 9, S908); (Step 5) a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 2 (FIG. 9, S910), It is invention of the method of isolate
  • a sixth invention is a method for separating and removing the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule, (Process 1)
  • Step 1 of the sixth invention is the same as the method of Step 1 of the third invention described above except that the first PI polyamide is used, the second PI polyamide is used, and the support b is used instead of the support a. Can be applied.
  • Step 2 of the sixth invention is the same as the method of Step 2 of the third invention described above except that the first PI polyamide is used, the second PI polyamide is used, and the support b is used instead of the support a. Can be applied.
  • Step 3 of the sixth invention is the same as the method of Step 3 of the third invention described above except that the first PI polyamide is used, the second PI polyamide is used, and the support b is used instead of the support a. Can be applied.
  • Step 4 of the sixth invention is the same as the method of Step 4 of the third invention described above except that the first PI polyamide is used, the second PI polyamide is used, and the support b is used instead of the support a. Can be applied.
  • Step 5 of the sixth invention is the same as the method of Step 5 of the third invention described above except that the first PI polyamide is used, the second PI polyamide is used, and the support b is used instead of the support a. Can be applied.
  • a seventh invention is a method for separating and enriching a target double-stranded nucleic acid molecule from a non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 The sample, a pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule, and the non-target double strand
  • Step 2 A complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution and the first PI polyamide are bound is formed, and the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI in the mixed solution are formed. Forming a composite b1 bonded with polyamide (FIG. 10, S1004); (Step 3) A step of mixing the mixed solution 1 with a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule to form a mixed solution 2 (FIG. 10).
  • Step 4 In the mixed solution 2, a step of forming a complex A in which the first PI polyamide of the complex a1 and the carrier a are combined (S1008 in FIG. 10), (Step 5) a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution 2 (S1010 in FIG. 10), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 of the seventh invention the same conditions as in Step 1 of the first invention can be applied except that both the first PI polyamide and the second PI polyamide are mixed.
  • the amount ratio of the 1PI polyamide to the total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in step 1 (the number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 More preferably 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • the amount ratio of the 2PI polyamide to the total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in step 1 (the number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 More preferably 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • step 3 of the seventh invention the same conditions as in step 3 of the second invention can be applied.
  • step 4 of the seventh invention the same conditions as in step 4 of the second invention can be applied.
  • step 5 of the second invention can be applied to step 5 of the seventh invention.
  • the eighth invention is a method for separating the non-target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG.
  • Step 1 The sample, a pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule, and the non-target double strand
  • Step 2 forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution 1 and the first PI polyamide are bound, Forming a complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution 1 is bound to the second PI polyamide (FIG. 11 S1104); (Step 3) A step of mixing the mixed solution 1 with a carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule to form a mixed solution 2 (FIG. 11).
  • Step 4 forming the composite B in which the second PI polyamide of the composite b1 and the support b are bonded in the mixed solution 2 (FIG. 11 S1108); (Step 5) a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 2 (FIG. 11 S1110), (Step 6)
  • the mixed solution 2 from which the complex B is separated is mixed with the mixed solution 3 by mixing the carrier a modified with the first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule.
  • FIG. 11 S1112 a step of forming a complex A in which the complex a1 and the carrier a are combined (FIG.
  • Step 8) a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution 3 (FIG. 11 S1116), It is invention of the method of isolate
  • Step 1 of the eighth invention the same conditions as in Step 1 of the fifth invention can be applied except that both the first PI polyamide and the second PI polyamide are mixed.
  • the first polyamide ratio of to total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in step 1 (the number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 More preferably 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • the amount ratio of the second polyamide to the total double-stranded nucleic acid molecules in a sample to be mixed in the step 1 ((number of molecules), 1: 10 2 to 1: 10 8, preferably 1:10 4:00 to 1:10 8 , more preferably 1:10 6 to 1:10 8 , still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • Step 2 of the eighth invention can apply the same conditions as step 2 of the fifth invention.
  • Step 3 of the eighth invention can apply the same conditions as step 3 of the fifth invention.
  • Step 4 of the eighth invention can apply the same conditions as step 4 of the fifth invention.
  • Step 5 of the eighth invention can apply the same conditions as step 5 of the fifth invention.
  • Step 6 of the eighth invention can apply the same conditions as step 3 of the second invention.
  • Step 7 of the eighth invention can apply the same conditions as step 4 of the second invention.
  • Step 8 of the eighth invention can apply the same conditions as step 5 of the second invention.
  • a ninth invention is a method of concentrating the target nucleic acid after separating the target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG. 12).
  • Step 1 the sample; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule; A pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with a second linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule; A carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule; And mixing the mixture solution 1 into a mixed solution 1 (FIG.
  • first PI polyamide modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule
  • Step 2 Forming a complex A in which the carrier a is further bound to the first PI polyamide of the complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide in the mixed solution 1 are bound.
  • Step 2 Forming a complex B in which the carrier b is further bound to the second PI polyamide of the complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide are bound in the mixed solution; FIG. 12 S1204), (Step 3) a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 1 (S1206 in FIG.
  • Step 4 a step of separating and recovering the complex A from the mixed solution 1 (FIG. 12, S1208), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 of mixing the sample, the first PI polyamide, the second PI polyamide, the carrier a, and the carrier b needs to be performed in a reaction vessel in which the target double-stranded nucleic acid molecule or the like is not adsorbed. And This is because it becomes difficult to recover the target double-stranded nucleic acid molecule when nucleic acid or the like is adsorbed in the reaction container.
  • the temperature at the time of mixing in step 1 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C., and still more preferably Can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • the amount ratio (number of molecules) of the first PI polyamide and the second PI polyamide to each of all target double-stranded nucleic acid molecules and all non-target double-stranded nucleic acid molecules in the sample mixed in Step 1 is 1:10 2 to 1: 10 8 , preferably 1:10 4 to 1:10 8 , more preferably 1:10 6 to 1:10 8 , and still more preferably 1:10 7 to 1:10 8 .
  • the amounts of the carriers a and b to be mixed in Step 1 are mixed so that the first PI polyamide and the second PI polyamide formed in the mixed solution can be recovered sufficiently.
  • the amount ratio (number of molecules) of the ligand molecules on the supports a and b to the first PI polyamide and the second PI polyamide is 1: 1 to 1:10, preferably 1: 1 to 1: 8, More preferably, it is 1: 1: 1 to 1: 5, and still more preferably 1: 1 to 1: 3.
  • a material that can separate the complex A and the complex B that are later formed together in the mixed solution should be used.
  • a pH buffer a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later, in the mixed solution in Step 1.
  • a pH buffer, a surfactant, a monovalent and / or divalent salt, etc., which will be described later, may optionally be included.
  • the amount of the surfactant that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 0.05 v / v% or less of the total mixed solution, preferably 0.03 v / v%, more preferably 0.01 v. / V%.
  • the amount of the pH buffer that can be contained in the mixed solution in Step 1 can be 100 mM, preferably 50 mM, more preferably 20 mM, and even more preferably 10 mM.
  • the salt that can be included in the mixed solution in Step 1 can be 1.0 M or less, preferably 0.5 M or less, more preferably 0.2 M or less.
  • the time required for forming the composites A and B in step 2 is 24 hours or less, preferably 1 hour or more and 12 hours or less, more preferably 1 hour or more and 6 hours or less, and further preferably 1 hour or more. It can also be within 3 hours.
  • the temperature required to form the composites A and B in step 2 can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C. More preferably, it can be set to 25 ° C. to 40 ° C.
  • Step 3 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 3 of the second invention, but when a material other than a magnetic material is used as the material of the carrier b, it conforms to the characteristics of the material of the carrier.
  • the complex B is separated and removed by the method described above.
  • Step 4 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 4 of the second invention, but when a material other than a magnetic material is used as the material of the carrier a, it conforms to the characteristics of the material of the carrier.
  • the complex A is separated and recovered by the method described above.
  • the tenth invention is a method of concentrating the target nucleic acid after separating the target double-stranded nucleic acid molecule from a sample containing a target double-stranded nucleic acid molecule and a non-target double-stranded nucleic acid molecule (FIG. 13).
  • Step 1 A mixed solution in which the sample is mixed with a pyrroleimidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule. 1 (FIG.
  • Step 2 forming a complex a1 in which the target double-stranded nucleic acid molecule and the first PI polyamide are bound in the mixed solution 1 (FIG. 13, S1304);
  • Step 3 A step of mixing the mixed solution 1 with a carrier a modified with a first ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the first linker molecule to form a mixed solution 2 (FIG. 13).
  • Step 4) In the mixed solution 2, a step of forming a complex A in which the first PI polyamide of the complex a1 and the carrier a are bonded (FIG.
  • Step 1 ′ a pyrrole-imidazole-containing polyamide (first PI polyamide) modified with a first linker molecule that specifically binds to a specific sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule, and the first linker molecule specifically A step of mixing a carrier a modified with a first ligand molecule to be bound and / or adsorbed with a solution or a solvent to form a mixed solution 1 ′ (FIG. 13 S1322); (Step 2 ′) a step of forming a composite a2 in which the first PI polyamide and the support a are bonded in the mixed solution 1 ′ (S1324 in FIG.
  • Step 3 ′ a step of mixing the sample with the mixed solution 1 ′ to form a mixed solution 2 ′
  • Step 4 ′ the step of forming a complex A in which the first PI polyamide of the complex a2 and the target double-stranded nucleic acid molecule are bound in the mixed solution 2 ′
  • Step 5 A second linker that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution 2 after (Step 4) or the mixed solution 2 ′ after (Step 4 ′)
  • a step of mixing a pyrrole-imidazole-containing polyamide (second PI polyamide) modified with molecules into a mixed solution 3 (FIG. 13 S1308), (Step 6) forming a complex b1 in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the second PI polyamide are bound in the mixed solution 3 (FIG.
  • Step 7) A step of mixing the mixed solution 3 with a carrier b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule to form a mixed solution 4 (FIG. 13).
  • Step 8) forming a composite B in which the second PI polyamide of the composite b1 and the support b are combined in the mixed solution 4 (FIG. 13 S1314);
  • Step 9) a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 4 (FIG.
  • Step 5 ′ Second that specifically binds to a specific sequence of the non-target double-stranded nucleic acid molecule in the mixed solution 2 after (Step 4) or the mixed solution 2 ′ after (Step 4 ′)
  • a mixed solution 3 is prepared by mixing a pyrrole-imidazole-containing polyamide modified with a linker molecule (second PI polyamide) and a support b modified with a second ligand molecule that specifically binds and / or adsorbs to the second linker molecule. 'And the process of (Fig.
  • Step 6 ′ forming a composite b2 in which the second PI polyamide and the support b are bonded in the mixed solution 3 ′ (S1332 in FIG. 13);
  • Step 7 ′ a step of mixing the sample with the mixed solution 3 ′ to obtain a mixed solution 4 ′ (FIG. 13 S1334)
  • Step 8 ′ the step of forming a complex B in which the non-target double-stranded nucleic acid molecule of the complex b2 is bound in the mixed solution 4 ′ (FIG. 13 S1336)
  • Step 9 ′ a step of separating and removing the complex B from the mixed solution 4 ′ (S1340 in FIG.
  • Step 10 separating and recovering the complex A from the mixed solution 4 after (Step 9) or the mixed solution 4 ′ after (Step 9 ′) (S1342 in FIG. 13), Is a method for separating and concentrating a target nucleic acid from a non-target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Step 1 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 1 of the second invention.
  • Process 2 of the tenth invention can apply the same conditions as the process 2 of the second invention.
  • Step 3 of the tenth invention can apply the same conditions as step 3 of the second invention.
  • Step 4 of the tenth invention can apply the same conditions as step 4 of the second invention.
  • Step 1 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 1 of the third invention.
  • step 2 of the third invention can be applied to step 2 ′ of the tenth invention.
  • Step 3 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 3 of the third invention.
  • Step 4 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 4 of the third invention.
  • Step 5 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 1 of the fifth invention.
  • Step 6 The process 6 of the tenth invention can apply the same conditions as the process 2 of the fifth invention.
  • Step 7 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 3 of the fifth invention.
  • Step 9 of the tenth invention can apply the same conditions as in step 3 of the ninth invention.
  • Step 5 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 1 of the sixth invention.
  • Step 6 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 2 of the sixth invention.
  • step 8 ' The same conditions as in step 4 of the sixth invention can be applied to step 8 ′ of the tenth invention.
  • Step 9 ′ of the tenth invention can apply the same conditions as in step 3 of the ninth invention.
  • the methods of the first invention to the eighth invention may be combined for the purpose of enhancing discrimination and concentration effect.
  • two or more targets having a higher recovery rate can be obtained by using one or more of the inventions of any one of the first to third inventions for the same sample a plurality of times.
  • the concentration of the strand nucleic acid molecule is achieved, but is not limited thereto.
  • the step of removing non-target double-stranded nucleic acid molecules from the sample using the second PI polyamide In one or more of the inventions according to the first to third inventions, the step of capturing the target double-stranded nucleic acid molecule from the sample using the first PI polyamide allows the target 2 having a higher recovery rate to be recovered. Concentration of single stranded nucleic acid molecules can also be achieved.
  • the fourth invention and / or the fifth invention when the sample contains a large amount of non-target double-stranded nucleic acid molecules in the amount ratio of the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule. Is repeated multiple times to sufficiently remove non-target double-stranded nucleic acid molecules in the sample, and then the target double-stranded nucleic acid molecules are collected according to the first to third inventions, thereby achieving a higher recovery rate target. Concentration of double stranded nucleic acid molecules can also be achieved.
  • the concentration effect can be further improved by repeating the seventh invention and / or the eighth invention using both the first PI polyamide and the second PI polyamide simultaneously.
  • the method for recovering and concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule using the PI polyamide according to the present invention is different from the commonly used major groove binder, Since strict temperature control and control equipment for the denaturation and hybridization processes are not required, all the steps can be performed at room temperature. The temperature may be controlled as necessary for the purpose of enhancing the discrimination and concentration effect.
  • a method of separating the complex A or the complex B and the liquid component and recovering the complex A or removing the complex B is widely used. It can be performed by a solid-liquid separation operation.
  • a removal method using the shape of the carrier (granular, fixed to the substrate surface or the inner wall surface of a container or the like) can be employed.
  • step 3 of the first invention for example, when the support is granular, as a method of separating the complex A, the complex A is precipitated by centrifugation, and the supernatant is removed by decantation, pipetting, or the like. Can be done by the method.
  • a target double-stranded nucleic acid molecule sample and a non-target double-stranded nucleic acid molecule sample and PI polyamide are added to the container.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule to which the first PI polyamide is bound can be brought into contact with the carrier, and the supernatant can be removed by decantation, pipetting, or the like.
  • step 3 of the fourth invention when the support is granular, as a method of separating the complex B, the complex B is precipitated by centrifugation, and the supernatant is recovered by decantation, pipetting, or the like. Can be done by the method.
  • the carrier When the carrier is fixed to the surface of the substrate or the inner wall surface of a container or the like, by adding a sample of target double-stranded nucleic acid molecule and non-target double-stranded nucleic acid molecule and PI polyamide into the container
  • the non-target double-stranded nucleic acid molecule bound with the second PI polyamide can be brought into contact with the carrier, and the supernatant containing the complex A can be recovered by decantation, pipetting or the like.
  • the carrier and the liquid component can be separated.
  • the support is in the form of a film such as a silica membrane
  • the sample is allowed to contact the support by allowing the target double-stranded nucleic acid molecule and non-target double-stranded nucleic acid molecule to pass through the silica membrane.
  • the body and liquid components can also be separated.
  • the silica membrane and the liquid may be removed and separated by performing a centrifugal separation process, applying a vacuum, or applying a pressure.
  • the carrier may be mixed with the sample simultaneously with the mixing of the sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule and PI polyamide, and the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule
  • the sample may be mixed with PI polyamide and incubated for a certain amount of time to sufficiently bind the PI polyamide in the sample, and then the support may be brought into contact with the mixture.
  • the complex A formed is recovered or complexed after incubating for a certain amount of time in a state where the mixture of the sample containing the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule and the PI polyamide and the carrier are brought into contact with each other.
  • the complex A or the complex B may be separated from the liquid component by separating and removing the body B.
  • the temperature condition during the incubation takes into consideration the structure, sequence characteristics and sample of the PI polyamide, the length of the double-stranded nucleic acid molecule, etc. It is preferable to adjust appropriately. Also, it can be 25 ° C. to 100 ° C., preferably 25 ° C. to 80 ° C., more preferably 25 ° C. to 50 ° C., still more preferably 25 ° C. to 40 ° C. be able to.
  • the carrier is separated from the amount of carrier used, the point of contact of the carrier with a mixture of target double-stranded nucleic acid molecule and non-target double-stranded nucleic acid molecule samples and PI polyamide.
  • the conditions for the time to do are the nucleic acid molecules to which the PI polyamide in the sample of the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule binds (in the case of the first PI polyamide, the target double-stranded nucleic acid molecule, In the case of the second PI polyamide, it is preferably adjusted so that almost the entire amount of the non-target double-stranded nucleic acid molecule is adsorbed to the support.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule is overwhelming compared to the non-target nucleic acid molecule. Therefore, when it is assumed that the content of the target double-stranded nucleic acid molecule is 10% or less, it is preferable to incubate for a relatively long time (for example, about 60 minutes). In the case of using the second PI polyamide, it is preferable to incubate for a relatively short time (for example, about 10 minutes). More preferably, by incubating for 30 minutes or longer, the non-target double-stranded nucleic acid molecule can be bound to the second PI polyamide to separate and remove the non-target double-stranded nucleic acid molecule from the sample.
  • the amount of PI polyamide in all the above steps is preferably adjusted as appropriate in consideration of the structure, sequence characteristics, sample, length of double-stranded nucleic acid molecule, etc. of PI polyamide. It is preferred for all the steps at least full-stranded nucleic acid molecule and equivalent or more, further more preferably 10 2 times to 108 times.
  • the amount ratio (number of molecules) of PI polyamide to all double-stranded nucleic acid molecules in the sample to be mixed is 10 2 times to 10 8 times, preferably 10 4 times to 10 8 times, more preferably 10 6 times to 10 8 times the amount, more preferably 10 7 times to 10 8 times the amount.
  • the target and non-target nucleic acid molecules are preferably double-stranded nucleic acid molecules. More preferably, the target and non-target nucleic acid molecules should be double-stranded DNA.
  • the nucleic acid molecule recovered in the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention may be a double-stranded DNA, a linear nucleic acid, or a circular shape such as a plasmid, regardless of its base length. It may be a nucleic acid. It may also be an epigenetic modified nucleic acid. Furthermore, the nucleic acid molecule recovered in the method for concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention may be a cell-derived circulating free DNA (ccfDNA) flowing in blood or a mitochondrial nucleic acid. It may be a nucleic acid derived from a mixed microorganism, or an artificial or synthetic nucleic acid. Artificial or synthetic nucleic acids include cosmids, vectors, cDNAs, and fragments thereof.
  • the sample used for the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention only needs to contain the target nucleic acid molecule of the nucleic acid molecule described above.
  • a nucleic acid molecule extracted from a solid biopsy or subjected to a purification process is used. It may be a sample containing or a liquid biopsy such as serum, plasma, urine, pleural effusion, ascites, peripheral blood or lymph containing nucleic acid molecules.
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention does not undergo the nucleic acid purification step from a liquid biopsy such as serum, plasma or urine, and directly Recovery can be achieved.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule is efficiently used if there is a difference of 1 base or more between the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule. It is a method that can be concentrated.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule is a human genome
  • the base sequence difference between the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule may be one base difference due to point mutation, and one or more bases due to deletion It may be a difference.
  • the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules according to the present invention is suitable for a method for concentrating target nucleic acid molecules contained in a trace amount in a sample, for example. Further, the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention can obtain a significant concentration effect even when the content of the target nucleic acid molecule in the sample is 1.0, 0.1, or 0.001%. Can do. Further, compared with the method for concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention and the conventional method, the operation of each step is relatively simple, and strict temperature control or a temperature control device is not required. Is possible.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method according to the present invention concentrates the target double-stranded nucleic acid molecule in the sample, the target nucleic acid molecule can be analyzed with high sensitivity even by a method with relatively low analytical sensitivity. Therefore, more various analysis methods are suitable. That is, the method for enriching a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention is a method that can be developed into clinical research / diagnosis fields by combining various analysis methods.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule obtained by the method for concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention may be used for any nucleic acid analysis. ) And is more preferably used for analysis of SNP (single nucleotide polymorphism) or single gene mutation.
  • SNP single nucleotide polymorphism
  • the collected nucleic acid molecule containing the mutated gene is used for cancer prognosis diagnosis. It is subjected to nucleic acid analysis for various purposes such as monitoring the progress of a person affected by or for observing the effect of anticancer treatment on malignant tumors.
  • a pyrrole-imidazole-containing polyamide is a pyrrole (Py) amino acid (preferably N-methylpyrrole amino acid) that is an aromatic amino acid that specifically binds to any predetermined base sequence in the human genome with an affinity of nanomolar or less.
  • the aromatic amino acid means an aromatic compound having an amino substituent and a carboxyl substituent on the aromatic ring.
  • pyrrole amino acid unit and the imidazole amino acid unit in the pyrrole-imidazole-containing polyamide may be simply referred to as pyrrole (Py) and imidazole (Im), respectively.
  • T-A1-H-A2-L (Formula 1)
  • T is a terminal region
  • A1 and A2 are identification regions
  • H is a linking region
  • L is a linker molecule.
  • ⁇ -aminobutanoic acid (gamma-turn) can be introduced as the linking region (11) at both ends of the two identification regions (12, 13).
  • FIGS. An example of a structure having a connection region (11) that connects two identification regions (12, 13) is shown in FIGS.
  • one embodiment of the pyrrole-imidazole-containing polyamide modified with a linker molecule used in the method invention according to the present application has a cyclic structure as shown by the following formula 2.
  • A1 and A2 are identification regions
  • H is a linking region
  • L is a linker molecule.
  • the linker molecule (L) indicated by a bond passing through the ring means that the linker molecule (L) can be bonded to any position of the ring.
  • the terminal region 11 is made of N, N-dimethylaminopropylamine, for example.
  • the two discriminating regions (12, 13) of the pyrrole-imidazole-containing polyamide are composed of a sequence optionally selected from a plurality of imidazoles (Im), pyrrole (Py), and ⁇ -alanine ( ⁇ -Ala).
  • the linkage between each of these Im, Py and ⁇ -Ala molecules constituting the identification region (12, 13) is linked by an amide bond.
  • Im, Py and ⁇ -Ala constituting the two identification regions (12, 13) can recognize the AT pair and the GC pair of double-stranded DNA by the combination of the pair between the two regions. .
  • the Im / Py pair formed between the two identification regions (12, 13) recognizes the GC pair in the DNA duplex, and Py / Py, Py / ⁇ -Ala, ⁇ -Ala / Py, ⁇ The -Ala / ⁇ -Ala pair recognizes the AT pair in the DNA duplex.
  • Various other arrangement rules have been clarified.
  • a ⁇ -Ala residue or ⁇ -Ala / ⁇ -Ala pair in a pyrrole-imidazole-containing polyamide sequence acts to alleviate steric hindrance in the binding between the pyrrole-imidazole-containing polyamide and the base sequence of the target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the affinity can be further increased by introducing every two or three residues in the pyrroleimidazole-containing polyamide sequence (Non-patent Document 3).
  • a linking region (14) can be introduced at both ends of the two identification regions (12, 13) to form a circular structure.
  • Both linker molecules (15) in FIG. 14B may have both or only one of them. It has been reported that when the linking region (14) formed by the gamma-turn capable of forming a cyclic structure is ⁇ -aminobutanoic acid, the AT or TA pair has high discrimination.
  • identification regions (12, 13) There are many arrangement rules other than the arrangement rules of Py, Im, and ⁇ -Ala constituting these identification regions (12, 13). Therefore, it is said that there is a possibility that a functional molecule having discriminating ability and binding power comparable to major groove binders such as artificial nucleic acids can be designed by combining the sequences.
  • hydroxypyrrole (Hp) may be used as a component of the identification region (12, 13).
  • the first PI polyamide formed by the pyrrole-imidazole-containing polyamide has a sequence that binds to the target double-stranded nucleic acid molecule
  • the second PI polyamide has a sequence that binds to the non-target double-stranded nucleic acid molecule, and the following functions and features: It is preferable to have at least one.
  • An annular structure can be formed.
  • the molecule (Py or Im) constituting the pyrroleimidazole-containing polyamide in the sequence contains at least one ⁇ -alanine residue every 2 or 3 residues.
  • At least one linker molecule is included at the end of the sequence.
  • the first PI polyamide has a sequence that binds to a target double-stranded nucleic acid molecule
  • the second PI polyamide has a sequence that binds to a non-target double-stranded nucleic acid molecule
  • Patent Document 5 Patent No. 3231045
  • Patent Document 6 Patent No. 40112145
  • Non-Patent Documents 1 to 4 and the like.
  • the present invention is not limited to this.
  • FIGS. 1-10 An outline of an embodiment of a synthesis method of PI polyamide that can be used in the present invention will be described.
  • the following example is a synthesis example of a PI polyamide-protein conjugate modified with, for example, a protein (for example, biotin), and can be synthesized in the following five steps.
  • the synthesis scheme is as shown in FIGS.
  • Step 1 This step is a step of preparing a solid support.
  • the solid support has a linker (L) having an amino group on the resin (R).
  • the solid support may not have a linker when the amino group is directly present in the resin.
  • the solid support can be prepared by modifying a linker having an amino group on the resin.
  • the preparation method may be a generally known method.
  • a resin such as polystyrene can be used as the resin of the solid carrier (FIG. 15 (1)).
  • the linker described in the above patent document may be adopted.
  • Step 2 a monomer necessary for the synthesis of the target PI polyamide is prepared.
  • monomers pyrrole groups modified with carboxyl groups and amino groups (monomers derived from pyrrole), imidazole groups modified with carboxyl groups and amino groups (imidazole derived monomers) ), And ⁇ -alanine.
  • pyrrole-derived monomers are 4-[(9-fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1-methyl-2-pyrrolecarboxylic acid
  • imidazole-derived monomers are 4- [ (9-fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1-methyl-2-imidazolecarboxylic acid.
  • the amino group is preferably protected.
  • a monomer derived from pyrrole and a monomer derived from imidazole can be obtained by known methods.
  • Examples of the amino-protecting group of these monomers include a tert-butoxycarbonyl group (Boc group) and a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group (Fmoc group).
  • Boc group tert-butoxycarbonyl group
  • Fmoc group 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group
  • Step 3 This step is a step of bonding the various monomers prepared in Step 2 to the solid support prepared in Step 1 above.
  • a monomer having an amino group protected is bound to an amino group of a solid support.
  • the amino group of the monomer is then deprotected and the next monomer is bound.
  • the target PI polyamide having a solid support and an amino protecting group is obtained (FIG. 15 (3)).
  • a known method can be used for deprotecting the amino group and bonding of the monomer (formation of an amide bond).
  • Step 4 The PI polyamide resin (R) and linker obtained in Step 3 above are removed to obtain a PI polyamide having an amino protecting group.
  • Dimethylaminopropylamine (Bp) is introduced at the carboxyl group terminal side of the obtained polyamide (FIG. 16 (4)).
  • a known method can be used for the introduction of Bp into the carboxyl group (formation of an amide bond).
  • Step 5 The amino protecting group (P) of PI polyamide bound with Bp is deprotected, and a protein (eg, biotin) is amide-bonded to the PI polyamino terminus to obtain the target PI polyamide-protein conjugate ( FIG. 16 (5)).
  • a protein eg, biotin
  • a known method can be used for deprotection of the amino group and protein binding (formation of an amide bond).
  • the target and non-target nucleic acid molecules are preferably double-stranded nucleic acid molecules, more preferably the target and non-target nucleic acid molecules are double-stranded. It is better to be a double-stranded DNA.
  • the amount of PI polyamide in all the above steps is preferably adjusted as appropriate in consideration of the structure, sequence characteristics, sample, length of double-stranded nucleic acid molecule, etc. of PI polyamide. It is preferred for all the steps at least full-stranded nucleic acid molecule and equivalent or more, further more preferably 10 2 times to 108 times.
  • Carrier used in the present invention is not particularly limited as long as the double-stranded nucleic acid molecule can bind the linker molecule and the ligand molecule, and any solid or liquid form or gel can be used. It may be in a phase state.
  • the material may be an inorganic material, an organic material, or a combination thereof.
  • the carrier has a ligand molecule that binds with specific interaction with a pyrrole-imidazole-containing polyamide terminal linker molecule.
  • the carrier used in the present invention is an inorganic substance
  • the carrier is selected from the group consisting of silicic acid-containing substances, zeolite, aluminum oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, kaolin, magnetic particles, and ceramics. It may be above.
  • the silicic acid-containing material may be silica, magnetic silica, glass, or silicon dioxide.
  • the support used in the present invention is an organic substance
  • the support is Teflon (registered trademark), polyester, polyethersulfone, polycarbonate, polyacrylate copolymer, polyurethane, polybenzimidazole, polyolefin, polyvinyl chloride.
  • the support used in the present invention is an organic substance and a biopolymer, it may be composed of one or more selected from the group consisting of proteins, carbohydrates, lipids, and nucleic acids.
  • the shape of the carrier is not particularly limited. For example, if it is solid, it may be in the form of particles, a film, or a substrate.
  • the carrier may be fixed to the inner wall surface of a container or the like that forms the composite. For example, when removing a non-target double-stranded nucleic acid molecule as a complex B, the carrier b is fixed in the container, the complex B is formed on the inner wall surface of the container, and the target double-stranded nucleic acid molecule is included from the container. The supernatant can be recovered. If it is other than solid, for example, a gel-like body may be used.
  • the support (magnetic particles, beads, etc.) having avidin immobilized on the surface used in the examples of the present invention is modified with various functional groups (amino group, carboxyl group, hydroxyl group, thiol group, aldehyde group, etc.) on the support.
  • the avidin can be prepared by a method of coupling via a functional group in the avidin molecule or a ligand molecule, but is not limited thereto.
  • magnetic particles used in the examples of the method for immobilizing avidin on a carrier are coated with a latex particle and a magnetic layer.
  • a shell of a copolymer mainly composed of a methacrylate monomer is formed, but the present invention is not limited to this.
  • Magnetic particles having a surface modified with avidin can also be prepared by coupling a carboxyl group on the surface and an amino group in the avidin molecule.
  • Patent Document 7 International Publication No. 2012/111687
  • Patent Document 7 International Publication No. 2012/111687
  • linker molecule and ligand molecule refer to molecules that can specifically bind to each other, such as streptavidin and biotin.
  • biotin is used as the linker of the pyrrole-imidazole-containing polyamide
  • streptavidin is used as the ligand molecule that specifically binds to the linker molecule immobilized on the carrier. Any substance exhibiting a similar binding mode can be used in the present invention without being limited to streptavidin and biotin.
  • the carrier used in the method for recovering and concentrating target double-stranded nucleic acid molecules using PI polyamide according to the present invention binds specifically to the PI polyamide terminal linker molecule on the surface by covalent bond, ionic bond or van der Waal force. It is desirable to have a molecule (hereinafter also referred to as “ligand molecule”). More preferably, it is better to have a molecule specifically having a binding force equivalent to a covalent bond with a PI polyamide terminal linker molecule.
  • the interaction between the above-mentioned PI polyamide terminal linker molecule and a ligand molecule having a binding force specifically equivalent to a covalent bond is, for example, antibody / antigen (streptavidin-biotin bond), antibody / hapten, enzyme / substrate, enzyme / inhibition.
  • Substance, enzyme / cofactor, binding protein / substrate, carrier protein / substrate, lectin / carbohydrate, receptor / hormone, receptor / effector, complementary strand of nucleic acid, protein / nucleic acid, repressor / inducer, ligand / cell Surface receptors, viruses / ligands, etc. can be employed as the binding interaction of the present invention.
  • the covalent bond may be a bond such as an ester, amide, thioester, sulfonamide, sulfonate, phosphonate, phosphoramidate, phosphorothioate, or phosphate bond.
  • Buffers that can be used in the method of recovering and concentrating target double-stranded nucleic acid molecules using the PI polyamide according to the present invention include water, pH buffering agents, surfactants, It contains at least one divalent and / or monovalent cation. Only one type of surfactant or salt may be contained, or two or more types may be used in combination.
  • the buffer contains a substance other than a pH buffer, a surfactant, a salt containing a divalent cation, or a salt containing a monovalent cation, as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good.
  • a surfactant can be added to the buffer of the present invention.
  • the surfactant can be appropriately selected from surfactants generally used in the technical field.
  • the surfactant contained in the buffer may be an ionic surfactant such as SDS (sodium dodecyl sulfate), but a nonionic surfactant is preferred, and Triton (registered trademark) X (Polyoxyethylene (10) Octylphenyl Ether), Tween (registered trademark) 20 (Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monolaurate), Tween (registered trademark) 40 (Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monopalmitate), Tween (registered trademark) 60 (Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monostearate), Tween (Registered trademark) 80 (Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monooleate), Nonidet (registered trademark) P-40 (Polyoxyethylene (9) Octylphenyl Ether), Brij (registered trademark)
  • the concentration of the surfactant will cause non-specific binding / adsorption in the binding between the target or non-target double-stranded nucleic acid molecule and the PI polyamide or the binding between the PI polyamide and the support.
  • the concentration is sufficient to function as a blocking agent to be suppressed, and can be appropriately adjusted in consideration of the amount, structure, arrangement characteristics, sample, and the like of the PI polyamide used.
  • the surfactant in the buffer is 0.05 v / v% or less, preferably 0 to 0.01 v / v%, more preferably 0 v / v% of the volume of the solution after preparation.
  • the buffer used in the present invention further contains a cation.
  • the cation may be a monovalent cation or a divalent cation.
  • Examples of the cation include lithium ion, sodium ion, potassium ion, rubidium ion, cesium ion, ammonium ion, magnesium ion, calcium ion, and strontium ion.
  • lithium ion, sodium ion, magnesium ion, or calcium ion is preferable.
  • the anion paired with these cations is preferably a chloride ion, bromide ion, or iodide ion, more preferably a chloride ion or bromide ion, and even more preferably a chloride ion.
  • the cation concentration may be any concentration that can achieve the binding reaction between the PI polyamide and the double-stranded nucleic acid molecule, and the binding reaction between the PI polyamide and the support, and the type of cation used. And the amount of PI polyamide to be used, the structure, arrangement characteristics, a sample and the like are appropriately determined.
  • the buffer used in the present invention preferably has a cation of 1 mol / L or less in consideration of subjecting the concentrated target double-stranded nucleic acid molecule to a commonly used analysis such as PCR.
  • the buffer contains water, and dissolves at least one of a pH buffer, a surfactant, a salt containing a divalent cation, and / or a salt containing a monovalent cation as necessary.
  • a buffer the pH of the buffer is appropriately determined in consideration of the amount, structure, sequence characteristics and sample of the PI polyamide to be used, an analysis method in which the recovered target double-stranded nucleic acid molecule is provided, and the like.
  • the pH of the buffer is preferably pH 5.0 to 9.0, more preferably pH 6.5 to 8.5, and further preferably pH 7.0 to 8.5. preferable.
  • the buffer can be appropriately selected from buffers generally used in the technical field during extraction, purification, and analysis of nucleic acids.
  • Specific examples of the buffer include Tris (trishydroxymethylaminomethane) -HCl buffer, phosphate buffer, and the like.
  • water used as a solvent for preparing the buffer deionized water or ultrapure water is preferable.
  • nucleic acid analysis including gene analysis involves analyzing a nucleic acid to be analyzed and analyzing information obtained as a result of the analysis.
  • Nucleic acid analysis mainly includes a method of directly reading a nucleic acid base sequence with a sequencer, a method using a polymerase reaction starting from a primer that specifically hybridizes to a region consisting of a specific base sequence, or a specific base sequence It is carried out by a method using a probe that specifically hybridizes with a region consisting of Since the target double-stranded nucleic acid molecule obtained by the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules according to the present invention usually contains nucleic acids of various genes or fragments thereof, the gene to be analyzed contains at least a primer and a probe.
  • PCR polymerase chain reaction
  • TaqMan registered trademark
  • LAMP Long-Mediated Isolation Amplification
  • SMAP SMart Amplification Process
  • NASBA Nucleic Acid Sequence-Based Amplification
  • RCA rolling cycle amplification
  • a modification method thereof for example, PCR (polymerase chain reaction) method, real-time PCR method, TaqMan (registered trademark) -PCR method, LAMP (Loop-Mediated Isolation Amplification) method, SMAP (SMart Amplification Process) method, NASBA (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification) method, RCA (rolling cycle amplification) method, and a modification method thereof.
  • the method using a probe include Invader (registered trademark) method and DNA microarray. These methods may be used in combination as appropriate.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method according to the present invention, only a small amount of target double-stranded nucleic acid molecule may be obtained. For this reason, as a method for analyzing the target double-stranded nucleic acid molecule recovered by the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method according to the present invention, an analysis method using a nucleic acid amplification reaction using a probe, or the first step As the second step, a method of amplifying a nucleic acid by PCR or the like and performing a nucleic acid analysis on the amplification product obtained in the first step is preferable.
  • Examples of the former include an allele-specific extension method in which an extension reaction is performed using a primer specific to a specific genotype, a TaqMan-PCR method, and the like.
  • Examples of the latter include an invader plus method, a PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism) method, a PCR-SSCP (single-chain conformation polymorphism) method, and the like.
  • a PCR-RFLP restriction fragment length polymorphism
  • PCR-SSCP single-chain conformation polymorphism
  • the target double-stranded nucleic acid molecule obtained by the molecule concentration method is preferably first amplified by PCR and then directly read by a sequencer or the like, or the invader plus method in which amplification is first performed by PCR and then the invader method is performed. .
  • An example of a method for detecting and analyzing a specific gene (analysis target gene) by the Invader Plus method is shown below.
  • the target double-stranded nucleic acid recovered by the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules according to the present invention is shown below.
  • the nucleic acid analysis method for molecules is not limited to this.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule solution recovered by the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method according to the present invention in the case of using the first PI polyamide, the target double-stranded nucleic acid molecule solution was recovered by the method of the first to third inventions.
  • an invader plus buffer which is an invader plus reaction solution is added to the solution after the carrier is recovered and removed by the method of the fourth to sixth inventions.
  • the DNA double helix is melted into a single strand by denaturation treatment (heating at 95 ° C. for 2 minutes).
  • the oligo mix consists of PCR primers, DNA probes, invading oligos, and FRET cassettes.
  • PCR is performed to amplify the nucleic acid corresponding to the gene to be analyzed, and then the polymerase is deactivated to stop the PCR.
  • the Invader (registered trademark) method is carried out to decompose the DNA probe specifically hybridized to the region having the nucleic acid sequence corresponding to the gene to be analyzed.
  • the 5′-oligonucleotide of the DNA heating probe generated by the degradation reaction binds to the FRET cassette having the fluorescent dye, and further, the FRET cassette is decomposed and the fluorescent dye is released from the FRET cassette to emit fluorescence. Lights up. By measuring this fluorescence, the gene to be analyzed can be detected and measured indirectly. That is, the detected amount of the gene to be analyzed corresponding to the fluorescence signal intensity is shown.
  • the fluorescence signal intensity of the fluorescent dye dissociated by the Invader (registered trademark) method is measured with a fluorescence measuring device.
  • a fluorescence measuring device For example, when the fluorescent dye is FAM, the fluorescence signal intensity of FAM observed at an excitation wavelength of 485 nm and an emission wavelength of 535 nm is measured.
  • the fluorescence measuring device include a fluorescence measuring device LightCycler 480 manufactured by Roche Applied Science.
  • kit ⁇ Target double-stranded nucleic acid molecule enrichment kit>
  • the materials and reagents used in the method for concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention can be easily performed by preparing a kit.
  • the first PI polyamide and / or the second PI polyamide modified with a linker molecule, specifically binding and / or adsorbing to the linker molecule
  • a carrier modified with a ligand molecule capable of producing a pH, a surfactant, a salt containing a divalent cation, and / or a salt containing a monovalent cation is included.
  • the identification region (FIGS. 14A and 14B) of the first PI polyamide and / or the second PI polyamide modified with a linker molecule that can be included in the kit can be freely adjusted according to the specific base sequence of the target gene to be detected by the genetic test. Molecular design is possible.
  • the two discriminating regions 12, 13 (FIG. 14A) of the pyrrole-imidazole-containing polyamide have a sequence optionally selected from a plurality of imidazoles (Im), pyrrole (Py), and ⁇ -alanine ( ⁇ -Ala). Composed.
  • the links between these Im, Py and ⁇ -Ala molecules constituting the identification regions 12 and 13 are linked by amide bonds.
  • a ⁇ residue or ⁇ -Ala / ⁇ -Ala pair in a pyrrole-imidazole-containing polyamide sequence has a function to alleviate steric hindrance in the binding between the pyrrole-imidazole-containing polyamide and the recognition DNA duplex, and the pyrrole-imidazole-containing polyamide Affinity can be further increased by introducing every 2 or 3 residues in the sequence.
  • the identification region of the first PI polyamide preferably has a sequence that can bind to the target double-stranded nucleic acid molecule, and has at least one of the following functions and features.
  • It includes at least one spacer molecule that binds to a base pair (TA or AT) in or near the target base sequence and can form a hairpin-like structure in a pyrroleimidazole-containing polyamide.
  • Every 2 or 3 residues in the sequence contains at least one ⁇ -alanine residue.
  • It contains at least one linker molecule that can specifically bind to the carrier at the end of the sequence.
  • the identification region of the second PI polyamide preferably has a sequence capable of binding to a non-target double-stranded nucleic acid molecule, and has at least one of the following functions and features.
  • (1) Includes at least one spacer molecule that binds to a base pair (TA or AT) in or near the non-target base sequence and can form a hairpin-like structure in a pyrrole-imidazole-containing polyamide. .
  • a ring structure can be formed.
  • a linking region can be introduced at both ends of the two identification regions to form a circular structure. It has the general formula of a ring structure.
  • the two linker molecules in FIG. 14B may have both or only one of them.
  • Every 2 or 3 residues in the sequence contains at least one ⁇ -alanine residue.
  • It contains at least one linker molecule that can specifically bind to the carrier at the end of the sequence.
  • the first PI polyamide has a sequence that binds to a target double-stranded nucleic acid molecule
  • the second PI polyamide has a sequence that binds to a non-target double-stranded nucleic acid molecule
  • the first PI polyamide and the second PI polyamide that can be included in the kit may have the hairpin structure of Formula 1 described above, or may have the cyclic structure of Formula 2 described above.
  • a ligand molecule that can specifically bind to a linker molecule that modifies a modified carrier that can be included in a kit is a molecule that specifically binds to a linker molecule that is modified to the first PI polyamide and / or the second PI polyamide It is.
  • the surfactant that can be included in the kit is preferably included so that the concentration after preparation can be 0.05 v / v% or less.
  • the salt containing a monovalent cation and / or a divalent cation is preferably contained so that the adjusted concentration can be 1 mol / L or less.
  • a first PI polyamide and / or a second PI polyamide modified with a linker molecule in advance, a carrier modified with a ligand molecule, necessary reagents, and the like are put into a test tube. It may be in the form.
  • the test tube used in this embodiment is preferably processed so that the nucleic acid is not adsorbed inside the test tube.
  • the inside of the test tube may be modified with a ligand molecule.
  • the test tube may be a blood collection tube. For example, by collecting blood of a patient directly using a blood collection tube into which a first PI polyamide and / or a second PI polyamide, a carrier modified with a ligand molecule, and a necessary reagent are charged, It can be used to concentrate and analyze strand nucleic acid molecules.
  • genes to be analyzed in the present invention are not limited to these, but single nucleotide polymorphisms (SNPs) are analyzed in the field of genomic pharmacology (PGx). Any gene that is targeted in can be applied.
  • SNPs single nucleotide polymorphisms
  • PGx genomic pharmacology
  • a “family” of a gene is a term including both a superfamily and a subfamily of a specific gene.
  • RAS genes that can be targeted include RAS and its families, and variants thereof, and the superfamily of RAS includes RHO, RAB, ARF, RAN and their subfamilies
  • RAS subfamilies include, for example, K-RAS, N-RAS, and H-RAS
  • RHO subfamilies include RHOA, RHOB, RAC1, and CDC42
  • RAB subfamilies include RAB1. , RAB2, RAB3A, RAB4, and RAB27, but is not limited thereto.
  • analysis for the presence or absence of mutations in exons 2, 3 and 4 of K-RAS is preferred.
  • the K-RAS gene exon 2 it is preferable to analyze the presence or absence of mutations in codons 12 and 13.
  • analysis of the presence or absence of mutations in codons 117 and 146 is preferred in exon 4 of the K-RAS gene.
  • genes that can be targeted include cytochrome P450 gene (CYP) and its family, and mutants thereof, but are not limited thereto.
  • CYP cytochrome P450 gene
  • Examples of the CYP subfamily include, but are not limited to, CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2C, CYP3A4, and CYP3A5.
  • genes that can be targeted include glutathione S-transferase gene (GSTT) and its family, and variants thereof.
  • GSTT glutathione S-transferase gene
  • Examples of GDTT subfamilies include GSTT1, GSTTM1, and Although GSTP1 is included, it is not limited to this.
  • NAT N-acetyltransferase gene
  • NAT1 N-acetyltransferase gene
  • NAT2 N-acetyltransferase gene
  • genes that can be targeted include the thymidylate synthase gene (TS) and its family, these variants and the 3 ′ untranslated region, 3 ′ untranslated region of TS, It is not limited to this.
  • TS thymidylate synthase gene
  • UGT UDP glucuronyltransferase
  • UGT subfamily includes, for example, UGT1A1
  • the present invention is not limited to this.
  • genes that can be targeted include the excision repair cross-complementary gene (ERCC) and its family, and variants thereof, and examples of the subfamily of ERCC include ERCC1 and ERCC2.
  • ERCC excision repair cross-complementary gene
  • the present invention is not limited to this.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, a multidrug resistance gene (MDR), its family, and mutants thereof.
  • MDR multidrug resistance gene
  • Examples of the MDR subfamily include, but are not limited to, MDR1 and MDR2.
  • genes that can be targeted include gene repair protein gene (XRCC) and its family, and variants thereof, and examples of XRCC subfamily include XRCC1 and XRCC5.
  • XRCC gene repair protein gene
  • the present invention is not limited to this.
  • genes that can be targeted include the corticotropin-releasing hormone receptor protein gene (CRHR) and its family, and variants thereof, and examples of the MDR subfamily include: Although CRHR1 and CRHR2 are included, it is not limited to this.
  • CRHR corticotropin-releasing hormone receptor protein gene
  • genes that can be targeted include a breast cancer suppressor gene (BRCA), its family, and variants thereof, and examples of BRCA subfamilies include BRCA1 and BRCA2.
  • BRCA breast cancer suppressor gene
  • the present invention is not limited to this.
  • MSH tumor suppressor gene
  • MSH family include RB, p53, APC, NF1, NF2, WT1, VHL, BRCA, CHEK2, MASPIN, P73, DPC4 (SMAD4), MSH1, MSH2, MSH6, MLH1, PMS2, DCC, PTEN, SDHD.
  • P16, P57KIP2, PTC, TSC1, TSC2, EXT1, and EXT2 genes but are not limited thereto.
  • CDA gemcitabine metabolizing enzyme gene
  • DPD dihydropyrimidine dehydrogenase gene
  • MTHRR methylenetetrahydrofolate reductase gene
  • OPRT otate phosphoribosyl transferase gene
  • Serotonin transporter gene (5-HTT), blood coagulation factor V gene (Factor V), vitamin K epoxide reductase complex 1 gene (VKORC1), APEX1, DCK, DPYD, TYMP, MLH1, UMPS, PCNA, POLA , RRM1, SLC29A1, TK1, UNG, ACTB, AKT1, ALK, APC, BRAF, CHD1, CTNNB1, EGFR, ERBB2, FBXW7, FGFR2, FOXL2, G A gene selected from the group selected from AQ, GNAS, KIT, MAP2K1, MET, NRAS, PDGFRA, PIK3CA, PTEN, SMAD4, SRC, STK11, and TP53, a family of these genes, and a gene selected from these genes Of variants.
  • 5-HTT blood coagulation factor V gene
  • Factor V blood coagulation factor V gene
  • VKORC1 vitamin K epoxide reduc
  • a gene group that can be targeted a gene group to be examined in prenatal diagnosis
  • a gene known as a genetic disease a gene related to a disease associated with protein mutation / degeneration such as Alzheimer's disease A group is included.
  • additional genes that can be targeted include, but are not limited to, the MLH1 gene and its family, and variants thereof, but the analysis region of the MLH1 gene is exon 1- Exon 19 is preferred.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the MSH2 gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the MSH2 gene is exon 1-exon. 16 is preferable.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the MSH6 gene, its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the MSH6 gene is preferably exon 1-exon 10.
  • another gene that can be targeted includes, but is not limited to, the PMS2 gene and its family, and mutants thereof. 15 is preferable.
  • another gene that can be targeted includes, but is not limited to, the APC gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the APC gene is exon 1-exon. 15 is preferable.
  • additional genes that can be targeted include, but are not limited to, the MEN1 gene and its family, and mutants thereof. Exon 10 is preferred.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the RET gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the RET gene is preferably exon 10, exon 11, exon 13-exon 15. More preferably, the presence or absence of a mutation of A883F in exon 15 of the RET gene, or the presence or absence of a mutation of M918T or S992S in exon 16 is analyzed.
  • genes that can be targeted include the TP53 gene and its family, and variants thereof, and the analysis region of the TP53 gene is preferably exon 1-exon 11, It is not limited to this.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the EGFR gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the EGFR gene is preferably exon 18-exon 21. More preferably, the presence or absence of a mutation in S492R of the EGFR gene is analyzed.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the BRAF gene and its family, and variants thereof.
  • the analysis region of the BRAF gene is preferably exon 15. It is preferable to analyze the presence or absence of a V500E or K mutation in exon 15 of the BRAF gene.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the c-kit gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the c-kit gene is preferably exons 9, 11, 13, and 17.
  • yet another gene that can be targeted includes, but is not limited to, the PDGFR ⁇ gene and its family, and variants thereof.
  • the analysis region of the PDGFR ⁇ gene is preferably exons 12 and 18.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the PDGFR gene and its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the PDGFR gene is preferably exon 14.
  • genes that can be targeted include, but are not limited to, the TP53 gene, its family, and mutants thereof.
  • the analysis region of the TP53 gene is preferably exon 5-8.
  • Example 1 Concentration of target double-stranded nucleic acid molecule using first PI polyamide
  • the target double-stranded nucleic acid molecule having a base sequence difference shown in Table 1 and the non-target double-stranded nucleic acid molecule were 5000 molecules: 5 ⁇ 10 5 molecules (target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample was 1%).
  • Sample A 500 molecules: 5 ⁇ 10 5 molecules (content of target double-stranded nucleic acid molecule in sample is 0.1%)
  • Sample B 50 molecules: 5 ⁇ 10 5 molecules (target double-stranded nucleic acid in sample)
  • the first PI polyamide and streptavidin labeled magnetic beads according to the present invention having a sequence capable of binding to three samples of sample C having a molecular content of 0.01%) and the target double-stranded nucleic acid molecule shown in FIG.
  • Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences , Inc. used as a carrier according to the present invention, a target double stranded by the method of the second invention in the concentration method of the target double stranded nucleic acid molecule according to the present invention It was carried concentrated acid molecules.
  • plasmid DNA treated with a restriction enzyme was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • the base sequence of SEQ ID NO: 1 is the base sequence of the site on the sense side of the target double-stranded nucleic acid molecule to which the first PI polyamide according to the present invention binds (only the part related to binding). ).
  • the base sequence of SEQ ID NO: 2 is the base sequence (part related to binding) of the site on the sense side of the non-target double-stranded nucleic acid molecule to which the second PI polyamide according to the present invention binds. Only) (hereinafter the same).
  • the target double-stranded nucleic acid molecule in Table 1 may be a non-target double-stranded nucleic acid molecule and The target double-stranded nucleic acid molecule can be a target double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule in this example corresponds to the K-RAS codon 12G12V mutant base sequence
  • the non-target double-stranded nucleic acid molecule corresponds to the K-RAS codon 12 wild-type base sequence.
  • TE buffer was added as a 20 ⁇ L dispersion, and this was used as a sample for analysis.
  • sample A target double-stranded nucleic acid molecule content 1% in the sample
  • sample B the content of target double-stranded nucleic acid molecules in the sample was 0.1%)
  • sample C target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample: 0.01%
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method using the first PI polyamide in the present invention is used to identify a single base difference and recover the target double-stranded nucleic acid molecule from the sample at most 1430. It became clear that it could be concentrated twice.
  • FIG. 17 shows sample D in which target double-stranded nucleic acid molecules and non-target double-stranded nucleic acid molecules shown in Table 1 are 100 molecules: 1 ⁇ 10 4 molecules (target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample is 1%).
  • the second PI polyamide and streptavidin-labeled magnetic beads according to the present invention having a sequence capable of binding to the non-target double-stranded nucleic acid molecule shown (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) as a carrier according to the present invention
  • the target double-stranded nucleic acid molecule was concentrated in steps 1 to 5 of the fifth invention in the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention.
  • plasmid DNA treated with a restriction enzyme was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule remains in the separated liquid component, it was used as a sample for analysis.
  • the analysis sample was mixed with the target double-stranded nucleic acid molecule.
  • Analyze target nucleic acid double-stranded nucleic acid molecule The content (%) of target double-stranded nucleic acid molecule in the sample is measured, and the concentration effect (fold) (content of target double-stranded nucleic acid molecule after concentration (%) / The content (%) of the target double-stranded nucleic acid molecule in each sample was calculated.
  • sample D target double-stranded nucleic acid molecule content 1% in the sample
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method using the second PI polyamide in the present invention is used to identify a single base difference and remove non-target double-stranded nucleic acid molecules from the sample, thereby concentrating 15 times. It became clear that it was possible.
  • Example 3 Concentration of target double-stranded nucleic acid molecule using both first and second PI polyamides [1]) 500 target double-stranded nucleic acid molecules and non-target double-stranded nucleic acid molecules having a base sequence difference shown in Table 4: 5 ⁇ 10 5 molecules (content of target double-stranded nucleic acid molecule in sample: 0.1%) 17 and 18, the first PI polyamide, the second PI polyamide and the streptavidin labeled magnetic beads (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention shown in FIGS.
  • Table 4 5 ⁇ 10 5 molecules (content of target double-stranded nucleic acid molecule in sample: 0.1%) 17 and 18, the first PI polyamide, the second PI polyamide and the streptavidin labeled magnetic beads (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention shown in FIGS.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule is concentrated by combining Steps 1 to 3 of the fifth invention and Steps 1 to 5 of the third invention in the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules according to the present invention.
  • plasmid DNA treated with a restriction enzyme was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule in this example corresponds to the K-RAS codon 13G13D mutant base sequence
  • the non-target double-stranded nucleic acid molecule corresponds to the K-RAS codon 12 wild-type base sequence.
  • 1 ⁇ 10 7 molecules corresponding to the second PI polyamide shown in FIG. 17 is added to the sample E and incubated for 30 minutes while mixing with a tube rotator. The procedure so far corresponds to the fifth invention in the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention.
  • streptavidin-labeled magnetic beads corresponding to 1 ⁇ 10 7 molecules of the first PI polyamide shown in FIG. 19 is added and incubated for 60 minutes while mixing with a tube rotator. After incubation, it is separated into streptavidin-labeled magnetic beads and liquid components using a magnetic stand. The whole amount of the streptavidin-labeled magnetic beads bound with the separated first PI polyamide is added to the mixture of the second PI polyamide and sample E, and incubated for 60 minutes while mixing with a tube rotator. After incubation, it was separated into streptavidin-labeled magnetic beads and liquid components using a magnetic stand.
  • the procedure in the above paragraph corresponds to the third invention in the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention.
  • steps 1 to 3 of the fifth invention and steps 1 to 5 of the third invention are performed. It was compared with the measurement result of the content rate (%) of the target double-stranded nucleic acid molecule and the calculated concentration effect (times) when the concentration of the target double-stranded nucleic acid molecule was performed in combination.
  • sample E the content of target double-stranded nucleic acid molecules in the sample was obtained by using the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules using the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention. 0.1%) was 50.0%, which was concentrated 500 times compared to before concentration.
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule using the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention in combination and combining the steps 1 to 3 of the fifth invention and the steps 1 to 5 of the third invention It was revealed that the target double-stranded nucleic acid molecule could be concentrated 500 times by discriminating the difference of single bases and reducing the erroneous capture of non-target double-stranded nucleic acid molecules from the sample.
  • the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention were used in combination as compared with the method of concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule using only the first PI polyamide in the present invention.
  • the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules which combines Steps 1 to 3 of the fifth invention and Steps 1 to 5 of the third invention, the content (%) and concentration of the target double-stranded nucleic acid molecule It became clear that the effect (times) can be improved by about 1.5 times.
  • Example 4 Concentration of target double-stranded nucleic acid molecule using both first PI polyamide and second PI polyamide [2]
  • streptavidin-labeled magnetic beads corresponding to 1 ⁇ 10 7 molecules of the first PI polyamide shown in FIG. 20 is added and incubated for 60 minutes while mixing with a tube rotator. After incubation, it is separated into streptavidin-labeled magnetic beads and liquid components using a magnetic stand. The whole amount of the streptavidin-labeled magnetic beads bound with the separated first PI polyamide is added to the treated sample and incubated for 60 minutes while mixing with a tube rotator. After incubation, it was separated into streptavidin-labeled magnetic beads and liquid components using a magnetic stand.
  • This procedure corresponds to steps 1 to 5 of the third invention in the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule is obtained by combining the steps of the fifth invention and the third invention. Was compared with the measurement result of the content rate (%) of the target double-stranded nucleic acid molecule when the concentration was performed and the calculated concentration effect (times).
  • the sample F target double-stranded nucleic acid molecule content 1% in the sample
  • sample G the target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample was 0.1%)
  • it was 100.0%, which was concentrated 1000 times compared to before concentration
  • sample H target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample: 0.01%
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule using the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention in combination and combining the steps 1 to 5 of the fifth invention and the steps 1 to 5 of the third invention It was clarified that the non-target double-stranded nucleic acid molecule was removed from the sample by discriminating the difference in one base, and the target double-stranded nucleic acid molecule was captured, and the target double-stranded nucleic acid molecule was captured up to 5000 times.
  • the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention were used in combination as compared with the method of concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule using only the first PI polyamide in the present invention.
  • the method for concentrating target double-stranded nucleic acid molecules which combines the procedures of Steps 1 to 5 of the fifth invention and Steps 1 to 5 of the third invention, the content (%) of the target double-stranded nucleic acid molecule and It was revealed that the concentration effect (times) can be improved by about 4.2 times for sample F, about 3 times for sample G, and about 5.5 times for sample H.
  • concentration of the target double-stranded nucleic acid molecule in which the first PI polyamide and the second PI polyamide in the present invention in Example 3 are used in combination and the steps 1 to 3 of the fifth invention and the steps 1 to 5 of the third invention are combined.
  • Example 5 Concentration of target double-stranded nucleic acid molecule in serum / plasma using first PI polyamide
  • Sample I added to healthy human serum in 500
  • sample J added to healthy human plasma at 500 molecules: 5 ⁇ 10 5 molecules (target double-stranded nucleic acid molecule content in sample 0.1%) and FIG.
  • the first PI polyamide and streptavidin-labeled magnetic beads (Magnospher TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention having a sequence capable of binding to the target double-stranded nucleic acid molecule shown in FIG.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule was concentrated by the method of the second invention in the method of concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention.
  • plasmid DNA treated with a restriction enzyme was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • 1 ⁇ 10 7 molecules of the first PI polyamide is added to each sample, mixed well, and incubated for 60 minutes.
  • streptavidin-labeled magnetic beads 100 ⁇ g is added to the mixture and incubated for 60 minutes while mixing with a tube rotator. After incubation, it was separated into streptavidin-labeled magnetic beads and liquid components using a magnetic stand.
  • the sample I target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample is 0.1%) is 6.6%. It was concentrated 66 times compared with before concentration. In sample J (the content of target double-stranded nucleic acid molecules in the sample was 0.1%), it was 9.8%, which was 98 times higher than that before concentration. From this, the target double-stranded nucleic acid molecule can be recovered from the serum or plasma sample by distinguishing the single base difference by the method for concentrating the target double-stranded nucleic acid molecule using the first PI polyamide in the present invention. It was revealed that it could be concentrated 66 or 98 times.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule concentration method according to the present invention according to the present invention does not require a nucleic acid purification step, and the target double-strand directly from a liquid biopsy (serum / plasma or urine). It was revealed that nucleic acid molecules can be collected and concentrated.
  • Example 6 Effect of repeated concentration using first PI polyamide (when complex A is formed)
  • Sample K and the first PI polyamide and streptavidin labeled magnetic beads (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention shown in FIG. 17 were used as a support.
  • a restriction enzyme-treated plasmid DNA was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule in this example corresponds to the K-RAS codon 12G12V mutant base sequence, and the non-target double-stranded nucleic acid molecule corresponds to the K-RAS codon 12 wild-type base sequence. .
  • Example 6-1 [Formation of Complex A through Formation of Complex a1] 1. Formation of complex a1 Add 1 x 10 7 molecules of the first PI polyamide to the microtube containing the sample K, and incubate at room temperature for 10 minutes while mixing with a tube rotator to form a complex of the first PI polyamide and streptavidin-labeled magnetic beads (complex The body a1) was formed.
  • Table 9 shows the measurement results.
  • the step of forming and separating complex A by mixing complex a1 and streptavidin-labeled magnetic beads is repeated.
  • the concentration was 2%, and the concentration was 720 times that before the concentration (the target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample was 1%).
  • the concentration effect was increased by about 2 times.
  • Example 6-2 [Formation of complex A through formation of complex a2] 1. Formation of complex a2 First PI polyamide 1 ⁇ 10 7 molecule equivalent and 100 ⁇ g of streptavidin labeled magnetic beads are mixed in a microtube and incubated at room temperature for 30 minutes while mixing with a tube rotator to combine the first PI polyamide and streptavidin labeled magnetic beads. A body (complex a2) was formed, and after incubation, the liquid component and the complex a2 were separated using a magnetic stand. To the separated liquid component, 1 ⁇ 10 7 molecules of the first PI polyamide and 100 ⁇ g of streptavidin-labeled magnetic beads were newly added, and the same operation as described above was performed to separate the complex a2. This operation was repeated three times to prepare three sets of complex a2 (complex a2-1, complex a2-2, and complex a2-3 in this order).
  • Table 10 shows the measurement results.
  • it is 15.6% when the step of forming and separating the complex A by mixing the complex a2 and the sample is repeated. 1560-fold concentration compared to before concentration (target double-stranded nucleic acid molecule content in the sample is 1%).
  • concentration effect was about 3 times higher.
  • the step of mixing the complex a2 and the sample to form the complex A, or the complex a1 and the carrier a streptavidin It was shown that the target double-stranded nucleic acid molecule can be more concentrated by repeatedly performing the step of forming complex A by mixing labeled magnetic beads).
  • Example 7 Effect of repeated concentration using second PI polyamide (when forming composite B)
  • the target double-stranded nucleic acid molecule and the non-target double-stranded nucleic acid molecule having different base sequences shown in Table 8 were 100 children: 1 ⁇ 10 4 molecules (the content of the target double-stranded nucleic acid molecule in the sample was 1%).
  • the sample L and the second PI polyamide and streptavidin-labeled magnetic beads (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention shown in FIG. 18 are used as the support according to the present invention.
  • As the double-stranded nucleic acid molecule plasmid DNA treated with a restriction enzyme was used.
  • Example 7-1 [Formation of complex B through formation of complex b1] 1. Formation of complex b1 Add 1 x 10 7 molecules of the second PI polyamide to the microtube containing the sample L, and incubate for 60 minutes at room temperature while mixing with a tube rotator. The complex of the second PI polyamide and streptavidin-labeled magnetic beads (composite) The body b1) was formed.
  • Table 11 shows the measurement results.
  • the step of forming and separating the complex B by mixing the complex b1 and the streptavidin-labeled magnetic beads is repeated.
  • the concentration was 3%, and the concentration was 11.3 times that before the concentration (the content of the target double-stranded nucleic acid molecule in the sample is 1%).
  • the concentration effect was increased about twice.
  • Example 7-2 [Formation of Complex B through Formation of Complex b2] 1. Formation of complex b2 1 ⁇ 10 7 molecules equivalent to the second PI polyamide and 100 ⁇ g of streptavidin-labeled magnetic beads were mixed in a microtube, and incubated at room temperature for 60 minutes while mixing with a tube rotator, and then the second PI polyamide and streptavidin were mixed. A complex of labeled magnetic beads (complex b2) was formed, and after incubation, the liquid component and the complex b2 were separated using a magnetic stand.
  • Table 12 shows the measurement results.
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule using the second PI polyamide in the present invention by repeating the step of mixing and forming the complex B by mixing the complex b2 and the sample, it becomes 24.3%, The sample was concentrated 24.3 times compared to before concentration (the content of the target double-stranded nucleic acid molecule in the sample is 1%).
  • the concentration effect was increased about 1.5 times.
  • the step of mixing the complex b2 and the sample to form the complex B, or the complex b1 and the carrier b (streptavidin) It was shown that the target double-stranded nucleic acid molecule can be further concentrated by repeatedly performing the process of forming the complex B by mixing the labeled magnetic beads.
  • Example 8 Effect of salt and surfactant 500 target double-stranded nucleic acid molecules and non-target double-stranded nucleic acid molecules having different base sequences shown in Table 13: 5 ⁇ 10 5 molecules (content of target double-stranded nucleic acid molecule in sample: 0.1%)
  • Sample M and the first PI polyamide and streptavidin labeled magnetic beads (Magnosphere TM MS300 / Streptavidin, JSR Life Sciences) according to the present invention shown in FIG. 18 were used as the support according to the present invention.
  • a restriction enzyme-treated plasmid DNA was used as the double-stranded nucleic acid molecule.
  • the target double-stranded nucleic acid molecule corresponds to the K-RAS codon 12G12C mutant base sequence
  • the non-target double-stranded nucleic acid molecule corresponds to the K-RAS codon 12 wild-type base sequence.
  • the conditions for forming the complex a1 and the complex A were carried out under the three conditions shown in Table 14, respectively, and the effects of the salt and the surfactant were confirmed.
  • Table 15 shows the measurement results.
  • concentration effect was increased by about 10 times as compared with Condition 1.
  • the surfactant and salt concentration conditions in forming the complex a1 and the complex A are the surfactant (Tween 20). It was shown that the target double-stranded nucleic acid molecule can be efficiently concentrated by adjusting the concentration of the solution to 0.05 v / v% or less and the salt (NaCl) to 1 mol / L or less.
  • concentration of target double-stranded nucleic acid molecules can be easily achieved even in a facility that does not have a highly accurate temperature control device and does not have personnel with molecular biological expertise or skills such as PCR.
  • pyrrole-imidazole-containing polyamide is a mutation contained in a trace amount from a biological sample as a pretreatment for detecting and diagnosing a mutated gene with high sensitivity by, for example, a highly versatile direct sequencing method in the field of clinical testing. It can also be used as a method for collecting and concentrating only genes. If the method for detecting a mutated gene using a roll imidazole-containing polyamide is used as it is in clinical practice, the diagnostic sensitivity can be greatly increased, the analysis efficiency can be increased, and the test cost can be reduced.
  • the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule By providing the method for concentrating a target double-stranded nucleic acid molecule according to the present invention, it is possible to identify a difference of one base in a simple process without requiring a highly accurate temperature control apparatus or strict reaction system control. It can concentrate single-stranded nucleic acid molecules and can detect and analyze target double-stranded nucleic acid molecules even in analytical methods that normally have insufficient sensitivity. Is possible.
  • Target double-stranded DNA 1st PI polyamide 3 1st linker molecule (eg biotin) 4 Ligand molecule that specifically binds to the first linker molecule (eg streptavidin) 8 Second linker molecule (eg biotin) 9 Ligand molecules that specifically bind to the second linker molecule (eg, streptavidin) 5 Carrier a 6 Non-targeted double-stranded DNA 7 Second PI polyamide 10 carrier b 11 Terminal area 12 Identification area 1 13 Identification area 2 14 Linking region 15 Linker molecule 100 Complex A 200 Complex B

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Abstract

本発明では、ピロールイミダゾール含有ポリアミド(PIポリアミド)を用いて、非標的二本鎖核酸分子と標的二本鎖核酸分子の塩基配列の1塩基以上の違いを識別して、標的二本鎖核酸分子を特異的に捕捉または非標的二本鎖核酸分子を除去し、標的二本鎖核酸分子を濃縮する方法及びキットを提供する。前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合するリンカー分子で修飾されたPIポリアミドと、前記リンカー分子と特異的に結合するリガンド分子で修飾された担持体とを混合して混合溶液とする工程と、前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記PIポリアミドとが結合した複合体aの該PIポリアミドにさらに前記担持体を結合させた複合体Aを形成する工程と、前記混合溶液から、前記複合体Aを分離して回収する工程を含む。

Description

ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法およびキット
 本発明は、ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いて標的遺伝子の配列の1塩基以上の違いを識別して標的遺伝子の二本鎖核酸分子を濃縮する方法及びキットに関する。
 近年の分子生物学の顕著な発展、およびこれまでに蓄積された研究成果は、生命現象の解明に寄与するのみならず、医療に対しても多大な貢献をなしている。とりわけ、分子生物学的手法をもちいた遺伝子医療の発展はめざましく、臨床分野にまで急速に展開されている。さらには、様々な疾患に遺伝子の核酸配列のレベルでの多様性が関与していることが明らかにされてきており、それらの疾患に対しては遺伝子の核酸配列のレベルでの診断が必要不可欠なものとなっている。ここで、遺伝子の核酸配列のレベルでの多様性とは、遺伝子の核酸配列における欠失、付加又は置換などの遺伝子変異が挙げられる。
 今日、先天的代謝異常として古くから知られている数多くの酵素の機能欠損症が遺伝子疾患に基づくものであることが明らかとなっている。これらの疾患を検出する方法としては、特定の代謝に関与しているタンパク質または酵素の遺伝子について、先天的に異常のない健常者の遺伝子の塩基配列と、代謝異常を起こしている患者の当該遺伝子の塩基配列とを比較して、患者の当該遺伝子上の塩基配列の変異を検出するものがあり、これらの遺伝子に基づいた疾患の遺伝子診断として極めて有効な手法となっている。
 また、後天的な遺伝子異常によって引き起こされる例えば癌などの疾患の遺伝子に基づく診断を行う場合、正常細胞と癌細胞が常に共存する状態にあるので、癌病片から癌細胞のみを集めることは極めて困難である。したがって、サンプルには常に正常細胞が混入し、遺伝子変異の検出の正確性が落ちてしまう問題点がある。そこで、癌細胞中の変異遺伝子のみを選択的に検出することが必要とされている。
 単に遺伝子の量を増大させるだけならば、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法等の遺伝子増幅法により、標的遺伝子の増幅を簡便に行うことができる。一方で、癌細胞と正常細胞、または健常者と特定の遺伝病患者の原因となっている遺伝子の変異を識別する場合には、単に遺伝子の量を増大させるだけでなく、試料中に含有する変異遺伝子の比率を高めることが要求される。
 すなわち、試料中の疾病の原因である変異遺伝子の絶対量が非常に僅かな場合、そのままでは当該変異遺伝子を確認することはほとんど不可能であるので、任意選択的な標的遺伝子を濃縮する方法の開発が望まれている。望ましくは、これらの方法で濃縮された標的遺伝子は、既存の遺伝子診断システムへ導入可能なものであることが望ましい。
 近年ではPCRテクノロジーを応用することで、正常遺伝子と変異遺伝子を識別し、優先的に微量な変異遺伝子を増幅するPCRクランプ法が一般的な濃縮方法として知られている。例えば、人工核酸であるロックド核酸(LNA)含有オリゴヌクレオチド、架橋核酸(BNA)含有オリゴヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA)含有オリゴヌクレオチドによって、標的となる遺伝子の野生型核酸配列をクランプし、試料中のPCRに関与できる変異型遺伝子の割合を増加させて、変異型遺伝子をより増幅することができる方法がある(特許文献2)。PCRクランプ法は、人工核酸の配列の設計の自由度や高い配列特異性等から広く普及している技術であるが、TaqポリメラーゼによるPCR増幅の際の正確性(Fiderity)によって、鋳型DNAの配列とは異なる塩基が挿入されてしまう。Taqポリメラーゼの不正確性に起因する鋳型DNAへの異なる塩基の挿入は、診断または検出において擬陽性などの原因に繋がる問題点が報告されている。このPCRクランプ法には、PCRテクノロジーに必須となる精度の高い温調装置や厳密な反応系の制御が要求される。
 これらの人工核酸等以外では、抗腫瘍活性を有する物質であるディスタマイシン、ネトロプシン、ダウノルビシン、およびデュオカルマイシン等のような低分子化合物が、二本鎖構造あるいは特定遺伝子に対して特異的な識別性を有していることが知られている(非特許文献1)。 
 この低分子化合物は、DNA二本鎖構造の副溝(マイナーグルーブ;Minor Groove)を特異的に識別し結合することからマイナーグルーブバインダと呼ばれている。また、それに対して、前記人工核酸等は主溝(メジャーグルーブ:Major Groove)を特異的識別し結合することからメジャーグルーブバインダと呼ばれている。
 その他、配列特異的なオリゴヌクレオチド等とリンカー分子を介して担持体上に変異遺伝子を回収することで、標的遺伝子核酸を濃縮する方法、あるいは、同手法で正常遺伝子を除去することで標的遺伝子核酸を濃縮する方法が報告されている。しかしながら、これらの方法を用いて、標的遺伝子中の1塩基の違いを良好に識別した報告例はまだない。
 上述した低分子化合物ディスタマイシン等のマイナーグルーブバインダは、識別できる塩基配列あるいは遺伝子に制限あるため、標的に対する自由度がない。そこで近年開発され、注目を集めているのがピロールイミダゾール含有ポリアミドである。図1に例示されるような構造を有するピロールイミダゾール含有ポリアミドは、特定の標的遺伝子の塩基配列に対して特異的に結合できるような分子設計の自由度が高いものとして知られている。(特許文献1~4)。
 しかしながら、これらのピロールイミダゾール含有ポリアミドは、現段階では薬剤としての応用例は数多く報告されているが、前記人工核酸等のようにPCRテクノロジーによる診断あるいはその他核酸調製プロセス(標的核酸の濃縮等)における応用例は非常に少ない。
特表2010-505446号公報 特表2011-518552号公報 特表2009-507492号公報 特表2010-532663号公報 特許第3231045号明細書 特許第4012145号明細書 国際公開2012/111687号
F ARCAMONE et al,Nature 203:1064-1065,1964 Nelsen,P.E. et al. Sicence Vol.254、pp1497-1500 Cho J et al,PNAS 92:10389-10392,1995 YAKUGAKU ZASSHI 130(3)355-375(2010)川島悦子、釜池和大著
 本発明では、ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いることで精度の高い温調装置や厳密な反応系の制御を要することとなく、簡便な工程で非標的二本鎖核酸分子と標的二本鎖核酸分子の塩基配列の1塩基以上の違いを識別して、標的二本鎖核酸分子を特異的に捕捉または非標的二本鎖核酸分子を除去し、標的二本鎖核酸分子を濃縮する方法及びそのような標的二本鎖核酸分子を濃縮するためのキットを提供することを目的とする。
 本発明に係るピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法およびキットは、下記[1]~[13]である。
[1]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
を混合して混合溶液とする工程と、
 (2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成する工程と、
 (3)前記混合溶液から、前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[2]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[3]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
 溶液または溶媒と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[4]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
 前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、
を混合して混合溶液とする工程と、
 (2)前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と、
 (3)前記混合溶液から、前記複合体Bを分離して除去して除去する工程と、
を含むことを特徴とする。
[5]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とする。
[6]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって、
 (1)前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
 前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液1とする工程と、
 溶液または溶媒と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とする。
[7]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、
 前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[8]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、
 前記混合溶液1中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、
 (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
 (6)前記複合体Bを分離した前記混合溶液2に前記第1PIポリアミドに修飾された第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合させて混合溶液3とする工程と、
 (7)前記複合体a1と前記担持体aが結合させて複合体Aを形成する工程と、
 (8)前記混合溶液3から複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[9]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
 前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成し、さらに、
 前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
 (4)前記混合溶液1から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[10]標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法は、
 (1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液1とする工程と、
 (2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と、
 (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、および、
 (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
を含む複合体Aを形成する工程、
 または、
 (1’)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
 溶液または溶媒と、
を混合して混合溶液1’とする工程と、
 (2’)前記混合溶液1’中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と、
 (3’)前記混合溶液1’に、前記試料を混合して混合溶液2’とする工程と、
 (4’)前記混合溶液2’中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と、
を含む複合体Aを形成する工程、
から選択される複合体Aを形成する工程、ならびに、
 (5)前記(4)の後の混合溶液2または(4’)の後の混合溶液2’に、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
を混合して混合溶液3とする工程と、
 (6)前記混合溶液3中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と、
 (7)前記混合溶液3に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液4とする工程と、
 (8)前記混合溶液4中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、および、
 (9)前記混合溶液4から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する工程、
 または、
 (5’) 前記(4)の後の混合溶液2または(4’)の後の混合溶液2’に、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
 前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着するリガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液1とする工程と、
 溶液または溶媒と、
を混合して混合溶液3’とする工程と、
 (6’)前記混合溶液3’中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と、
 (7’)前記混合溶液3’に、前記試料を混合して混合溶液4’とする工程と、
 (8’)前記混合溶液4’中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と、および、
 (9’)前記混合溶液4’から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する工程、
から選択される非標的核酸を分離して除去する工程、ならびに、
 (10)前記混合溶液4または4’から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
[11][1]から[10]から選択される一つ以上の方法を複数回繰り返すことにより標的塩基配列有する核酸分子を濃縮することを特徴とする方法。
[12][1]から[10]のいずれか一つに記載の方法であって、
 前記非標的二本鎖核酸分子が、野生型のK-RAS、N-RAS,H-RAS、RHO、RAB、ARF、RAN、CYP、GSTT、NAT、TS、UGT、ERCC、MDR、CRHR、BRCA、MSH、CDA、DPD、OPRT、5-HTT、Factor V、VKORC1、APEX1、DCK、DPYD、TYMP、MLH1、UMPS、PCNA、POLA、RRM1、SLC29A1、TK1、UNG、ACTB、AKT1、ALK、APC、BRAF、CHD1、CTNNB1、EGFR、ERBB2、FBXW7、FGFR2、FOXL2、GNAQ、GNAS、KIT、MAP2K1、MET、NRAS、PDGFRA、PIK3CA、PTEN、SMAD4、SRC、STK11、TP53、MLH1、MSH2、MSH6、APC、MEN1、RET、TP53、EGFR、BRAF、c-kit、PDGFRα、PDGFR、およびTP53からなる遺伝子群から選択される遺伝子上の特定の塩基配列の領域であって、
 前記標的二本鎖核酸分子が、前記野生型の遺伝子群から選択される遺伝子上の前記特定の塩基配列の領域に一塩基以上の変異を有する。
[13][1]から[12]のいずれか一つに記載の方法は、
 前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドが、以下の式1で示される構造であって、
T-A1-H-A2-L (式1)
[式中、Tは末端領域を、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lは第1リンカー分子または第2リンカー分子を意味する。]
 前記識別領域と、連結領域と、第1リンカー分子または第2リンカー分子の間はアミド結合により連結され、
 前記末端領域は、N、N-ジメチルアミノプロピルアミンであり、
 前記識別領域は、ピロール(Py)、イミダゾール(Im)、およびβ-アラニン(β-Ala)から選択的に連結された識別領域である、
ことを特徴とする。
[14][1]から[13]のいずれか一つに記載の方法は、
 前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドが、以下の式2で示される環状構造であって、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式中、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lは第1リンカー分子または第2リンカー分子を意味する。]
 前記識別領域と、連結領域と、第1リンカー分子または第2リンカー分子の間はアミド結合により連結され、
 前記識別領域は、ピロール(Py)、イミダゾール(Im)、およびβ-アラニン(β-Ala)から選択的に連結された識別領域である、
ことを特徴とする。
[15][1]~[14]のいずれか一つに記載の方法は、前記試料が、核酸分子を含む血清、血漿、尿、胸水、腹水、抹消血、リンパ液などの液体生検の群から選ばれるひとつ以上の試料であって、前記試料中に含まれる標的二本鎖核酸分子を濃縮することができる。
[16][1]~[15]のいずれか一つに記載の方法は、前記試料が、生検から抽出あるいは精製工程を経た核酸分子を含む試料であることを特徴とする。
[17][1]~[16]のいずれか一つに記載の標的塩基配列を有する二本鎖核酸分子の濃縮方法に用いるキットであって、
 標的二本鎖核酸分子および非標的二本鎖核酸分子の配列の間の1塩基の違いを識別し結合することができる配列を識別することができる識別領域を含むリンカー分子で修飾されたPIポリアミドと、
 リンカー分子に特異的に結合することができるリガンド分子で修飾された担持体と、
 pH緩衝剤、界面活性剤、2価の陽イオンを含む塩、および、1価の陽イオンを含む塩、およびこれらの組み合わせからなる群から少なくとも1つ以上選択される試薬と、
を含み、
 前記界面活性剤が、混合溶液に対して0.05v/v%以下であり、
 前記2価の陽イオンを含む塩および/または1価の陽イオンを含む塩が1モル/L以下であり、
 前記PIポリアミドが、
 前記識別領域が、標的二本鎖核酸分子または非標的二本鎖核酸分子の塩基配列に基づいて分子設計が可能であり、
 前記PIポリアミドがさらに以下の(1)~(4)の少なくとも1つ以上の特徴を有することを特徴とする。
 (1)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を少なくとも一つ含む。
 (2)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を二つ以上含むことで環状構造を形成することができる。
 (3)配列内の2あるいは3残基毎にβ―アラニン残基を少なくとも1残基以上を含む。
 (4)標的二本鎖核酸分子の塩基配列と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列を十分に認識することができる長さを有するPy、Im、およびβ-Alaを含む配列である。
 任意の塩基配列を有する核酸分子と結合する配列を有する機能性ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いる本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法により、高精度の温調装置や厳密な反応系の制御を要することなく簡便な工程で1塩基以上の違いを識別して標的二本鎖核酸分子を濃縮することができる。
従来使われていたピロールイミダゾール含有ポリアミドの一例を示す図である。 本発明において形成される標準二本鎖DNAと、第1PIポリアミドと、担持体aの複合体の複合体の模式図である。 本発明において形成される非標準二本鎖DNAと、第2PIポリアミドと、担持体bの複合体の模式図である。 本発明において形成される複合体Aの模式図である。 本発明において形成される複合体Bの模式図である。 本明細書における第一の発明のフローチャートである。 本明細書における第二の発明のフローチャートである。 本明細書における第三の発明のフローチャートである。 本明細書における第四の発明のフローチャートである。 本明細書における第五の発明のフローチャートである。 本明細書における第六の発明のフローチャートである。 本明細書における第七の発明のフローチャートである。 本明細書における第八の発明のフローチャートである。 本明細書における第九の発明のフローチャートである。 本明細書における第十の発明のフローチャートである。 Aは本発明に係るヘアピン型のピロールイミダゾール含有ポリアミドの模式図である。 Bは本発明に係る環状構造のピロールイミダゾール含有ポリアミドの模式図である。 リンカー分子で修飾されたPIポリアミドの合成方法のスキーム(その1)である。 リンカー分子で修飾されたPIポリアミドにタンパク質を結合させる合成方法のスキーム(その2)である。 本発明の一態様における標的二本鎖核酸分子と結合するピロールイミダゾール含有ポリアミドの配列の模式図とその構造式である。 本発明の一態様における非標的二本鎖核酸分子と結合するピロールイミダゾール含有ポリアミドの配列の模式図とその構造式である。 本願発明の一態様における標的二本鎖核酸分子と結合するピロールイミダゾール含有ポリアミドの配列の模式図とその構造式である。 本願発明の一態様における標的二本鎖核酸分子と結合するピロールイミダゾール含有ポリアミドの配列の模式図とその構造式である。
1.定義
 本発明において用語「濃縮」とは、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の混合溶液から、非標的核酸分子を除去し標的二本鎖核酸分子を選択的に回収して濃度を高めることをいう。
 本発明において用語「(特定の遺伝子の)ファミリー」とは、特定の遺伝子のスーパーファミリーおよびサブファミリーの双方を含む用語である。
2.本願発明の概要
 核酸の塩基配列を識別する技術は、前記遺伝子診断システムにとどまらず創薬の分野での応用も期待されている。特に近年、癌治療において注目をあつめている分子標的薬が標的とする標的分子は多岐にわたる。実際に、タンパク質や抗体あるいは核酸を標的とした分子標的薬の開発が進み、標的分子を識別する技術は臨床試験へと段階を進めている。臨床試験においては、特にサンプル中に存在する1以上の塩基配列の変異を有する微量の核酸分子を識別する技術が望まれており、本願発明の濃縮方法はそのような標的二本鎖核酸分子の濃縮に適した方法である。
 一方、上述した、人工核酸を用いるPCRクランプ法は、微量な変異遺伝子を増幅する濃縮方法であり、特定の塩基配列を有する核酸分子あるいは遺伝子を標的とした薬剤として役立つことが期待され開発された経緯があるが、従来技術で述べたような問題点があることが知られている。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、大別して2つの方法(第1の側面および第2の側面)に分類される。
 1つ目(第1の側面)は、サンプル中の標的二本鎖核酸分子を直接的に濃縮する方法であって、図2Aおよび図3Aに示される複合体A(100)を形成して、複合体A(100)を分離および回収することにより濃縮する方法である。以下に図2Aおよび図3Aを用いて説明する。
 ここで、図2Aは、標的二本鎖核酸分子を回収および濃縮するために形成される複合体A(100)の模式図である。図2Aに示されるように、複合体A(100)は、構成要素として、標的二本鎖核酸分子(1)と、標的二本鎖核酸分子(1)を識別する第1PIポリアミド(2)と、第1リンカー分子(3)と、第1リンカー分子(3)に特異的に結合する第1リガンド分子(4)と、担持体a(5)を含む。
 もう1つの方法(第2の側面)は、サンプル中の非標的二本鎖核酸分子を複数の工程で除去する工程を介する方法であり、図2Bおよび図3Bに示される複合体Bを形成して複合体B(200)をサンプル中から除去し、その後回収した、標的二本鎖核酸分子(1)を分離および回収することにより濃縮する方法である。
 ここで、図2Bは、非標的二本鎖核酸分子(6)を含む複合体B(200)の模式図である。図2Bに示されるように、複合体B(200)は、構成要素として、非標的二本鎖核酸分子(6)と、非標的二本鎖核酸分子(6)を識別する第2PIポリアミド(7)と、第2リンカー分子(8)と、第2リンカー分子(8)に特異的に結合する第2リガンド分子(9)と、担持体b(10)を含む。
 本発明の1つの側面は、標的となる遺伝子の二本鎖核酸分子(1)の特定の塩基配列には結合することができるが、その特定の塩基配列に一塩基の変異が入った配列に対しては結合することができない配列と構造を有するピロールイミダゾール含有ポリアミド(2)をもちいた濃縮方法である。第1リンカー分子(3)を修飾した第1PIポリアミド(2)と第1リンカー分子(3)と特異的な結合をする第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)を利用することで標的二本鎖核酸分子(1)と非標的核酸分子(6)を分離し、標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮することができる。また、PIポリアミドに分子設計を施すことにより、結合する対象を標的二本鎖核酸分子(1)または非標的二本鎖核酸分子(6)のいずれかとすることができる。
 第1の側面である標的二本鎖核酸分子(1)を回収および濃縮する方法は、以下の3つの方法(第一の発明~第三の発明)を含む。以下に図3Aを用いて説明する。
 1つ目の方法は、標的二本鎖核酸分子(1)を含む試料と、第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)と、第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)との3つすべてを混合し、複合体A(100)を形成し、これを濃縮する方法である(第一の発明)。 
 2つ目の方法は、標的二本鎖核酸分子(1)を含む試料と第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)とを混合し、複合体a1を形成し、その後、さらに第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)を混合して複合体A(100)を形成し、これを濃縮する方法である(第二の発明)。 
 3つ目の方法は、第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)と第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)とを混合し、複合体a(2)を形成し、その後さらに、標的二本鎖核酸分子(1)を混合して複合体A(100)を形成し、これを濃縮する方法である(第三の発明)。
 なお、図3Aは、「複合体a1」、「複合体a2」を含む「複合体A(100)」として示した。ここで、標的二本鎖核酸分子(1)および第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)が結合した複合体を「複合体a1」と定義し、第1PIポリアミド(2)および第1リンカー分子(3)に特異的に結合することができる第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)とが結合した複合体を「複合体a2」と定義し、複合体a1および複合体a2が第1リンカー分子(3)と第1リンカー分子に特異的に結合することができる第1リガンド分子(4)の相互作用により結合した複合体を「複合体A」と定義する。
 図2Aおよび図3Aに示されるように、第1PIポリアミド(2)には第1リンカー分子(3)(例えばビオチン)が修飾され、担持体a(5)には第1リンカー分子(3)に特異的に結合することができる第1リガンド分子(4)(例えばストレプトアビジン)が修飾されている。第1PIポリアミド(2)は標的二本鎖核酸分子(1)に特異的に結合することができる。
 形成された複合体A(100)は、分離、回収および濃縮され、分析に供されることとなる。形成された複合体A(100)の分離および回収の方法は、用いられる担持体a(5)の材料にも拠るが、担持体a(5)が磁性体である場合には、磁石を用いて複合体A(100)を引寄せて複合体A(100)を回収することができる。また、担持体a(5)が粒状である場合や、ゲル状のものである場合には、遠心分離後にピペッティングやデカンテーションにより分離および回収することができる。より具体的な混合方法、各々の複合体の形成方法、および分離方法の条件等については、本明細書中で後述する。
 非標的二本鎖核酸分子(6)を回収および除去する工程を介する標的二本鎖核酸分子(1)の濃縮方法(第2の側面)としては、以下の3つの方法(第四の発明~第十の発明)で行うことができる。以下に図3Bを参照して説明する。
 1つ目の方法は、非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料と、第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)と、第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)とを混合し、複合体B(200)を形成し、複合体B(200)を除去し、その後、分離および回収した標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮する方法である(第四の発明)。
 2つ目の方法は、非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料と第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)とを混合し、複合体b1を形成し、その後、さらに第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)を混合して複合体B(200)を形成し、複合体B(200)を除去し、その後、分離および回収した標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮する方法である(第五の発明)。
 3つ目の方法は、第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)と第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)とを混合し、複合体b2を形成し、その後さらに、非標的二本鎖核酸分子(6)を混合して複合体B(200)を形成し、複合体B(200)を除去し、その後、分離および回収した標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮する方法である(第六の発明)。
 なお、図3Bの複合体は、「複合体b1」、「複合体b2」を含む「複合体B(200)」として示す。ここで、非標的二本鎖核酸分子(6)および第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)が結合した複合体を「複合体b1」と定義し、第2PIポリアミド(7)および第2リンカー分子(8)に特異的に結合することができるリガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)とが結合した複合体を「複合体b2」と定義し、複合体b1および複合体b2が第2リンカー分子(8)と第2リンカー分子に特異的に結合することができるリガンド分子(9)の相互作用により結合した複合体を「複合体B」と定義する。
 図2Bおよび図3Bに示されるように、第2PIポリアミド(7)にはリンカー分子(8)(例えばビオチン)が修飾され、担持体b(10)には第2リンカー分子(8)に特異的に結合することができる第2リガンド分子(9)(例えばストレプトアビジン)が修飾されている。第2PIポリアミド(8)は非標的二本鎖核酸分子(9)に特異的に結合することができる。
 形成された複合体B(200)は、分離および除去され、その後、標的二本鎖核酸分子(1)は回収され分析に供されることとなる。形成された複合体B(200)の分離および除去の方法は、用いられる担持体b(10)の材料にも拠るが、担持体b(10)が磁性体である場合には、磁石を用いて複合体Bを引寄せて複合体B(200)を除去することができる。また、担持体b(10)が粒状である場合や、ゲル状のものである場合には、遠心分離後にピペッティングやデカンテーションにより複合体Bを除去することができる。より具体的な混合方法、各々の複合体の形成方法、および分離方法の条件等については、本明細書中で後述する。
 ある実施形態では、標的二本鎖核酸分子(1)を回収および濃縮する方法として、第2リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)と第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)の双方をはじめから標的二本鎖核酸分子(1)と非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料に混合し、第2リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)を混合し、複合体A(100)を形成させ、複合体A(100)を分離および回収することで、標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮することもできる(第七の発明)。
 また、別の実施形態では、第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)と第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)の双方をはじめから標的二本鎖核酸分子(1)と非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料に混合し、第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)を混合し、複合体B(200)を形成させ、その後、複合体B(200)を除去する工程を介してから、複合体A(100)を形成し、標的二本鎖核酸分子を濃縮することもできる(第八の発明)。
 また、別の実施形態では、第1リンカー分子(3)により修飾された第1PIポリアミド(2)と、第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)の双方と、第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)と、第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)を、はじめから標的二本鎖核酸分子(1)と非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料に混合し、複合体A(100)および複合体B(200)を形成させ、複合体B(200)を除去し、その後、複合体A(100)を分離回収することで、標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮することもできる(第九の発明)。
 また、別の実施形態では、第一ステップとして、第1PIポリアミド(2)と、標的二本鎖核酸分子(1)と非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料に混合し、複合体a1を形成し、その後、第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)を混合して複合体A(100)を形成、または、第1PIポリアミド(2)と第1リガンド分子(4)で修飾された担持体a(5)を混合し、複合体a2を形成し、その後、標的二本鎖核酸分子(1)と非標的二本鎖核酸分子(6)を含む試料に混合して複合体A(100)を形成し、その後に、第二ステップとして、第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)を混合して複合体b1を形成させ、第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)を混合し、複合体B(200)を形成、または、第2リガンド分子(9)で修飾された担持体b(10)を混合し複合体b2を形成し、その後に、第2リンカー分子(8)により修飾された第2PIポリアミド(7)を混合し、複合体B(200)を形成させ、第三ステップとして、複合体Bを除去する工程を介してから、複合体A(100)を分離および回収することで、標的二本鎖核酸分子(1)を濃縮することもできる(第十の発明)。
 上記、第一の発明、第三の発明、および第九の発明は、より少ないステップで、簡便に標的二本鎖核酸分子を濃縮することができる。また、第八の発明~第十の発明では、複合体Bを形成させて、同時またはあらかじめ試料から取り除くことにより、標的二本鎖核酸分子の濃縮の効率を向上させることができる。
 さらに、上述した標的二本鎖核酸分子を回収および濃縮する3つの方法と非標的二本鎖核酸分子(1)を回収および除去する工程を介する標的二本鎖核酸分子(1)の濃縮方法等を適宜組み合わせることにより、標的二本鎖核酸分子(1)をさらに濃縮することも可能である。
 上述した本願に係る10の発明について以下にさらに説明する。以下の説明では、特に第1または第2リンカー分子(3、8)がビオチンであり、第1または第2リガンド分子(4、9)がストレプトアビジンであり、担持体a(5)および担持体b(10)が磁性体からなる場合を例にして説明をする。
 ただし、第九の発明および第十の発明においては、標的二本鎖核酸分子および非標的核酸分子がそれぞれ独立して担持体aおよび担持体bに結合できるようにリンカー分子およびリガンド分子の素材を選択し、また、担持体aおよび担持体bについても、複合体Aおよび複合体Bがそれぞれ独立して分離または回収できるような素材を選択する。
 第一の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって(図4)、
 (工程1)前記試料と、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、を混合して混合溶液とする工程と(図4 S402)、
 (工程2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成する工程と(図4 S404)、
 (工程3)前記混合溶液から、前記複合体Aを分離して回収する工程と(図4 S406)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第一の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 試料と、第1PIポリアミドと、担持体aとを混合する工程1は、標的二本鎖核酸分子等が吸着することのない反応容器内で行うことを必要とする。核酸等が反応容器内に吸着すると、標的二本鎖核酸分子を回収することが困難になるからである。
 工程1の混合するときの温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第1PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108である。
 工程1で混合する担持体の量は、混合溶液内で形成される第1PIポリアミドを十分に回収可能な量を混合することが好ましい。例えば、第1PIポリアミドに対する担持体上のリガンド分子の量比(分子数)は、1:1~1:10であり、好ましくは1:1~1:8、より好ましくは1:1:1~1:5、さらに好ましくは1:1~1:3である。
 本発明の一実施形態では、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を工程1の混合溶液に含ませないことが特に好ましい場合がある。本発明の他の実施形態としては、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を任意選択的に含ませることもできる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる界面活性剤の量は、全混合溶液の0.05v/v%以下とすることができ、好ましくは0.03v/v%、より好ましくは0.01v/v%とすることができる。なお、v/vは体積比でありv/v%は体積比の百分率である。
 工程1の混合溶液に含ませることができるpH緩衝剤の量は、100mMすることができ、好ましくは50mM、より好ましくは、20mMさらに好ましくは10mMとすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる塩は、1.0M以下とすることができ、好ましくは0.5M以下、より好ましくは0.2M以下とすることができる。
 (工程2)
 工程2の複合体Aの形成に要する時間は、24時間以内であり、好ましくは1時間以上12時間以内であり、より好ましくは1時間以上6時間以内であり、さらに好ましくは1時間以上3時間以内とすることもできる。
 工程2の複合体Aを形成するために要する温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程3)
 工程3において、担持体aは磁性体であるので、磁石により反応容器の壁面に複合体Aを引寄せ、上澄みを反応容器内からデカンテーションやピペッティング等により除去することができる。
 工程3で回収した複合体Aは、その後の分析に持ち込むために、緩衝溶液等に懸濁してもよい。複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第二の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって(図5)、
 (工程1)前記試料と、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、を混合して混合溶液1とする工程と(図5 S502)、
 (工程2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と(図5 S504)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と(図5 S506)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と(図5 S508)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と(図5 S510)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第二の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 試料と、第1PIポリアミドとを混合する工程1は、標的二本鎖核酸分子等が吸着することのない反応容器内で行うことを必要とする。核酸等が反応容器ないに吸着すると、標的二本鎖核酸分子を回収することが困難になるからである。
 工程1の混合するときの温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第1PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108である。
 本発明の一実施形態では、工程1の混合溶液には、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を含ませないことが特に好ましい場合がある。本発明の他の実施形態としては、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を任意選択的に含ませることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる界面活性剤の量は、全混合溶液の0.05v/v%以下とすることができ、好ましくは0.03v/v%、より好ましくは0.01v/v%とすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができるpH緩衝剤の量は、100mM以下とすることができ、好ましくは50mM、より好ましくは20mM、さらに好ましくは10mMとすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる塩は、1.0M以下とすることができ、好ましくは0.5M以下、より好ましくは0.2M以下とすることができる。
 (工程2)
 工程2の複合体a1の形成に要する時間は、60分以内であり、好ましくは40分以内であり、より好ましくは30分以内であり、さらに好ましくは10分以内とすることもできる。
 工程2の複合体a1を形成するために要する温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程3)
 工程3で混合する担持体の量は、混合溶液内で形成された複合体a1を十分に回収可能な量を混合することが好ましい。例えば、標的二本鎖核酸分子と担持体上のリガンド分子との量比を1:1以上とすることもできる。
 工程3の担持体aを混合するときの温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程4)
 第二の発明の工程4は、上述した第一の発明の工程2の方法と同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第二の発明の工程5は、上述した第一の発明の工程3の方法と同じ条件を適用できる。
 工程5で回収した複合体Aは、その後の分析に持ち込むために、緩衝溶液等に懸濁してもよい。複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第三の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって(図6)、
 (工程1)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、溶液または溶媒と、を混合して混合溶液1とする工程と(図6 S602)、
 (工程2)前記混合溶液1中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と(図6 S604)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と(図6 S06)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と(図6 S608)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と(図6 S610)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第三の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 第三の発明は、標的二本鎖核酸分子等が吸着することのない反応容器内で行うことを必要とする。核酸等が反応容器内に吸着すると、標的二本鎖核酸分子を回収することが困難になるからである。
 工程1で混合する担持体の量は、混合溶液内で形成される第1PIポリアミドを十分に回収可能な量を混合することが好ましい。例えば、標的二本鎖核酸分子と担持体上のリガンド分子との量比を1:1以上とすれることもできる。
 工程1の混合するときの温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 本発明の一実施形態では、工程1の混合溶液には、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を含ませないことが特に好ましい場合がある。本発明の他の実施形態としては、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を任意選択的に含ませることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる界面活性剤の量は、全混合溶液の0.05v/v%以下とすることができ、好ましくは0.03v/v%、より好ましくは0.01v/v%とすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができるpH緩衝剤の量は、100mM以下とすることができ、好ましくは50mM、より好ましくは20mM、さらに好ましくは10mMとすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる塩は、1.0M以下とすることができ、好ましくは0.5M以下、より好ましくは0.2M以下とすることができる。
 (工程2)
 工程1の複合体a2の形成に要する時間は、24時間以内であり、好ましくは1時間以上12時間以内であり、より好ましくは1時間以上6時間以内であり、さらに好ましくは1時間以上3時間以内とすることもできる。
 工程2の複合体a2を形成するために要する温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程3)
 工程3で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第1PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108とすることもできる。
 (工程4)
 工程4の複合体Aの形成は、60分以内であり、好ましくは40分以内であり、より好ましくは30分以内であり、さらに好ましくは10分以内とすることもできる。
 工程4の複合体Aを形成するために要する温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程5)
 第三の発明の工程5は、上述した第一の発明の工程3の方法と同じ条件を適用できる。
 工程5で回収した複合体Aは、その後の分析に持ち込むために、緩衝溶液等に懸濁してもよい。複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第四の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって(図7)、
 (工程1)前記試料と、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、を混合して混合溶液とする工程と(図7 S702)、
 (工程2)前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と(図7 S704)、
 (工程3)前記混合溶液から、前記複合体Bを分離して除去して除去する工程と(図7 S706)、
を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法の発明である。
 次に、第四の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 第四の発明の工程1は、上述した第一の発明の工程1の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程2)
 第四の発明の工程2は、上述した第一の発明の工程2の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第四の発明の工程3では、担持体bが磁性体であるので、磁石により反応容器の壁面に複合体Bを引寄せ、上澄みを反応容器内からデカンテーションやピペッティング等により回収して複合体Bを除去することができる。
 工程3で回収した複合体Aを含む上澄みは、その後の分析にそのまま持ち込むこともできる。また、第一の発明と同様方法でさらに上澄み中の複合体Aをさらに濃縮してもよい。
 回収した複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第五の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって(図8)、
 (工程1)前記試料と、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、を混合して混合溶液1とする工程と(図8 S802)、
 (工程2)前記混合溶液1中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と(図8 S804)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と(図8 S806)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と(図8 S808)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図8 S810)、
を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法の発明である。
 次に、第五の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 第五の発明の工程1は、上述した第二の発明の工程1の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程2)
 第五の発明の工程2は、上述した第二の発明の工程2の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第五の発明の工程3は、上述した第二の発明の工程3の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程4)
 第五の発明の工程4は、上述した第二の発明の工程4の方法のうち、第1PIポリアミドの代わりに、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第五の発明の工程5は、上述した第四の発明の工程5と同じ条件を適用できる。
 回収した複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第六の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって(図9)、
 (工程1)前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液1とする工程と(図9 S902)、
 (工程2)前記混合溶液1中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と(図9 S904)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と(図9 S906)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と(図9 S908)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図9 S910)、
を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法の発明である。
 次に、第六の発明の各工程について説明する。
 第六の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって、
 (工程1)
 第六の発明の工程1は、上述した第三の発明の工程1の方法のうち、第1PIポリアミドを、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程2)
 第六の発明の工程2は、上述した第三の発明の工程2の方法のうち、第1PIポリアミドを、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第六の発明の工程3は、上述した第三の発明の工程3の方法のうち、第1PIポリアミドを、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程4)
 第六の発明の工程4は、上述した第三の発明の工程4の方法のうち、第1PIポリアミドを、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第六の発明の工程5は、上述した第三の発明の工程5の方法のうち、第1PIポリアミドを、第2PIポリアミドを用い、担持体aの代わりに担持体bを用いる他は、同じ条件を適用できる。
 回収した複合体A中の標的二本鎖核酸分子の分析方法については本明細書中で後述する。
 第七の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって(図10)、
 (工程1)前記試料と、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、を混合して混合溶液1とする工程と(図10 S1002)、
 (工程2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と(図10 S1004)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と(図10 S1006)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と(図10 S1008)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と(図10 S1010)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第七の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 第七の発明の工程1は、第1PIポリアミドと第2PIポリアミドの双方を混合する他は、第一の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第1PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108とすることもできる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第2PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108とすることもできる。
 (工程2)
 第七の発明の工程2は、第二の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第七の発明の工程3は、第二の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程4)
 第七の発明の工程4は、第二の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第7の発明の工程5は第二の発明の工程5と同じ条件を適用できる。
 第八の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離する方法であって(図11)、
 (工程1)前記試料と、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、を混合して混合溶液1とする工程と(図11 S1102)、
 (工程2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、
 前記混合溶液1中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と(図11 S1104)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と(図11 S1106)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と(図11 S1108)、
 (工程5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図11 S1110)、
 (工程6)前記複合体Bを分離した前記混合溶液2に前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合させて混合溶液3とする工程と(図11 S1112)、
 (工程7)前記複合体a1と前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と(図11 S1114)、
 (工程8)前記混合溶液3から複合体Aを分離して回収する工程と(図11 S1116)、
を含むことを特徴とする非標的二本鎖核酸分子を分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第八の発明の各工程について説明する。
(工程1)
 第八の発明の工程1は、第1PIポリアミドと第2PIポリアミドの双方を混合する他は、第五の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第1ポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108とすることもできる。
 工程1で混合する試料中の全二本鎖核酸分子に対する第2ポリアミドの量比((分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108とすることもできる。
 (工程2)
 第八の発明の工程2は、第五の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第八の発明の工程3は、第五の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程4) 
 第八の発明の工程4は、第五の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第八の発明の工程5は、第五の発明の工程5と同じ条件を適用できる。
 (工程6)
 第八の発明の工程6は、第二の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程7)
 第八の発明の工程7は、第二の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程8)
 第八の発明の工程8は、第二の発明の工程5と同じ条件を適用できる。
 第九の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を分離した後に前記標的核酸を濃縮する方法であって(図12)、
(工程1)前記試料と、
 前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
 前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
 前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
 前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、
を混合して混合溶液1とする工程と(図12 S1202)、
 (工程2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成し、さらに、
 前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と(図12 S1204)、
 (工程3)前記混合溶液1から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図12 S1206)、
 (工程4)前記混合溶液1から前記複合体Aを分離して回収する工程と(図12 S1208)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第九の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 試料と、第1PIポリアミドと、第2PIポリアミドと、担持体aと、担持体bとを混合する工程1は、標的二本鎖核酸分子等が吸着することのない反応容器内で行うことを必要とする。核酸等が反応容器内に吸着すると、標的二本鎖核酸分子を回収することが困難になるからである。
 工程1の混合するときの温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 工程1で混合する試料中の全標的二本鎖核酸分子および全非標的二本鎖核酸分子のそれぞれに対する第1PIポリアミドおよび第2PIポリアミドの量比(分子数)は、1:102~1:108であり、好ましくは1:104~1:108、より好ましくは1:106~1:108、さらに好ましくは1:107~1:108である。
 工程1で混合する担持体aおよびbの量は、混合溶液内で形成される第1PIポリアミドおよび第2PIポリアミドをそれぞれ十分に回収可能な量を混合することが好ましい。例えば、第1PIポリアミドおよび第2PIポリアミドのそれぞれに対する担持体aおよびb上のリガンド分子の量比(分子数)は、1:1~1:10であり、好ましくは1:1~1:8、より好ましくは1:1:1~1:5、さらに好ましくは1:1~1:3である。
 工程1で使用する担持体aおよび担持体bは、後に混合溶液内で共に形成される複合体Aおよび複合体Bをそれぞれ別々に分離することができるような素材を用いるべきである。
 本発明の一実施形態では、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を工程1の混合溶液に含ませないことが特に好ましい場合がある。本発明の他の実施形態としては、後述するpH緩衝剤、界面活性剤、1価および/または2価の塩等を任意選択的に含ませることもできる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる界面活性剤の量は、全混合溶液の0.05v/v%以下とすることができ、好ましくは0.03v/v%、より好ましくは0.01v/v%とすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができるpH緩衝剤の量は、100mMすることができ、好ましくは50mM、より好ましくは、20mMさらに好ましくは10mMとすることができる。
 工程1の混合溶液に含ませることができる塩は、1.0M以下とすることができ、好ましくは0.5M以下、より好ましくは0.2M以下とすることができる。
 (工程2) 
 工程2の複合体AおよびBの形成に要する時間は、24時間以内であり、好ましくは1時間以上12時間以内であり、より好ましくは1時間以上6時間以内であり、さらに好ましくは1時間以上3時間以内とすることもできる。
 工程2の複合体AおよびBを形成するために要する温度は、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 (工程3) 
 第十の発明の工程3は、第二の発明の工程3と同じ条件を適用できるが、担持体bの素材として磁性体以外の素材を用いたときは、その担持体の素材に特性に適合した方法で複合体Bを分離して除去する。
 (工程4) 
 第十の発明の工程4は、第二の発明の工程4と同じ条件を適用できが、担持体aの素材として磁性体以外の素材を用いたときは、その担持体の素材に特性に適合した方法で複合体Aを分離して回収する。
 第十の発明は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を分離した後に前記標的核酸を濃縮する方法であって(図13)、
 (工程1)前記試料と、前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、を混合して混合溶液1とする工程と(図13 S1302)、
 (工程2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と(図13 S1304)、
 (工程3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と(図13 S1306)、
 (工程4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と(図13 S1308)、または、
 (工程1’)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、溶液または溶媒と、を混合して混合溶液1’とする工程と(図13 S1322)、
 (工程2’)前記混合溶液1’中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と(図13 S1324)、
 (工程3’)前記混合溶液1’に、前記試料を混合して混合溶液2’とする工程と(図13 S1326)、および、
 (工程4’)前記混合溶液2’中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と(図13 S1328)、ならびに、
 (工程5)前記(工程4)後の混合溶液2または(工程4’)の後の混合溶液2’に、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、を混合して混合溶液3とする工程と(図13 S1308)、
 (工程6)前記混合溶液3中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と(図13 S1310)、
 (工程7)前記混合溶液3に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液4とする工程と(図13 S1312)、
 (工程8)前記混合溶液4中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と(図13 S1314)、
 (工程9)前記混合溶液4から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図13 S1340)、または、
 (工程5’)前記(工程4)後の混合溶液2または(工程4’)の後の混合溶液2’に、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液3’とする工程と(図13 S1330)、
 (工程6’)前記混合溶液3’中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と(図13 S1332)、
 (工程7’)前記混合溶液3’に、前記試料を混合して混合溶液4’とする工程と(図13 S1334)、
 (工程8’)前記混合溶液4’中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と(図13 S1336)、および、
 (工程9’)前記混合溶液4’から前記複合体Bを分離して除去する工程と(図13 S1340)、ならびに、
 (工程10)前記(工程9)の後の混合溶液4または前記(工程9’)の後の混合溶液4’から、前記複合体Aを分離して回収する工程と(図13 S1342)、
を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法の発明である。
 次に、第十の発明の各工程について説明する。
 (工程1)
 第十の発明の工程1は、第二の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 (工程2)
 第十の発明の工程2は、第二の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程3)
 第十の発明の工程3は、第二の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程4)
 第十の発明の工程4は、第二の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程1’)
 第十の発明の工程1’は、第三の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 (工程2’)
 第十の発明の工程2’は、第三の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程3’)
 第十の発明の工程3’は、第三の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程4’)
 第十の発明の工程4’は、第三の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程5)
 第十の発明の工程5は、第五の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 (工程6)
 第十の発明の工程6は、第五の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程7)
 第十の発明の工程7は、第五の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程8)
 第十の発明の工程8は、第五の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程9)
 第十の発明の工程9は、第九の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程5’)
 第十の発明の工程5’は、第六の発明の工程1と同じ条件を適用できる。
 (工程6’)
 第十の発明の工程6’は、第六の発明の工程2と同じ条件を適用できる。
 (工程7’)
 第十の発明の工程7’は、第六の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程8’)
 第十の発明の工程8’は、第六の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
 (工程9’)
 第十の発明の工程9’は、第九の発明の工程3と同じ条件を適用できる。
 (工程10)
 第十の発明の工程10は、第九の発明の工程4と同じ条件を適用できる。
3.標的二本鎖核酸分子の収率の向上の方法について
 識別性、濃縮効果を挙げる目的で前記第一の発明~第八の発明の方法を組み合わせて良い。本発明の1つの実施形態では、前記第一の発明から第三の発明のいずれかの発明のうち1つ以上を複数回、同一サンプルに対して用いることで、より回収率の高い標的二本鎖核酸分子の濃縮を達成するが、これに限定されるものではない。
 本発明の他の実施形態では、前記第四の発明~第六の発明のいずれか一つ以上で、第2PIポリアミドを用いて試料中から非標的二本鎖核酸分子を取り除く工程と、次いで、前記第一の発明から第三の発明のいずれかの発明のうち一つ以上で、第1PIポリアミドを用いて試料中から標的二本鎖核酸分子を捕捉する工程により、より回収率の高い標的二本鎖核酸分子の濃縮を達成することもできる。
 特に、試料中において標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の量比において圧倒的に非標的二本鎖核酸分子多く存在する場合は、第四の発明および/または第五の発明を複数回繰り返して、サンプル中の非標的二本鎖核酸分子を十分に除去した後に第一の発明から第三の発明により標的二本鎖核酸分子を回収することにより、より回収率の高い標的二本鎖核酸分子の濃縮を達成することもできる。
 また、第1PIポリアミドおよび第2PIポリアミドの双方を同時に用いた第七の発明および/または第八の発明を複数回繰り返すことで更に濃縮効果を向上させることもできる。
4.第一の発明から第十の発明における方法の一般的手法について
 本発明に係るPIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の回収、濃縮方法は、一般的に用いられるメジャーグルーブバインダとは異なり、変性、ハイブリダイズの工程の為の厳密な温度制御及び制御装置を必要としない為、前記ステップ全てにおいて室温下で実施することができる。識別性、濃縮効果を挙げる目的で必要に応じて温度制御しても良い。
 前記ステップ全てにおいて、複合体Aまたは複合体Bを形成後、複合体Aまたは複合体Bと液性成分を分離し、複合体Aを回収または複合体Bを除去する方法は、汎用されている固液分離操作により行うことができる。
 上述した第一の発明から第八の発明では、担持体の形状(粒状、基板表面、あるいは、容器等の内壁表面に固着)を用いた除去方法を採用することができる。
 第一の発明の工程3において、例えば、担持体が粒状である場合、複合体Aを分離する方法としては、遠心分離により複合体Aを沈殿させ、上澄みをデカンテーションやピペッティング等で除去する方法で行うことができる。
 また、担持体が基板表面、あるいは、容器等の内壁表面に固着している場合には、当該容器内へ標的二本鎖核酸分子および非標的二本鎖核酸分子の試料とPIポリアミドを添加することにより、第1PIポリアミドが結合した当該標的二本鎖核酸分子を当該担持体に接触させることができ、デカンテーションやピペッティング等により上澄みを除去することができる。
 例えば、第四の発明の工程3において、担持体が粒状である場合、複合体Bを分離する方法としては、遠心分離により複合体Bを沈殿させ、上澄みをデカンテーションやピペッティング等で回収する方法で行うことができる。
 担持体が基板表面、あるいは、容器等の内壁表面に固着している場合には、当該容器内へ標的二本鎖核酸分子および非標的二本鎖核酸分子の試料とPIポリアミドを添加することにより、第2PIポリアミドが結合した非標的二本鎖核酸分子を当該担持体に接触させることができ、デカンテーションやピペッティング等により複合体Aを含む上澄みを回収することができる。
 担持体を含む溶液を、担持体が透過できないほど小さい多孔質膜又は濾紙を通過させることにより、当該担持体と液性成分を分離することもできる。担持体がシリカ膜等の膜状の場合には、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の試料をシリカ膜に透過させることにより、当該混合物を当該担持体に接触させて担持体と液性成分を分離することもできる。当該混合物をシリカ膜に通過させる際には、遠心分離処理を行ったり、真空を適用したり、又は圧力をかけることにより、当該シリカ膜と液性を除去、分離してもよい。
 標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料とPIポリアミドとの混合と同時に担持体を試料に混合してもよく、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料とPIポリアミドとの混合をある程度の時間インキュベートして該試料中のPIポリアミドとの結合を十分に行った後の混合物に担持体を接触させてもよい。標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料とPIポリアミドとの混合物と担持体を接触させた状態で、ある程度の時間インキュベートした後に、形成された複合体Aを回収または複合体Bを分離除去することで複合体Aまたは複合体Bを液性成から分離してもよい。
 前記ステップでPIポリアミドと二本鎖核酸分子を結合させる工程全ての場合において、インキュベート中の温度条件は、PIポリアミドの構造、配列特性や試料、二本鎖核酸分子の長さ等を考慮して適宜調整することが好ましい。また、25℃~100℃とすることができ、好ましくは25℃~80℃とすることができ、より好ましくは25℃~50℃とすることができ、さらに好ましくは25℃~40℃とすることができる。
 前記ステップ全ての場合において、使用する担持体の量、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の試料とPIポリアミドとの混合物に担持体を接触させた時点から当該担持体を分離するまでの時間の条件は、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の試料中のPIポリアミドが結合する核酸分子(第1PIポリアミドの場合は、標的二本鎖核酸分子であり、第2PIポリアミドの場合は、非標的二本鎖核酸分子である。)のほぼ全量が担持体に吸着されるように調整することが好ましい。よって、第1PIポリアミドを用いて標的二本鎖核酸分子を濃縮する方法(例えば、第一の発明~第三の発明)では、標的二本鎖核酸分子が非標的核酸分子と比較して圧倒的に少ないため、標的二本鎖核酸分子の含有率が10%以下であることが想定される場合は、比較的長時間(例えば60分程度)インキュベートすることが好ましい。また、第2PIポリアミドを用いた場合では、その逆で比較的短い時間(例えば10分程度)インキュベートすることが好ましい。より好ましくは、30分以上にインキュベートすることで、非標的二本鎖核酸分子を第2PIポリアミドと結合させて、試料中からの非標的二本鎖核酸分子を分離除去することもできる。
 前記ステップ全ての場合における、PIポリアミドの量については、PIポリアミドの構造、配列特性や試料、二本鎖核酸分子の長さ等を考慮して適宜調整することが好ましい。前記ステップ全ての場合少なくとも全二本鎖核酸分子と当量以上であることが好ましい、更には、102倍量~108倍量であることがより好ましい。混合する試料中の全二本鎖核酸分子にPIポリアミドの量比(分子数)は、102倍量~108倍量であり、好ましくは104倍量~108倍量、より好ましくは106倍量~108倍量、さらに好ましくは107倍量~108である倍量。
5.本発明の方法に用いる材料について
 (1)試料
 本発明に係るPIポリアミドは、二本鎖特異的に結合する分子である為、標的、非標的核酸分子は二本鎖核酸分子であることが好ましい、より好ましくは標的、非標的核酸分子は二本鎖DNAである方が良い。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において回収される核酸分子は、その塩基長によらず、二本鎖DNAであればよく、線状核酸であってもよく、プラスミド等の環状核酸であってもよい。また、後成的(エピジェネティック)に修飾された核酸であってもよい。さらに、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において回収される核酸分子は、血液中に流れる細胞由来の循環遊離DNA(ccfDNA)であってもよく、ミトコンドリア由来の核酸であってもよく、混入していた微生物由来の核酸であってもよく、人工的な又は合成の核酸であってもよい。人工的な又は合成の核酸としては、コスミド、ベクター、cDNA、及びこれらの断片等が挙げられる。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法に供される試料は、上述した核酸分子の標的核酸分子が含まれていればよく、例えば固形生検から抽出あるいは精製工程を経た核酸分子を含む試料、あるいは、核酸分子を含む血清、血漿、尿、胸水、腹水、抹消血、リンパ液などの液体生検でも良い。従来法では、前記液体生検から一般に販売されている核酸精製試薬あるいはキット、もしくはそれ以外の既知の方法で精製した核酸分子を含む純度の高い試料を用いることが必要である。しかしながら、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、前記の通り、血清、血漿あるいは尿等の液体生検から前記核酸精製工程を経ず、直接的に標的二本鎖核酸分子の回収を達成し得る。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法においては、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列に1塩基以上の違いがあれば標的二本鎖核酸分子を効率的に濃縮し得る方法である。例えば、標的二本鎖核酸分子がヒトゲノムであり、標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列の違いが点変異による1塩基の違いであればよく、欠損による1塩基以上の違いであってもよい。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、例えば、試料中に微量に含まれる標的核酸分子を濃縮する方法に適している。また、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、試料中における標的核酸分子の含有率が1.0、0.1、0.001%であっても有意な濃縮効果を得ることができる。また、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法、従来法に比べ、各工程の操作が比較的簡便であり、厳密な温度制御あるいは温度制御装置が必要ないため、自動化への展開も可能である。さらに、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、試料中における標的二本鎖核酸分子が濃縮されているため、比較的分析感度の低い方法でも高感度に標的核酸分子の分析ができるため、より様々な分析法と好適である。すなわち、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法は、様々な分析法を組み合わせることによって臨床研究・診断分野へ展開可能な方法である。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって得られた標的二本鎖核酸分子は、いずれの核酸解析に供されてもよいが、特に遺伝子多型や遺伝子変異の解析(遺伝子検査等)に供されることが好ましく、SNP(一塩基多型)や一遺伝子変異の解析に供されることがより好ましい。特に、癌細胞由来の循環DNA中の微量な変異遺伝子を含む核酸分子を回収、濃縮を目的とした場合には、回収された変異遺伝子を含む核酸分子は、癌腫の予後の診断のため、癌腫に侵された人の経過をモニタリングするため、又は悪性腫瘍に対する抗癌治療の効果を観察するため等の様々な目的のための核酸解析に供される。
 (2)ピロールイミダゾール含有ポリアミド(PIポリアミド)
 ピロールイミダゾール含有ポリアミドとは、ヒトゲノム中の任意の予め決定された塩基配列にナノモル以下の親和性で特異的に結合する芳香族アミノ酸であるピロール(Py)アミノ酸(好ましくはN-メチルピロールアミノ酸)、イミダゾール(Im)アミノ酸(好ましくはN-メチルイミダゾールアミノ酸);あるいは、ベータアラニン(β-Ala)で構成された小分子である。ここで、芳香族アミノ酸とは、芳香環上にアミノ置換基及びカルボキシル置換基を有する芳香族化合物を意味する。
 本明細書ではピロールイミダゾール含有ポリアミド中のピロールアミノ酸単位及びイミダゾールアミノ酸単位を、それぞれ単にピロール(Py)及びイミダゾール(Im)と呼ぶことがある。
 本出願に係る方法の発明で用いられるリンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミドの1つの態様は、以下の式1で示されるヘアピン構造を有する。
T-A1-H-A2-L (式1)
式中、Tは末端領域を、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lはリンカー分子を意味する。
 2つの識別領域(12、13)の両末端の連結領域(11)として、例えばγ―アミノブタン酸(ガンマーターン)を導入することができる。2つの識別領域(12、13)を連結させる連結領域(11)を有する構造の一例を図17~19に示す。連結部位に、回転可能な単結合を有する物質を導入することにより、2つの識別領域間が化学的相互作用でペアを形成し、結果としてヘアピン構造を形成することとなる。
 このように、リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミドをヘアピン構造とすることにより、識別領域(A1およびA2)を構成するPy、Im、β-Alaが両識別領域間でペアを形成し、後述するように、二本鎖DNAの塩基対(A-TおよびC-G)から構成される配列を良好に識別し、二本鎖DNAの特異的な配列を有する副溝に結合することができる。
 また、本出願に係る方法の発明で用いられるリンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミドの1つの態様は、以下の式2で示されるような環状構造を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式中、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lはリンカー分子を意味する。ここで、リンカー分子(L)が環を貫く結合で示されているのは、リンカー分子(L)が環の任意の位置に結合可能であることを意味する。
 次に本出願に係る方法の発明で用いられる、リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミドについて、図14Aを用いてさらに詳述する。
 図14Aに示されるように式1におけるTに相当する末端領域(11)と、式1および式2におけるA1およびA2に相当する2つの識別領域(12、13)と、前記2つの識別領域を連結する式1および式2におけるTに相当する連結領域(14)と、前記末端部位とは反対側の末端に結合する式1および式2におけるLに相当するリンカー分子(15)とからなる(図14A)。末端領域11は、例えば、N、N-ジメチルアミノプロピルアミンからなる。
 ピロールイミダゾール含有ポリアミドの2つの識別領域(12、13)は、複数のイミダゾール(Im)と、ピロール(Py)と、β-アラニン(β-Ala)から任意選択的に選択される配列により構成される。識別領域(12、13)を構成するこれらのIm、Pyおよびβ-Alaのそれぞれの分子間の連結はアミド結合により連結される。
 2つの識別領域(12、13)を構成するこれらのIm、Pyおよびβ-Alaは両領域間のペアの組み合わせにより二本鎖DNAのA-TペアとG-Cペアを認識することができる。2つの識別領域(12、13)の間で形成するIm/Pyペアは、DNA二本鎖におけるG―Cペアを認識し、Py/Py、Py/β-Ala、β-Ala/Py、β-Ala/β-Alaペアは、DNA二本鎖におけるA―Tペアを認識する。その他にも様々な配列規則が明らかとなっている。例えば、ピロールイミダゾール含有ポリアミド配列中におけるβ-Ala残基あるいはβ-Ala/β-Alaペアは、ピロールイミダゾール含有ポリアミドと標的二本鎖核酸分子の塩基配列との結合における立体障害を緩和する働きがあり、ピロールイミダゾール含有ポリアミド配列において2残基あるいは3残基毎に導入してやることでより親和性を高めることができると報告されている(非特許文献3)。
 図14Bに示されるように、2つの識別領域(12、13)の両末端に連結領域(14)を導入して、環状構造とすることもできる。図14B中2つあるリンカー分子(15)は両方有していてもよく、どちらか一方だけでもよい。環状構造を形成できるガンマーターンが形成する前記連結領域(14)がγ―アミノブタン酸であるときは、A―TあるいはT-Aペアに高い識別性を有することが報告されている。
 また、これらの識別領域(12、13)を構成するPy、Imおよびβ-Alaの配列の規則以外にも多くの配列の規則が存在する。そのため配列の組み合わせによって人工核酸等のメジャーグルーブバインダに匹敵する識別能、結合力を有する機能分子を設計できる可能性があるといわれている。例えば、識別領域(12、13)の構成要素としてヒドロキシピロール(Hp)を用いても良い。
 ピロールイミダゾール含有ポリアミドにより形成される第1PIポリアミドは標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有し、第2PIポリアミドが非標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有しかつ以下の機能、特徴を少なくとも一つ以上有していることが好ましい。
 (1)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を少なくとも一つ含む。 
 (2)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を二つ以上含むことで環状構造を形成することができる。
 (3)配列内のピロールイミダゾール含有ポリアミドを構成している分子(PyまたはIm)の2あるいは3残基毎にβ―アラニン残基を少なくとも1残基以上を含む。
 (4)配列末端にリンカー分子を少なくとも一つ含む。
 (5)標的二本鎖核酸分子の塩基配列と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列を十分に認識することができる長さを有するPy、Im、およびβ-Alaを含む配列である。
 より好ましくは、第1PIポリアミドは標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有し、第2PIポリアミドが非標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有し、かつ、前記(1)、(2)いずれか一つの構成及び(3)、(4)、(5)の構成を有することが好ましい。
 タンパク質で修飾されたPIポリアミドの合成方法の概略 
 本発明で用いられるPIポリアミドは、特許文献5(特許第3231045号明細書)、特許文献6(特許第4012145号明細書)、非特許文献1~4等に記載されている数多くの方法を用いることができるが、これに限定されるものではない。
 本発明で用いることができるPIポリアミドの合成法の一実施形態について概略を説明する。以下の例は、例えば、タンパク質(例えば、ビオチン)で修飾されたPIポリアミド-タンパク質共役体の合成例であり、以下の5つの工程で合成することができる。合成のスキームは、図15および図16に示す通りである。
 (工程1)この工程は、固体担体を準備する工程である。固体担体は図15(1)に示すように、樹脂(R)上にアミノ基を有するリンカー(L)を有する。ここで、固体担体は、アミノ基が直接に樹脂に存在する場合、リンカーはなくてもよい。固体担体は、樹脂にアミノ基を有するリンカーを修飾することで調製できる。調製法は一般的に知られている方法を採用すればよい。一実施形態では、例えば、固体担体の樹脂としてポリスチレン等の樹脂を用いることができる(図15(1))。例えば、リンカーは、上記特許文献に記載されるようなものを採用すればよい。
 (工程2)次に、目的とするPIポリアミドの合成に必要な単量体を用意する。単量体としては、ピロール基にカルボキシル基およびアミノ基を修飾した単量体(ピロール由来の単量体)、イミダゾール基にカルボキシル基およびアミノ基を修飾した単量体(イミダゾール由来の単量体)、およびβ―アラニン等が挙げられる。より具体的には、ピロール由来の単量体としては4-[(9-フルオレニルメトキシカルボニル)アミノ]-1-メチル-2-ピロールカルボン酸、イミダゾール由来の単量体としては4-[(9-フルオレニルメトキシカルボニル)アミノ]-1-メチル-2-イミダゾールカルボン酸が挙げられる。本工程では、アミノ基は保護されたものであることが好ましい。ピロール由来の単量体とイミダゾール由来の単量体は、既知の方法で得る事ができる。これらの単量体のアミノ基の保護基は、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)および9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基(Fmoc基)等を挙げることができる。保護基の導入は、既知の方法を用いればよい。
 (工程3)本工程は、上記工程1で準備した固体担体に工程2で準備した各種単量体を結合させていく工程である。まず、アミノ基が保護された単量体を、固体担体のアミノ基に結合させる。次いで、単量体のアミノ基を脱保護し、次の単量体を結合させる。このアミノ基の脱保護と、単量体の結合を繰り返すことによって、固体担体とアミノ保護基を有する目的のPIポリアミドを得る(図15(3))。アミノ基の脱保護と、単量体の結合(アミド結合の形成)は、既知の方法を用いることができる。
 (工程4)上記工程3で得られたPIポリアミドの樹脂(R)とリンカーを除去し、アミノ保護基を有するPIポリアミドを得る。得られたポリアミドのカルボキシル基末端側でジメチルアミノプロピルアミン(Bp)を導入する(図16(4))。カルボキシル基へのBpの導入(アミド結合の形成)は、既知の方法を用いることができる。
 (工程5)Bpを結合したPIポリアミドのアミノ保護基(P)を脱保護し、PIポリアミノ末端に、タンパク質(例えば、ビオチン)をアミド結合させて、目的のPIポリアミド-タンパク質共役体を得る(図16(5))。アミノ基の脱保護と、タンパク質の結合(アミド結合の形成)は、既知の方法を用いることができる。
 PIポリアミド-タンパク質共役体の合成方法の他の実施形態は、以下に説明するものである。上記工程1および2において、固体担体のアミノ基をカルボキシル基に置き換え、単量体のカルボキシル基を保護し、単量体のアミノ基と固体担体のカルボキシル基をまず結合する。次いで、保護したカルボキシル基を脱保護して、工程3と同様に、カルボキシル基の脱保護と適切な単量体のアミノ基の結合を繰り返すことで固体担体と保護基を含むPIポリアミドを得ることができる。その後、上記工程4および5と同様の手順でタンパク質とBpを導入することができる。また、さらなる他の実施形態としては、タンパク質またはBpを端緒として、単量体を順次結合させていってもよい。
 本発明に係るPIポリアミドは、二本鎖特異的に結合する分子である為、標的、非標的核酸分子は二本鎖核酸分子であることが好ましい、より好ましくは標的、非標的核酸分子は二本鎖DNAである方が良い。
 前記ステップ全ての場合における、PIポリアミドの量については、PIポリアミドの構造、配列特性や試料、二本鎖核酸分子の長さ等を考慮して適宜調整することが好ましい。前記ステップ全ての場合少なくとも全二本鎖核酸分子と当量以上であることが好ましい、更には、102倍量~108倍量であることがより好ましい。
 (3)担持体
 本発明において用いられる担持体としては、二本鎖核酸分子が前記リンカー分子とリガンド分子が結合可能であれば特に限定されるものではなく、固形または液形あるいはゲル等のあらゆる相状態であってもよい。また、素材は、無機物、あるいは、有機物、あるいはこれらを組み合わせたものであっても良い。前記担持体は、ピロールイミダゾール含有ポリアミド末端リンカー分子と特異的な相互作用で結合するリガンド分子を有する。
 本発明において用いられる担持体が、無機物である場合は、担持体は、珪酸含有物質、ゼオライト、酸化アルミニウム、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、カオリン、磁性粒子、セラミックス、からなる群より選択される1種以上であっても良い。また、前記珪酸含有物質がシリカ、磁性シリカ、ガラス、又は二酸化珪素であっても良い。
 本発明において用いられる担持体が、有機物である場合は、担持体は、テフロン(登録商標)、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアクリレート共重合体、ポリウレタン、ポリベンズイミダゾール、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルおよびポリ弗化ビニリデンからなる群より選択される1種以上で構成された有機高分子、あるいは、正もしくは負の荷電をもったナイロン、あるいは、セルロース、セルロース混合エステル、硝酸セルロース、酢酸セルロースおよびニトロセルロースからなる群より選択される1種以上で構成された多糖構造を有する有機高分子であっても良い。
 また、本発明において用いられる担持体が、有機物であり、かつ、生体高分子である場合、タンパク質、炭水化物、脂質、及び核酸からなる群より選択される1種以上で構成されていても良い。
 担持体の形状は特に限定されるものではなく、例えば固形であれば、粒子状であってもよく、膜状であってもよく、基板状であってもよい。また担持体は、複合体を形成させる容器等の内壁表面に固着させてもよい。例えば、非標的二本鎖核酸分子を複合体Bとして除去する際に、担持体bを容器内に固定し、複合体Bを容器内壁表面に形成し、容器から標的二本鎖核酸分子を含む上澄みを回収することができる。固形以外であれば、例えば、ゲル様体であっても良い。
 本発明の実施例で用いる表面にアビジンを固定した担持体(磁性粒子、ビーズ等)は、担持体に各種官能基(アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、アルデヒド基等)を修飾し、アビジン分子中の官能基、もしくはリガンド分子を介してカップリングさせてアビジンを固定化する方法で作製することもできるが、これに限定されるものではない。
 本発明の一実施形態では、担持体へのアビジンの固定化方法の実施例で用いている磁性粒子(Magnosphere MS300/Streptavidin:JSR株式会社製)は、ラテックス系粒子に磁性層をコートし、更にメタアクリレート系モノマーを主成分とした共重合体のシェルを形成させるが、これに限定されるものではない。表面のカルボキシル基とアビジン分子中のアミノ基をカップリングさせて、表面にアビジンが修飾された磁性粒子を作製することもできる。
 他の担持体へのアビジンの固定化方法として、特許文献7(国際公開2012/111687号)に記載の方法も用いることができるが、これに限定されるものではない。
 (4)リンカー分子およびリガンド分子
 本発明において用語「リンカー分子」および「リガンド分子」とは、例えば、ストレプトアビジンとビオチンのように、互いに特異的に結合をすることができる分子のことをいう。本発明の実施例では、ピロールイミダゾール含有ポリアミドのリンカーとしてビオチンを用いており、担持体に固定されているリンカー分子と特異的な結合をするリガンド分子としてストレプトイアビジンを用いている。同様の結合様式を示す物質であれば、ストレプトアビジンとビオチンに限られず本発明に利用することができる。
 本発明に係るPIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の回収、濃縮方法において用いられる担持体は、表面上にPIポリアミド末端リンカー分子と特異的に共有結合、イオン結合あるいはファンデルワール力によって結合する分子(以下、「リガンド分子」ということもある)を有することが望まれる。より好ましくはPIポリアミド末端リンカー分子と特異的に共有結合並みの結合力がある分子を有する方が良い。
 前記、PIポリアミド末端リンカー分子と特異的に共有結合並みの結合力があるリガンド分子間の相互作用は、たとえば抗体/抗原(ストレプトアビジンービオチン結合)、抗体/ハプテン、酵素/基質、酵素/阻害物質、酵素/補因子、結合性タンパク質/基質、キャリヤータンパク質/基質、レクチン/炭水化物、受容体/ホルモン、受容体/エフェクター、核酸の相補鎖、タンパク質/核酸、リプレッサー/インデューサー、リガンド/細胞表面受容体、ウイルス/リガンドなどを、本発明の結合相互作用として採用できる。また、共有結合では、エステル、アミド、チオエステル、スルホンアミド、スルホネート、ホスホネート、ホスホラミデート、ホスホロチオエート、またはリン酸結合等の結合であってもよい。
 (5)その他の試薬
(i)バッファー
 本発明に係るPIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の回収、濃縮方法において用いることができるバッファーは、水、および、pH緩衝剤、界面活性剤、2価、および/または1価の陽イオンを少なくとも一つ以上含有する。含有されている界面活性剤、あるいは、塩は1種類のみであってもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 なお、バッファーには、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、pH緩衝剤、界面活性剤、2価の陽イオンを含む塩、または1価の陽イオンを含む塩以外の物質を含有していてもよい。
(ii)界面活性剤
 本発明のバッファーには界面活性剤を添加することができる。当該界面活性剤としては、当該技術分野で一般的に使用されている界面活性剤から適宜選択して用いることができる。バッファーに含有する界面活性剤としては、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)等のイオン性界面活性剤であってもよいが、非イオン性界面活性剤が好ましく、Triton(登録商標)X(Polyoxyethylene(10)Octylphenyl Ether)、Tween(登録商標)20(Polyoxyethylene(20)Sorbitan Monolaurate)、Tween(登録商標)40(Polyoxyethylene(20)Sorbitan Monopalmitate)、Tween(登録商標)60(Polyoxyethylene(20)Sorbitan Monostearate)、Tween(登録商標)80(Polyoxyethylene(20)Sorbitan Monooleate)、Nonidet(登録商標)P-40(Polyoxyethylene(9)Octylphenyl Ether)、Brij(登録商標)35(Polyoxyethylene(23)Lauryl Ether)、Brij(登録商標)58(Polyoxyethylene(20)Cethyl Ether)、ジギトニン、又はサポニン等がより好ましく、Triton X、Tween 20、又はNonidet P-40がさらに好ましい。
 バッファーが界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の濃度は、標的あるいは非標的二本鎖核酸分子とPIポリアミド間の結合あるいはPIポリアミドと担持体間の結合において非特異的な結合・吸着を抑えるブロッキング剤として機能するのに十分な濃度であれば良く、用いるPIポリアミドの量、構造、配列特性や試料等を考慮して適宜調節することができる。例えば、バッファーの界面活性剤は、調製後の溶液の体積の0.05v/v%以下であり、好ましくは0~0.01v/v%以下であり、より好ましくは0v/v%である。
(iii)陽イオン
 本発明において用いられるバッファーは、さらに、陽イオンを含有していることが好ましい。当該陽イオンとしては、1価の陽イオンであってもよく、2価の陽イオンであってもよい。陽イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、アンモニウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオンが挙げられる。とりわけ、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、又はカルシウムイオンが好ましい。これらの陽イオンと対をなす陰イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、又はヨウ化イオンが好ましく、塩化物イオン又は臭化物イオンがより好ましく、塩化物イオンがさらに好ましい。
 バッファーが陽イオンを含有する場合、陽イオン濃度は、PIポリアミドと二本鎖核酸分子との結合、PIポリアミドと担持体の結合反応が達成可能な濃度であればよく、用いられる陽イオンの種類や用いるPIポリアミドの量、構造、配列特性や試料等を考慮して適宜決定される。本発明において用いられるバッファーとしては、濃縮した標的二本鎖核酸分子をPCR等の一般的に用いられる分析に供することを考慮し、陽イオンが1モル/L以下であることが好ましい。
 前記バッファーは、水を含み、pH緩衝剤、界面活性剤、2価の陽イオンを含む塩、および/または1価の陽イオンを含む塩のうち少なくとも一つ以上を必要に応じて溶解して調製する。バッファーの場合、当該バッファーのpHは、用いるPIポリアミドの量、構造、配列特性や試料、あるいは、回収された標的二本鎖核酸分子が供される分析方法等を考慮して適宜決定される。本発明においては、前記バッファーのpHは、pH5.0~9.0であることが好ましく、pH6.5~8.5であることがより好ましく、pH7.0~8.5であることがさらに好ましい。バッファーは、核酸の抽出や精製、分析の際に当該技術分野で一般的に使用されているバッファーから適宜選択して用いることができる。当該バッファーとしては、具体的には、Tris(トリスヒドロキシメチルアミノメタン)-HClバッファー、リン酸バッファー等が挙げられる。バッファーを調製するための溶媒とする水としては、脱イオン水又は超純水が好ましい。
6.分析方法について
 遺伝子解析をはじめとする核酸解析は、一般的に、解析対象の核酸を分析し、分析の結果得られた情報を解析する。核酸分析は、主に、核酸の塩基配列をシークエンサー等で直接読む方法、特定の塩基配列からなる領域と特異的にハイブリダイズするプライマーを起点としたポリメラーゼ反応を利用する方法、又は特定の塩基配列からなる領域と特異的にハイブリダイズするプローブを用いる方法により行われる。本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって得られた標的二本鎖核酸分子は、通常は多種多様な遺伝子の核酸又はその断片を含むため、解析対象遺伝子は、プライマーとプローブの少なくとも一方を用いる方法によって分析することが好ましい。少なくともプライマーを用いる方法としては、例えば、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法、リアルタイムPCR法、TaqMan(登録商標)-PCR法、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、SMAP(SMart Amplification Process)法、NASBA(Nucleic Acid Sequence-Based Amplification)法、RCA(rolling circle amplification)法、及びこれらの改変方法等が挙げられる。また、プローブを用いる方法としては、例えば、Invader(登録商標)法、DNAマイクロアレイ等が挙げられる。これらの方法は、適宜組み合わせて用いてもよい。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法では、微量の標的二本鎖核酸分子しか得られない場合がある。このため、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法により回収された標的二本鎖核酸分子を解析する方法としては、プローブを用いた核酸増幅反応を利用した分析方法や、第1段階としてPCR等により核酸を増幅させ、第2段階として、第1段階で得られた増幅産物に対して核酸分析を行う方法が好ましい。前者としては、例えば、特定の遺伝子型に特異的なプライマーを用いて伸長反応を行うアレル特異的伸長法、TaqMan-PCR法等が挙げられる。後者としては、例えば、インベーダープラス法、PCR-RFLP(制限酵素断片長多型)法、PCR-SSCP(1本鎖高次構造多型)法等が挙げられる。中でも、解析対象の標的二本鎖核酸分子の量が非常に微量の場合であっても、高感度かつ高精度に核酸解析を行うことが可能であるため、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって得られた標的二本鎖核酸分子を、まずPCRによって増幅させた後、シークエンサー等で直接読む方法、あるいは、まずPCRによって増幅させた後、インベーダー法を行うインベーダープラス法が好ましい。
 以下に、インベーダープラス法により、特定の遺伝子(解析対象遺伝子)を検出し解析する方法の例を示すが、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法により回収された標的二本鎖核酸分子の核酸解析方法は、これに限定されるものではない。
 まず、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法により回収された標的二本鎖核酸分子溶液(第1PIポリアミドを用いた場合では、第一の発明~第三の発明の方法で回収した標的核酸分子を含む溶液、第2PIポリアミドを用いた場合では、第四の発明~第六の発明の方法で、担持体を回収除去した後の溶液)に、インベーダープラス反応液であるインベーダープラスバッファーと、解析対象遺伝子を検出するためのオリゴミックスと、エンザイムミックスとを混合した後に、変性処理(95℃、2分間加熱)することによりDNAの二重螺旋を一本鎖に融解させる。なお、オリゴミックスは、PCR用プライマー、DNAプローブ、インベイディングオリゴ、FRETカセットから成る。
 次に、PCRを行うことにより、解析対象遺伝子に相当する部分の核酸の増幅反応を行った後、ポリメラーゼの失活処理を行い、PCRを停止させる。
 最後にインベーダー(登録商標)法を実施し、解析対象遺伝子に対応する核酸配列を有する領域に特異的にハイブリダイズしたDNAプローブを分解させる。次いで、当該分解反応により生成されたDNAの加熱プローブの5’-オリゴヌクレオチドが蛍光色素を持つFRETカセットと結合し、さらに当該FRETカセットが分解されて蛍光色素が当該FRETカセットから遊離して蛍光を発光するようになる。この蛍光を測定することにより、解析対象遺伝子を間接的に検出し測定できる。すなわち、蛍光シグナル強度が対応する解析対象遺伝子の検出量を示す。
 インベーダー(登録商標)法により解離された蛍光色素の蛍光シグナル強度は、蛍光測定装置で測定する。例えば、蛍光色素がFAMの場合には、励起波長が485nm、発光波長が535nmで観測されるFAMの蛍光シグナル強度を測定する。当該蛍光測定装置としては、例えば、ロシュ・アプライド・サイエンス社製の蛍光測定装置LightCycler480等が挙げられる。
7.キットについて
<標的二本鎖核酸分子濃縮用キット>
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法に用いる材料、および試薬はキット化することで簡便に行うことができる。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子を濃縮する方法のためのキットとしては、リンカー分子で修飾された第1PIポリアミドおよび/または第2PIポリアミド、リンカー分子に特異的に結合および/または吸着することができるリガンド分子で修飾された担持体、その他、pH緩衝剤、界面活性剤、2価の陽イオンを含む塩、およびまたは1価の陽イオンを含む塩を少なくとも一つ以上含む。これらの材料および試薬は上述したものをキットに含めることができる。
 キットに含めることができるリンカー分子で修飾された第1PIポリアミドおよび/または第2PIポリアミドの識別領域(図14Aおよび図14B)は、遺伝子検査で検出したい標的遺伝子の特定の塩基配列に合わせて自在に分子設計することができる。
 ピロールイミダゾール含有ポリアミドの2つの識別領域12、13(図14A)は、複数のイミダゾール(Im)と、ピロール(Py)と、β-アラニン(β-Ala)から任意選択的に選択される配列により構成される。識別領域12、13を構成するこれらのIm、Pyおよびβ-Alaのそれぞれの分子間の連結はアミド結合により連結される。
 識別部位の分子設計をする際には、以下の識別領域の化学的性質を考慮して設計する。2つの識別領域12、13を構成するこれらのIm、Pyおよびβ-Alaは両領域間のペアの組み合わせにより二本鎖DNAのA-TペアとG-Cペアを認識することができる。2つの識別領域12、13の間で形成するIm/Pyペアは、DNA二本鎖におけるG―Cペアを認識し、Py/Py、Py/β-Ala、β-Ala/Py、β-Ala/β-Alaペアは、DNA二本鎖におけるA―Tペアを認識する。その他にも様々な配列規則が明らかとなっている。例えば、ピロールイミダゾール含有ポリアミド配列中におけるβ残基あるいはβ-Ala/β-Alaペアは、ピロールイミダゾール含有ポリアミドと認識DNA二本鎖との結合における立体障害を緩和する働きがあり、ピロールイミダゾール含有ポリアミド配列において2残基あるいは3残基毎に導入してやることでより親和性を高めることができる。
 第1PIポリアミドの識別領域は標的二本鎖核酸分子に結合できる配列有し、かつ、以下の機能、特徴を少なくとも一つ以上有していることが好ましい。
 (1)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を少なくとも一つ含む。
 (2)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を二つ以上含むことで環状構造を形成することができる。
 (3)配列内の2あるいは3残基毎にβ―アラニン残基を少なくとも1残基以上を含む。
 (4)配列末端に担持体と特異的結合できるリンカー分子を少なくとも一つ含む。
 (5)標的二本鎖核酸分子の塩基配列と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列を十分に認識することができる長さを有するPy、Im、およびβ-Alaを含む配列である。
 前記第2PIポリアミドの識別領域は、非標的二本鎖核酸分子に結合できる配列有し、かつ、以下の機能、特徴を少なくとも一つ以上有していることが好ましい。
 (1)非標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を少なくとも一つ含む。
 (2)非標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を二つ以上含むことで環状構造を形成することができる。図14Bに示されるように、2つの識別領域の両末端に連結領域を導入して、環状構造とすることもできる。環状構造の一般式を有する。図14B中2つあるリンカー分子は両方有していてもよく、どちらか一方だけでもよい。
 (3)配列内の2あるいは3残基毎にβ―アラニン残基を少なくとも1残基以上を含む。
 (4)配列末端に担持体と特異的結合できるリンカー分子を少なくとも一つ含む。
 (5)標的二本鎖核酸分子の塩基配列と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列を十分に認識することができる長さを有するPy、Im、およびβ-Alaを含む配列である。
 より好ましくは、第1PIポリアミドは標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有し、第2PIポリアミドが非標的二本鎖核酸分子と結合する配列を有し、かつ、前記(1)、(2)いずれか一つの構成及び(3)、(4)、(5)の構成を有することが好ましい。
 キットに含めることができる前記第1PIポリアミドおよび第2PIポリアミドは、上述した式1のヘアピン構造を有するものであってもよく、また上述した式2の環状構造を有するものであってもよい。
 キットに含ませることができる修飾された担持体を修飾するリンカー分子と特異的に結合できるリガンド分子は、第1PIポリアミドおよび/または第2PIポリアミドに修飾されているリンカー分子と特異的に結合する分子である。
 キットに含ませることができる界面活性剤は、調製後の濃度が0.05v/v%以下とできるように含ませることが好ましい。1価の陽イオンおよび/または2価の陽イオンを含む塩は、調整後の濃度が1モル/L以下とできるように含ませることが好ましい。
 キットの一実施形態としては、試験管の中に予めリンカー分子で修飾された第1PIポリアミドおよび/または第2PIポリアミドと、リガンド分子で修飾された担持体と、必要な試薬等を投入しておく形態のものでもよい。
 本実施形態で用いる試験管は、試験管内部に核酸が吸着しないような加工がされているものが好ましい。別の実施形態では、試験管内部をリガンド分子で修飾しておく形態のものでもよい。別の実施形態では、試験管は採血管であってもよい。例えば、第1PIポリアミドおよび/または第2PIポリアミドと、リガンド分子で修飾された担持体と、必要な試薬等を投入した採血管を用いて直接患者の血液を採血することで、その後直ぐに標的二本鎖核酸分子の濃縮、および分析の作業に持ち込むことができる。
7.本発明の解析対象となる遺伝子について
 本願発明において、標的とすることができる遺伝子は、これに限られるものでないが、ゲノム薬理学(PGx:Pharmacogenomics)の分野において一塩基多型(SNP)の解析で標的とされる遺伝子であれば、適用することができる。
 なお、本明細書において遺伝子の「ファミリー」とは、特定の遺伝子のスーパーファミリーおよびサブファミリーの双方を含む用語である。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、RASとそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、RASのスーパーファミリーは、RHO、RAB、ARF、RANおよびこれらのサブファミリーを含み、RASのサブファミリーとしては、例えば、K-RAS、N-RAS,H-RASが含まれ、RHOのサブファミリーとしては、RHOA、RHOB、RAC1、およびCDC42を含み、RABのサブファミリーとしては、RAB1,RAB2、RAB3A、RAB4、RAB27が含まれるが、これに限定されるものではない。
 好ましくは、K-RASのエクソン2、3および4における変異の有無の解析が好ましい。K-RAS遺伝子エクソン2においては、コドン12、13の変異の有無の解析が好ましい。好ましくは、K-RAS遺伝子のエクソン3においてはコドン61の変異の有無の解析が好ましい。好ましくは、K-RAS遺伝子のエクソン4においてはコドン117および146の変異の有無の解析が好ましい。
 N-RASのエクソン2および3における変異の有無の解析が好ましい。N-RASのエクソン2においては、コドン12および13の変異の有無の解析が好ましい。若しくは、N-RASのエクソン3においては、コドン61の変異の解析が好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、シトクロムP450遺伝子(CYP)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれるが、これに限定されるものではない。CYPのサブファミリーとしては、例えば、CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2C、CYP3A4、CYP3A5が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、グルタチオン S-トランスフェラーゼ遺伝子(GSTT)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、GDTTのサブファミリーとしては、例えば、GSTT1、GSTTM1、およびGSTP1が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、N-アセチル化転移酵素遺伝子(NAT)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、NATのサブファミリーとしては、例えば、NAT1、NAT2が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、チミジル酸合成酵素遺伝子(TS)とそのファミリー、これらの変異体およびTSの3’非翻訳領域、3’非翻訳領域が含まるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、UDPグルクロン酸転移酵素(UGT)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、UGTのサブファミリーとしては、例えば、UGT1A1が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、除去修復交差相補遺伝子(ERCC)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、ERCCのサブファミリーとしては、例えば、ERCC1、ERCC2が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、多剤耐性遺伝子(MDR)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。MDRのサブファミリーとしては、例えば、MDR1、MDR2が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、遺伝子修復蛋白質遺伝子(XRCC)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、XRCCのサブファミリーとしては、例えば、XRCC1、XRCC5が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン受容蛋白質遺伝子(CRHR)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、MDRのサブファミリーとしては、例えば、CRHR1、CRHR2が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、乳がん抑制遺伝子(BRCA)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、BRCAのサブファミリーとしては、例えば、BRCA1、BRCA2が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、がん抑制遺伝子(MSH)とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。MSHのファミリーとしては、例えば、RB、p53、APC、NF1、NF2、WT1、VHL、BRCA、CHEK2、MASPIN、P73、DPC4(SMAD4)、MSH1、MSH2、MSH6、MLH1、PMS2、DCC、PTEN、SDHD、P16、P57KIP2、PTC、TSC1、TSC2、EXT1、EXT2遺伝子が含まれるが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、ゲムシタビン代謝酵素遺伝子(CDA)、ジヒドロピリミジンデヒドロゲナーゼ遺伝子(DPD)、メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素遺伝子(MTHFR)、オロテートホスホリボシル トランスフェラーゼ遺伝子(OPRT)、セロトニントランスポーター遺伝子(5-HTT)、血液凝固第V因子遺伝子(Factor V)、ビタミンKエポキシド還元酵素複合体1遺伝子(VKORC1)、APEX1、DCK、DPYD、TYMP、MLH1、UMPS、PCNA、POLA、RRM1、SLC29A1、TK1、UNG、ACTB、AKT1、ALK、APC、BRAF、CHD1、CTNNB1、EGFR、ERBB2、FBXW7、FGFR2、FOXL2、GNAQ、GNAS、KIT、MAP2K1、MET、NRAS、PDGFRA、PIK3CA、PTEN、SMAD4、SRC、STK11、およびTP53から選択される群からなる遺伝子とこれらの遺伝子のファミリー、およびこれらの遺伝子から選択される遺伝子の変異体が含まれる。
 その他、本発明において、標的とすることができる遺伝子群として、出生前診断において検査対象となる遺伝子群、遺伝病として公知の遺伝子、アルツハイマー病などタンパク質の変異・変性が関係する疾患に関連する遺伝子群が含まれる。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、MLH1遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、これに限られるものではないが、MLH1遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン19であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、MSH2遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、これに限られるものではないが、MSH2遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン16であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、MSH6遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。MSH6遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン10であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、PMS2遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、これに限られるものではないが、PMS2遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン15であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、APC遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、これに限られるものではないが、APC遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン15であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、MEN1遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、これに限られるものではないが、MEN1遺伝子の解析領域は、エクソン2-エクソン10であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、RET遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。RET遺伝子の解析領域は、エクソン10、エクソン11、エクソン13-エクソン15であることが好ましい。RET遺伝子のエクソン15におけるA883Fの変異の有無、またはエクソン16におけるM918T、またはS992Sの変異の有無を解析するのがより好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、TP53遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれ、TP53遺伝子の解析領域は、エクソン1-エクソン11であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、EGFR遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。EGFR遺伝子の解析領域は、エクソン18-エクソン21であることが好ましい。EGFR遺伝子のS492Rにおける変異の有無を解析することがより好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、BRAF遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。BRAF遺伝子の解析領域は、エクソン15であることが好ましい。BRAF遺伝子のエクソン15におけるV500EまたはKの変異の有無を解析することが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、c-kit遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。c-kit遺伝子の解析領域は、エクソン9、11、13、および17であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、PDGFRα遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。PDGFRα遺伝子の解析領域は、エクソン12および18であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができる別の遺伝子は、PDGFR遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。PDGFR遺伝子の解析領域は、エクソン14であることが好ましい。
 本発明において、標的とすることができるさらに別の遺伝子は、TP53遺伝子とそのファミリー、およびこれらの変異体が含まれが、これに限定されるものではない。TP53遺伝子の解析領域は、エクソン5-8であることが好ましい。
 以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
(実施例1:第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮)
 表1に示す塩基配列の違いを有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を5000分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)とした試料A、500分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)とした試料B、50分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.01%)とした試料Cの3つの試料と図17に示す標的二本鎖核酸分子と結合することができる配列を有する本発明に係る第1PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用い、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第二の発明の方法により標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。
 なお、表1に記載の塩基配列のうち配列番号1の塩基配列は、本発明に係る第1PIポリアミドが結合する標的二本鎖核酸分子のセンス側の部位の塩基配列(結合に関係する部分のみ)を示している。また、表1に記載の塩基配列のうち配列番号2の塩基配列は、本発明に係る第2PIポリアミドが結合する非標的二本鎖核酸分子のセンス側の部位の塩基配列(結合に関係する部分のみ)を示している(以下、同じ)。もっともいずれの二本鎖核酸分子を標的とするかは、目的により変動しうるのであり、目的によっては、表1の標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子とし、表1の非標的二本鎖核酸分子を標的二本鎖核酸分子とすることもありうる。
 また、表1のアンチセンス側の塩基配列の記載は省略している(以下同じ)。
 尚、本実施例における標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12G12V変異型の塩基配列に相当し、非標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12野生型の塩基配列に相当する。まず、各試料中に第1PIポリアミドを1×107分子相当を添加し、十分に混和し、60分インキュベートする。その後、混合物にストレプトアビジン標識磁性ビーズを100μg添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 分離したストレプトアビジン標識磁性ビーズには、標的二本鎖核酸分子が結合していると想定し、20μLの分散液としてTEバッファーを添加し、これを分析用試料とした。前記分析用試料を市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2の測定結果より、本発明における標的二本鎖核酸分子の濃縮方法用いることで試料A(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)は、100%となり、濃縮前と比較して100倍濃縮された。次に、試料B(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)では、100.0%となり、濃縮前と比較して1000倍濃縮された。次に、試料C(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.01%)では、14.3%となり、濃縮前と比較して1430倍濃縮された。この事から、本発明における第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって、一塩基の違いを識別して、試料中より標的二本鎖核酸分子を回収することで最大で1430倍濃縮できたことが明らかとなった。
(実施例2:第2PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮)
 表1に示す標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を100分子:1×104分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)とした試料Dと図17に示す非標的二本鎖核酸分子と結合することができる配列を有する本発明に係る第2PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用い、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第五の発明の工程1~5で標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。まず、第2PIポリアミドを1×107分子相当と、ストレプトアビジン標識磁性ビーズを100μg添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分インキュベートする。次に、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離する。その後、第2PIポリアミドが結合させたストレプトアビジン標識磁性ビーズに試料Dを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離した。
 分離した液性成分に標的二本鎖核酸分子が残留していると仮定し、分析用試料とした。前記分析用試料を市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析試料中の標的二本鎖核酸分子と非標的核酸二本鎖核酸分子の分析試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の測定結果より、本発明における標的二本鎖核酸分子の濃縮方法用いることで試料D(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)は、15.0%となり、濃縮前と比較して15倍濃縮された。この事から、本発明における第2PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって、一塩基の違いを識別して試料中より非標的二本鎖核酸分子を除去することで15倍濃縮できたことが明らかとなった。
(実施例3:第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用した標的二本鎖核酸分子の濃縮[1])
 表4に示す塩基配列の違いを有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を500分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)とした試料(試料E)と図17、18に示す本発明に係る第1PIポリアミドと第2PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用い、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第五の発明の工程1~3および第三の発明の工程1~5を組み合わせることにより標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。尚、本実施例における標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン13G13D変異型の塩基配列に相当し、非標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12野生型の塩基配列に相当する。まず、図17に示す第2PIポリアミド1×107分子相当を、試料Eに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、30分間インキュベートする。ここまでの手順が本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第五の発明に相当する。
 次に、図19に示す第1PIポリアミドを1×107分子相当に、ストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離する。分離した第1PIポリアミドが結合したストレプトアビジン標識磁性ビーズを、第2PIポリアミドと試料Eの混合物に全量添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離した。以上の本段落における手順が本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第三の発明に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 分離したストレプトアビジン標識磁性ビーズには、標的二本鎖核酸分子が結合していると仮定し、分散液として20μLのTEバッファーを添加し、これを分析用試料とした。前記分析用試料を市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。また、参照データとして図19に示す第1PIポリアミドのみを用いた本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において第五の発明の工程1~3と第三の発明の工程1~5を組み合わせて標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した際の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)の測定結果及び算出した濃縮効果(倍)と比較した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表5の測定結果の実測データより、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用した標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を用いることで試料E(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)は、50.0%となり、濃縮前と比較して500倍濃縮された。この事から、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し、第五の発明の工程1~3と第三の発明の工程1~5を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって、一塩基の違いを識別して試料中より非標的二本鎖核酸分子の誤捕捉を低減しつつ、標的二本鎖核酸分子を捕捉することで500倍濃縮できたことが明らかとなった。
 表5の測定結果の参照データと実測データの比較より、本発明における第1PIポリアミドのみを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法に比べ、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し、第五の発明の工程1~3と第三の発明の工程1~5を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を用いることで標的二本鎖核酸分子の含有率(%)及び濃縮効果(倍)は、およそ1.5倍程度向上させることができることが明らかとなった。
(実施例4:第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用した標的二本鎖核酸分子の濃縮[2])
 表4に示す塩基配列の違いを有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子100分子:1×104分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)とした試料F、10分子:1×104分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)とした試料G、5分子:5×104分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.01%)とした試料Hの3つの試料と図18、19に示す本発明に係る第1PIポリアミドと第2PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用いて本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第五の発明の工程1~5と第三の発明の工程1~5の手順を組み合わせて標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。まず、図18に示す第2PIポリアミド1×107分子相当を、試料に添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。その後、ストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離する。当該液性成分を次工程では処理済試料とする。本手順が本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第五の発明の工程1~5に相当する。
 次に図20に示す第1PIポリアミドを1×107分子相当に、ストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離する。分離した第1PIポリアミドが結合したストレプトアビジン標識磁性ビーズを、前記処理済試料へ全量添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離した。本手順が本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第三の発明の工程1~5に相当する。
 分離したストレプトアビジン標識磁性ビーズには、標的二本鎖核酸分子が結合していると仮定し、分散液として20μLのTEバッファーを添加し、これを分析用試料とした。前記分析用試料を市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。また、参照データとして図20に示す第1PIポリアミドのみを用いた本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において第五の発明と第三の発明の工程を組み合わせて標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した際の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)の測定結果及び算出した濃縮効果(倍)と比較した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表6の測定結果より、試料F(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)は、100.0%となり、濃縮前と比較して100倍濃縮された。次に、試料G(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)では、100.0%となり、濃縮前と比較して1000倍濃縮された。次に、試料H (試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.01%)では、50.0%となり、濃縮前と比較して5000倍濃縮された。この事から、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し、第五の発明の工程1~5と第三の発明の工程1~5を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって、一塩基の違いを識別して試料中より非標的二本鎖核酸分子を除去し、かつ、標的二本鎖核酸分子を捕捉することで最大で5000倍濃縮できたことが明らかとなった。
 表6の測定結果の参照データと実測データの比較より、本発明における第1PIポリアミドのみを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法に比べ、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し第五の発明の工程1~5と第三の発明の工程1~5の手順を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を用いることで標的二本鎖核酸分子の含有率(%)及び濃縮効果(倍)は、試料Fではおよそ4.2倍程度、試料Gではおよそ3倍程度、試料Hではおよそ5.5倍程度向上させることができることが明らかとなった。
 また、実施例3における本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し、第五の発明の工程1~3と第三の発明の工程1~5を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法(実施例3の試料Eの実測データと、実施例4の試料Gの実測データの比較)と比較すると、本発明における第1PIポリアミドのみを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法に比べ、本発明における第1PIポリアミドと第2PIポリアミドを併用し第五の発明の工程1~5と第三の発明の工程1~5の手順を組み合わせた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を用いることで標的二本鎖核酸分子の含有率(%)及び濃縮効果(倍)は、およそ2.0倍程度向上させることができることが明らかとなった。
(実施例5:第1PIポリアミドを用いた血清・血漿中標的二本鎖核酸分子の濃縮)
 表1に示す塩基配列の違いを有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を500分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%) で健常人ヒト血清に添加した試料Iと、500分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%) で健常人ヒト血漿に添加した試料Jと図17に示す標的二本鎖核酸分子と結合することができる配列を有する本発明に係る第1PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用いて本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法における第二の発明の方法により標的二本鎖核酸分子の濃縮を実施した。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。 まず、各試料中に第1PIポリアミドを1×107分子相当を添加し、十分に混和し、60分間インキューベーとする。その後、混合物にストレプトアビジン標識磁性ビーズを100μg添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートする。インキュベート後、磁気スタンドを用いてストレプトアビジン標識磁性ビーズと液性成分とに分離した。
 分離したストレプトアビジン標識磁性ビーズには、標的二本鎖核酸分子が結合していると仮定し、分散液として20μLのTEバッファーを添加し、これを分析用試料とした。前記分析用試料を市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表7の測定結果より、本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を用いることで試料I(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)では、6.6%となり、濃縮前と比較して66倍濃縮された。試料J(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)では、9.8%となり、濃縮前と比較して98倍濃縮された。この事から、本発明における第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法によって、一塩基の違いを識別して、血清あるいは血漿試料中より標的二本鎖核酸分子を回収することで66あるいは98倍濃縮できたことが明らかとなった。また、本結果より、本発明に係る本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法では、核酸精製工程を必要とせず液体生検(血清・血漿あるいは尿)から直接的に標的二本鎖核酸分子を回収、濃縮できることが明らかとなった。
(実施例6:第1PIポリアミドを用いての繰り返し濃縮(複合体Aを形成する場合)の効果) 
 表8に示される異なる塩基配列を有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を50分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.01%)とした試料Kと、図17に示す本発明に係る第1PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を担持体として用いた。二本鎖核酸分子は、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いた。尚、本実施例における標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12G12V変異型の塩基配列に相当し、非標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12野生型の塩基配列に相当する。
 (実施例6-1)
[複合体a1の形成を経た複合体Aの形成]
1.複合体a1の形成 
 第1PIポリアミド1×107分子相当を試料Kが入ったマイクロチューブに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で10分間インキュベートし、第1PIポリアミドとストレプトアビジン標識磁性ビーズの複合体(複合体a1)を形成した。
2.繰り返し複合体Aの形成 
 複合体a1が入ったマイクロチューブにストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分間インキュベートし、複合体a1とストレプトアビジン標識磁性ビーズを結合させ複合体Aを形成した。インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体A-1に分離した。分離した液性成分に、新たにストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、上記と同様の操作を行い、複合体Aと液性成分を分離した。この操作を繰り返し3回行い、複合体Aを3セット(順に複合体A-1、複合体A-2、複合体A-3)それぞれ分離した。
3.定量分析 
 分離した複合体Aを全て一つのチューブに移し、分散液として20μLのTEバッファーを添加し、これを分析用サンプルとした。前記分析用サンプルを市販のdropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析サンプル中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。尚、複合体A-1のみを分析用サンプルとした場合の結果を比較対象とした。
 表9に測定結果を示す。本発明における第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体a1とストレプトアビジン標識磁性ビーズを混合して複合体Aを形成、分離する工程を繰り返し実施することでは、7.2%となり、濃縮前と比較して720倍濃縮された(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率は1%である)。複合体A形成工程を1回のみ行った場合(含有率3.3%、濃縮効果(倍)330倍)に比べ、約2倍濃縮効果が高くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 (実施例6-2)
[複合体a2の形成を経た複合体Aの形成] 
1.複合体a2の形成 
 第1PIポリアミド1×107分子相当とストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgをマイクロチューブ中で混合し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で30分間インキュベートし、第1PIポリアミドとストレプトアビジン標識磁性ビーズの複合体(複合体a2)を形成し、インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体a2に分離した。分離した液性成分に新たに第1PIポリアミド1×107分子相当とストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、上記と同様の操作を行い、複合体a2を分離した。この操作を繰り返し3回行い、複合体a2を3セット(順に複合体a2-1、複合体a2-2、複合体a2-3)準備した。
2.繰り返し複合体Aの形成 
 (2-1)複合体a2-1を試料Kが入ったマイクロチューブに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分間インキュベートし、複合体A-1を形成する。インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体A-1に分離した。
 (2-2)液性成分中に上記で作成した複合体a2-2、複合体a2-3を用いて、(2-1)と同様の手順で2回繰り返し、複合体A-2、複合体A-3を形成、分離した。
3.定量分析 
 分離した複合体A全てに分散液として20μLのTEバッファーを添加し、分散液としてこれを分析用サンプルとした。前記分析用サンプルを市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析サンプル中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。尚、複合体A-1のみを分析用サンプルとした場合の結果を比較対象とした。
 表10に測定結果を示す。本発明における第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体a2と試料とを混合して複合体Aを形成、分離する工程を繰り返し実施することでは、15.6%となり、濃縮前と比較して1560倍濃縮された(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率は1%である)。複合体A形成工程を1回のみ行った場合(含有率5.4%、濃縮効果(倍)540倍)に比べ、約3倍濃縮効果が高くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 これらの結果から、第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体a2と試料を混合して複合体Aを形成する工程、あるいは、複合体a1と担持体a(ストレプトアビジン標識磁性ビーズ)を混合して複合体Aを形成する工程を繰り返し実施することで、より標的二本鎖核酸分子を濃縮できることが示された。
(実施例7:第2PIポリアミドを用いての繰り返し濃縮(複合体Bを形成する場合)の効果) 
 表8に示される異なる塩基配列を有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を100子:1×104分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率1%)とした試料Lと、図18に示される本発明に係る第2PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用いて実施する。二本鎖核酸分子としては、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いて実施した。
 (実施例7-1)
[複合体b1の形成を経た複合体Bの形成] 
1.複合体b1の形成 
 第2PIポリアミド1×107分子相当を試料Lが入ったマイクロチューブに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分間インキュベートし、第2PIポリアミドとストレプトアビジン標識磁性ビーズの複合体(複合体b1)を形成した。
2.繰り返し複合体Bの形成 
 複合体b1が入ったマイクロチューブにストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分間インキュベートし、複合体b1とストレプトアビジン標識磁性ビーズを結合させ複合体Bを形成する。インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体B-1に分離した。分離した液性成分に、新たにストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、上記と同様の操作を行い、複合体Bを分離した。この操作を繰り返し3回行い、複合体Bを3セット(順に複合体B-1、複合体B-2、複合体B-3)それぞれ分離した。
3.定量分析 
 分離した液性成分を分析用サンプルとした。前記分析用サンプルを市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析サンプル中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。尚、複合体B-1を分離後の液性成分を分析用サンプルとした場合の結果を比較対象とした。
 表11に測定結果を示す。本発明における第2PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体b1とストレプトアビジン標識磁性ビーズを混合して複合体Bを形成、分離する工程を繰り返し実施することでは、11.3%となり、濃縮前と比較して11.3倍濃縮された(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率は1%である)。複合体B形成工程を1回のみ行った場合(含有率5.2%、濃縮効果(倍)5.2倍)に比べ、約2倍濃縮効果が高くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
(実施例7-2)
[複合体b2の形成を経た複合体Bの形成]
1.複合体b2の形成
 第2PIポリアミド1×107分子相当とストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgをマイクロチューブ中で混合し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分間インキュベートし、第2PIポリアミドとストレプトアビジン標識磁性ビーズの複合体(複合体b2)を形成し、インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体b2に分離した。
 分離した液性成分に、新たに第2PIポリアミド1×107分子相当とストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、上記と同様の操作を行い、複合体b2を分離した。この操作を繰り返し3回行い、複合体b2を3セット(順に複合体b2-1、複合体b2-2、複合体b2-3)準備した。
2.繰り返し複合体Bの形成
(2-1)複合体b2-1を試料Lが入ったマイクロチューブに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、60分インキュベートし、複合体B-1を形成する。インキュベート後、磁気スタンドを用いてと液性成分と複合体B-1に分離した。
(2-2)液性成分中に、上記で作成した複合体b2-2、複合体b2-3を用いて(2-1)と同様の手順で2回繰り返し、複合体B-2、複合体B-3を形成して分離した。
3.定量分析 
 分離した液性成分を分析用サンプルとした。前記分析用サンプルを市販dropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TMdropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析サンプル中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。尚、複合体b2-1分離後の液性成分を分析用サンプルとした場合の結果を比較対象とした。
 表12に測定結果を示す。本発明における第2PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体b2と試料を混合して複合体Bを形成、分離する工程を繰り返し実施することでは、24.3%となり、濃縮前と比較して24.3倍濃縮された(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率は1%である)。複合体B形成工程を1回のみ行った場合(含有率15.0%、濃縮効果(倍)15.0倍)に比べ、約1.5倍濃縮効果が高くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 これらの結果から、第2PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において複合体b2と試料を混合して複合体Bを形成する工程、あるいは、複合体b1と担持体b(ストレプトアビジン標識磁性ビーズ)を混合して複合体Bを形成する工程を繰り返し実施することで、標的二本鎖核酸分子をより濃縮できることが示された。
(実施例8:塩と界面活性剤の効果) 
 表13に示される異なる塩基配列を有する標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を500分子:5×105分子(試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)とした試料Mと、図18に示される本発明に係る第1PIポリアミド及びストレプトアビジン標識磁性ビーズ(MagnosphereTM MS300/Streptavidin、JSR Life Sciences社)を本発明に係る担持体として用いた。二本鎖核酸分子は、制限酵素処理済のプラスミドDNAを用いた。尚、本実施例における標的二本鎖核酸分子、K-RASコドン12G12C変異型の塩基配列に相当し、非標的二本鎖核酸分子は、K-RASコドン12野生型の塩基配列に相当する。又、複合体a1および複合体Aを形成する条件について表14の3つの条件でそれぞれ実施し、塩と界面活性剤の効果を確認した。
1.複合体a1の形成 
 第1PIポリアミド1×107分子相当を試料Mが入ったマイクロチューブに添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分インキュベートし、第1PIポリアミドとストレプトアビジン標識磁性ビーズの複合体(複合体a1)を形成した。
2.複合体Aの形成 
 複合体a1が入ったマイクロチューブにストレプトアビジン標識磁性ビーズ100μgを添加し、チューブ ローテーターで混和しながら、室温下で60分インキュベートし、複合体a1とストレプトアビジン標識磁性ビーズを結合させ複合体Aを形成した。インキュベート後、磁気スタンドを用いて液性成分と複合体Aに分離した。
3.定量分析 
 分離した複合体Aに分散液として20μLのTEバッファーを添加し、これを分析用サンプルとした。前記分析用サンプルを市販のdropletdigitalPCR用試薬キット(PrimePCR for ddPCR、BIO-RAD社製)とdropletdigitalPCRシステム(QX100TM dropletdigitalPCR、BIO-RAD社製)を用いて分析サンプル中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)を測定し、濃縮効果(倍)(濃縮後の標的二本鎖核酸分子の含有率(%)/各試料中の標的二本鎖核酸分子の含有率(%))を算出した。
 表15に測定結果を示す。本発明における第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において条件1で複合体a1および複合体Aを形成した場合 (試料中の標的二本鎖核酸分子含有率0.1%)は、4.2%となり、濃縮前に比べ42倍の濃縮効果となった、条件2の場合は、49.0%、条件3の場合は、52.1%となり、それぞれ濃縮前に比べ490倍、521倍濃縮され、条件1と比べ約10倍濃縮効果が高くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 これらの結果から、第1PIポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法において、複合体a1および複合体Aを形成する際の界面活性剤と塩の濃度条件は、界面活性剤(Tween20)を0.05v/v%以下、塩(NaCl)を1モル/L以下とすることで標的二本鎖核酸分子を効率的に濃縮可能であることが示された。
 本発明により高精度の温調装置の設備がなく、かつ、PCR等の分子生物学的専門知識や技能を持つ人員のいない施設においても簡便に標的二本鎖核酸分子の濃縮を達成し得る。
 ピロールイミダゾール含有ポリアミドは、前記診断技術以外でも、例えば臨床検査の現場において汎用性の高いダイレクトシーケンス法等で高感度に変異遺伝子を検出、診断する為の前処理として生体試料から微量に含まれる変異遺伝子のみを回収、濃縮する方法としても用いることもできる。ロールイミダゾール含有ポリアミドを用いた変異遺伝子の検出方法を臨床の現場において運用プロセスをそのまま用いれば、診断感度を大幅に高めると共に解析効率を上げ、検査コストを低減させることも可能となる。
 本発明に係る標的二本鎖核酸分子の濃縮方法を提供することによって精度の高い温調装置や厳密な反応系の制御を要することとなく簡便な工程で1塩基の違いを識別して標的二本鎖核酸分子を濃縮でき、通常では感度が不十分であった分析方法でも標的二本鎖核酸分子の検出、分析が可能となることで様々な分析方法と組み合わせて遺伝子解析あるいは診断、臨床への展開が可能である。
1 標的二本鎖DNA
2 第1PIポリアミド
3 第1リンカー分子(例えばビオチン)
4 第1リンカー分子に特異的に結合するリガンド分子(例えばストレプトアビジン)
8 第2リンカー分子(例えばビオチン)
9 第2リンカー分子に特異的に結合するリガンド分子(例えばストレプトアビジン)
5 担持体a
6 非標的二本鎖DNA
7 第2PIポリアミド
10 担持体b
11 末端領域
12 識別領域1
13 識別領域2
14 連結領域
15 リンカー分子
100 複合体A
200 複合体B

Claims (18)

  1.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
    を混合して混合溶液とする工程と、
     (2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成する工程と、
     (3)前記混合溶液から、前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  2.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  3.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
     溶液または溶媒と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  4.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
     前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、
    を混合して混合溶液とする工程と、
     (2)前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と、
     (3)前記混合溶液から、前記複合体Bを分離して除去して除去する工程と、
    を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法。
  5.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
    を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法。
  6.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記非標的二本鎖核酸分子を分離して除去する方法であって、
     (1)前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
     前記第2PIポリアミドに修飾された第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液1とする工程と、
     溶液または溶媒と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記試料を混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
    を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する方法。
  7.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、
     前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  8.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1を形成するとともに、
     前記混合溶液1中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとが結合した複合体b1を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液2とする工程と、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、
     (5)前記混合溶液2から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
     (6)前記複合体Bを分離した前記混合溶液2に前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合させて混合溶液3とする工程と、
     (7)前記複合体a1と前記担持体aが結合させて複合体Aを形成する工程と、
     (8)前記混合溶液3から複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  9.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
     前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bと、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中の前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドとが結合した複合体a1の該第1PIポリアミドにさらに前記担持体aを結合させた複合体Aを形成し、さらに、
     前記混合溶液中の前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドとを結合させた複合体b1の該第2PIポリアミドにさらに前記担持体bを結合させた複合体Bを形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
     (4)前記混合溶液1から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  10.  標的二本鎖核酸分子と非標的二本鎖核酸分子を含む試料から、前記標的二本鎖核酸分子を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法であって、
     (1)前記試料と、
     前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液1とする工程と、
     (2)前記混合溶液1中で、前記標的二本鎖核酸分子と前記第1PIポリアミドが結合した複合体a1を形成する工程と、
     (3)前記混合溶液1に、前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aを混合して混合溶液2とする工程と、および、
     (4)前記混合溶液2中で、前記複合体a1の前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体Aを形成する工程と、
    を含む複合体Aを形成する工程、
     または、
     (1’)前記標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第1リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第1PIポリアミド)と、
     前記第1リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第1リガンド分子で修飾された担持体aと、
     溶液または溶媒と、
    を混合して混合溶液1’とする工程と、
     (2’)前記混合溶液1’中で、前記第1PIポリアミドと前記担持体aが結合した複合体a2を形成する工程と、
     (3’)前記混合溶液1’に、前記試料を混合して混合溶液2’とする工程と、
     (4’)前記混合溶液2’中で、前記複合体a2の前記第1PIポリアミドと前記標的
    二本鎖核酸分子が結合した複合体Aを形成する工程と、
    を含む複合体Aを形成する工程、
    から選択される複合体Aを形成する工程、ならびに、
     (5)前記(4)の後の混合溶液2または(4’)のの後の混合溶液2’に、
     前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
    を混合して混合溶液3とする工程と、
     (6)前記混合溶液3中で、前記非標的二本鎖核酸分子と前記第2PIポリアミドが結合した複合体b1を形成する工程と、
     (7)前記混合溶液3に、前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液4とする工程と、
     (8)前記混合溶液4中で、前記複合体b1の前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体Bを形成する工程と、および、
     (9)前記混合溶液4から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
    を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する工程、
     または、
     (5’) 前記(4)の後の混合溶液2または(4’)の後の混合溶液2’に、前記非標的二本鎖核酸分子の特定の配列に特異的に結合する第2リンカー分子で修飾されたピロールイミダゾール含有ポリアミド(第2PIポリアミド)と、
     前記第2リンカー分子と特異的に結合および/または吸着する第2リガンド分子で修飾された担持体bを混合して混合溶液1とする工程と、
     溶液または溶媒と、
    を混合して混合溶液3’とする工程と、
     (6’)前記混合溶液3’中で、前記第2PIポリアミドと前記担持体bが結合した複合体b2を形成する工程と、
     (7’)前記混合溶液3’に、前記試料を混合して混合溶液4’とする工程と、
     (8’)前記混合溶液4’中で、前記複合体b2の前記非標的二本鎖核酸分子が結合した複合体Bを形成する工程と、および、
     (9’)前記混合溶液4’から前記複合体Bを分離して除去する工程と、
    を含むことを特徴とする非標的核酸を分離して除去する工程、
    から選択される非標的核酸を分離して除去する工程、ならびに、
     (10)前記混合溶液4または4’から前記複合体Aを分離して回収する工程と、
    を含むことを特徴とする標的核酸を非標的二本鎖核酸分子から分離して濃縮する方法。
  11.  請求項1~請求項10から選択されるひとつ以上の方法を複数回繰り返すことにより標的塩基配列有する核酸分子を濃縮することを特徴とする方法。
  12.  前記非標的二本鎖核酸分子が、野生型のK-RAS、N-RAS,H-RAS、RHO、RAB、ARF、RAN、CYP、GSTT、NAT、TS、UGT、ERCC、MDR、CRHR、BRCA、MSH、CDA、DPD、OPRT、5-HTT、Factor V、VKORC1、APEX1、DCK、DPYD、TYMP、MLH1、UMPS、PCNA、POLA、RRM1、SLC29A1、TK1、UNG、ACTB、AKT1、ALK、APC、BRAF、CHD1、CTNNB1、EGFR、ERBB2、FBXW7、FGFR2、FOXL2、GNAQ、GNAS、KIT、MAP2K1、MET、NRAS、PDGFRA、PIK3CA、PTEN、SMAD4、SRC、STK11、TP53、MLH1、MSH2、MSH6、APC、MEN1、RET、TP53、EGFR、BRAF、c-kit、PDGFRα、PDGFR、およびTP53からなる遺伝子群から選択される遺伝子上の特定の塩基配列の領域であって、
     前記標的二本鎖核酸分子が、前記野生型の遺伝子群から選択される遺伝子上の前記特定の塩基配列の領域に一塩基以上の変異を有する、
    ことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
  13.  請求項1から12のいずれか一項に記載の方法であって、
     前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドが、以下の式1で示される構造であって、
    T-A1-H-A2-L (式1)
    [式中、Tは末端領域を、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lは第1リンカー分子または第2リンカー分子を意味する。]
     前記識別領域と、連結領域と、第1リンカー分子または第2リンカー分子の間はアミド結合により連結され、
     前記末端領域は、N、N-ジメチルアミノプロピルアミンであり、
     前記識別領域は、ピロール(Py)、イミダゾール(Im)、およびβ-アラニン(β-Ala)から選択的に連結された識別領域であり、
     前記連結領域は、炭素数が3以上で炭素-炭素が単結合である連結領域である、
    ことを特徴とする方法。
  14.  請求項1から13のいずれか一項に記載の方法であって、
     前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドが、以下の式2で示される環状構造であって、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、A1およびA2は識別領域を、Hは連結領域を、Lは第1リンカー分子または第2リンカー分子を意味する。]
     前記識別領域と、連結領域と、第1リンカー分子または第2リンカー分子の間はアミド結合により連結され、
     前記識別領域は、ピロール(Py)、イミダゾール(Im)、およびβ-アラニン(β-Ala)から選択的に連結された識別領域であり、
     前記連結領域は、炭素数が3以上で炭素-炭素が単結合である連結領域である、
    ことを特徴とする方法。
  15.  前記非標的二本鎖核酸分子が、野生型のK-RAS遺伝子上のコドン12、コドン13の塩基配列の領域であって、
     前記標的二本鎖核酸分子が、前記K-RAS遺伝子上のコドン12、コドン13の塩基配列の領域に一塩基以上の変異を有し、
     それに対する、前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドのリンカー分子Lがビオチンで構成され前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドの連結領域Hがγ-アミノブタン酸で構成され、
     前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドの連結領域H-識別領域A2-リンカー分子L中の識別領域A1のイミダゾール(Im)、ピロール(Py)及びβ-アラニン(β―Ala)の配列が、
     H-(Py)(Py)(Py)(β―Ala)(Py)(Im)(β―Ala)-Lの順番であり、
     前記ピロールイミダゾール含有ポリアミドの連結領域H-識別領域A2-末端領域T中の識別領域A1のイミダゾール(Im)、ピロール(Py)及びβ-アラニン(β―Ala)の配列が、
     H-(Im)(Py)(β―Ala)(Im)(Im)(Py)(β―Ala)-T;
     H-(Im)(Im)(β―Ala)(Im)(Im)(Py)(β―Ala)-T;
     H-(Im)(Im)(β―Ala)(Im)(Py)(Py)(β―Ala)-T;
     又は 
     H-(Py)(Im)(β―Ala)(Im)(Im)(Py)(β―Ala)―T;
     であり、
     前記配列におけるイミダゾール(Im)、ピロール(Py)及びβ-アラニン(β―Ala)それぞれの分子間がアミド結合により連結されている、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
  16.  前記試料が、核酸分子を含む血清、血漿、尿、胸水、腹水、抹消血、リンパ液などの液体生検の群から選ばれるひとつ以上の試料であって、前記試料中に含まれる標的二本鎖核酸分子を濃縮することができることを特徴とする請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
  17.  前記試料が、生検から抽出あるいは精製工程を経た核酸分子を含む試料であることを特徴とする請求項1~16のいずれか一項に記載の方法。
  18.  請求項1~17のいずれか一項に記載の方法に用いるキットであって、
     標的二本鎖核酸分子および非標的二本鎖核酸分子の配列の間の1塩基の違いを識別し結合することができる配列を識別することができる識別領域を含むリンカー分子で修飾されたPIポリアミドと、
     リンカー分子に特異的に結合することができるリガンド分子で修飾された担持体と、
     pH緩衝剤、界面活性剤、2価の陽イオンを含む塩、および、1価の陽イオンを含む塩、およびこれらの組み合わせからなる群から少なくとも1つ以上選択される試薬と、
    を含み、
     前記界面活性剤が、混合溶液に対して0.05v/v%以下であり、
     前記2価の陽イオンを含む塩および/または1価の陽イオンを含む塩が1モル/L以下
    であり、
     前記PIポリアミドが、
     前記識別領域が、標的二本鎖核酸分子または非標的二本鎖核酸分子の塩基配列に基づいて分子設計が可能であり、
     前記PIポリアミドがさらに以下の(1)~(4)の少なくとも1つ以上の特徴を有することを特徴とするキット。
     (1)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を少なくとも一つ含む。
     (2)標的塩基配列内あるいはその近傍の塩基対(T-AあるいはA-T)と結合し、かつ、ピロールイミダゾール含有ポリアミドにヘアピン様構造を形成することができるスペーサー分子を二つ以上含むことで環状構造を形成することができる。
     (3)配列内の2あるいは3残基毎にβ―アラニン残基を少なくとも1残基以上を含む。
     (4)標的二本鎖核酸分子の塩基配列と非標的二本鎖核酸分子の塩基配列を十分に認識することができる長さを有するPy、Im、およびβ-Alaを含む配列である。
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