JPH01157400A - バクテリア診断プローブ - Google Patents

バクテリア診断プローブ

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JPH01157400A
JPH01157400A JP63201060A JP20106088A JPH01157400A JP H01157400 A JPH01157400 A JP H01157400A JP 63201060 A JP63201060 A JP 63201060A JP 20106088 A JP20106088 A JP 20106088A JP H01157400 A JPH01157400 A JP H01157400A
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Agnes Ullmann
アグネ ウルマン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高い特異性のヌクレオチド繰り返し配列に基
づくバクテリアに対する診断プローブに関し、より具体
的には前記目的のための診断試験キットに関する。
〔発明の背景〕
本発明者等は、1982年に初めて、あるDNA配列(
30〜40bp長)が、エシェリヒア・コリー(Esc
herichia  co旦)およびサルモネラ・チフ
ィムリウム(Sa1mone11旦 拍用烈償1鮭のゲ
ノム中で高頻度(約、1000回)に繰り返されている
ことを公表した(Iliggins、 C,F、、 F
erro−Luzzi Awes。
G、、 Barnes、 W、M、+ Clement
、 J、M、およびtlofnungM、(1982)
 Nature、 298,760〜762 ) 、こ
れらの配列は、パリンドローム(回文)単位またはPU
と称されている。これらの−次配列の保存率は80%で
ある。
その後、エシェリヒア・コリーとサルモネラ・チフィム
リウム間では、PU共通塩基配列に若干の相違が認めら
れた。この相違は、サルモネラPU配列に追加のグアニ
ン残基が存在することである。このことは、PU配列が
種特異性を示す前触れであった。今までのところ、バク
テリアでは、はんのわずかな族(fami ly)に高
頻度の反復配列が公表されているにすぎない。PUの如
く、それらは厳密な種特異性を示す。ハイブリット形成
によれば、ナイセリア(Nisseria)s9G1.
の26− bp反復配列族(ゲノム当たり少くとも20
コピーにおいて)は、他のいろいろなダラム陰性バクテ
リアには滉い出されていない(Correia、 F、
F、+Inouye+S、およびInouye+ M、
(1986) J、 of Bacteriol。
167、1009〜1015)。ボルデテラ・パータソ
シス(Bordetella  Pertussis)
に由来する反復配列族もまた種特異的であることが推察
される(MacPh−eat、 W、L、およびMac
Nally、 T、(19B?) FEMS Left
41.357〜360〕。
最近、プローブとしてエシェリヒア・コリーのPU D
NAを用いる実験で、エンテロバクテリアセエ(Ent
erobacteriaceae)に由来するDNAだ
けはE、コリーとかなりの効率でハイブリットを形成す
ることが示された。これらの実験結果は、未公表のデー
タであるが、遺伝学の動向を概説するために言及したも
のである。かかる研究により、本発明者は、PUの特異
性がpu配列に相当するDNAプローブを用いるバクテ
リアの検出および同定に使用することができると確信し
た。
エンテロバクテリアセエおよびボルデテラ・パータソシ
スの繰り返し配列に関する前記観察から、種特異性の高
い反復配列の存在は、バクテリア間の一般的な事象であ
るように思われる。従って、本発明は、特異性診断プロ
ーブとして種特異性の高い反復配列の使用に関する。こ
の形式のハタテリアブロープは、低コピー数遺伝子に相
当するプローブを用いるアッセイよりもはるかに感度の
よい診断アッセイを提供できる。
〔発明の1既要〕 本発明の目的は、生物流体または別の起源に由来する試
料中のバクテリアの同定方法を提供するにある。この方
法は、高い特異性のヌクレオチド繰り返し配列を含有す
る標識化DNAプローブと、ハイブリットを形成し得る
バクテリアに対して適当で、かつ通常の処理法による調
製物を要件とする。かかるハイブリット形成プロトコー
ルについて適当でかつ通常利用される試薬類が、本発明
の使用に供される。特許請求の方法は、一定の必要な期
間前記DNAプローブにバクテリア試料をさらし、試料
バクテリアに由来するDNAと前記プローブのハイブリ
ットを形成させることを要件とする。
通常用いられそして適当である洗浄剤は、反応容器から
標識化プローブのみを取り除く。最後に、通常のハイブ
リット形成度を分析するための手段は、試料バクテリア
の定性ならびに定量分析を可能にする。
他の態様では、本発明は、高い特異性のバクテリアヌク
レオチド繰り返し配列を含有する標識化DNAプローブ
、および該プローブと試料バクテリアのハイブリットを
形成させる適当な試薬を利用する、試料中のバクテリア
を同定するための診断試験キットに関する。ハイブリッ
トが生じ得る一般的かつ適当な容器と共に、通常のハイ
ブリソト形成後の、洗浄剤もまた必要とされる。ハイブ
リット形成度は、この目的に役立つ適当かつ通常の手段
により測定される。
さらに、本発明の目的および効果は、以下の詳細な記載
の欄に示されており、そしておそらくその記載から明ら
かになるか、または本発明の実施の態様から理解され得
るだろう。これらの目的および効果は、請求の範囲に具
体的に記載されている容器および組み合わせにより理解
されかつ達成され得るであろう。
前述の一般的な記載および後述の詳細な記載のいずれも
、単に本発明を例示しそして説明するためのものであり
、特許請求されているところの本発明を限定するもので
ない。
〔好ましい態様の詳細な記載〕
本発明の好ましい態様の詳細で、現に引用されている文
献は、以下の実施例と共に本発明の詳細な説明に供する
ものである。
E、コリーおよびサルモネラ・チフィムリウムゲノムの
DNA配列の解析は、高頻度の繰り返しDNA配列族〔
パリンドローム単位(P U)族〕の存在を明らかにし
た。この発見は、原核生物のゲノムは一般に小さく、そ
して低コピー数のDNA配列だけからなると信じられて
いるCBr1tten。
R,J、およびKohne、 D、E、(1968)、
 5cience、161,529〜560〕ので、予
期できなかった。E、コリーDNAにおけるPU配列は
103コピーとなり得て、これらはゲノムの1%を占め
、そしてこの割合は、真核生物のゲノム中の反復DNA
の主要な族について見い出されている値に相当する。
−旦−U>−列迎渦款1U告およびゲノムの肱パリンド
ローム単位は、2回軸対称を示す一群の反復配列の20
〜4−ヌクレオチドを構成する。
共通塩基配列は、E、コリーに12株におけるP U配
列の118種の相違する起源から確認されている(Gi
lson、 E、、 Clement、 J、M、、 
Brutlag、 D、およびHofnung、 M、
(1984) EMBOJ、 3.1417〜1421
)(第1図参照)。PUが、RNAまたはDNAの高次
構の安定なステムおよびループに対応し得るとしでも、
かか高次構造の構成を確立するに留まる。この「ステム
」は、GCが豊富でありかつ高い保存性を有し、2.3
箇所に5個の塩基対を有する。2つの部分は、「インタ
ーナル(internal) Jミスマツチ(mism
atch)により分離されている。
「ループ」は、ATが豊富で可変性であり、そしてθ〜
5ヌクレオチド′の鎖長範囲内にある。P tJステム
のフランキング領域は、高い保存性を有し、[エクスタ
ーナル(external) Jミスマツチ(第1図お
よび第2図参照)と称されている。このインターナルお
よびエクスターナルミスマツチは、PUに対して極性を
付与する非対称要素をなす(第1図)。
パリンドローム単位は、E、コリーおよびS、チフィム
リウムの染色体上に、そしてエキストラジェニック(e
xtragenic)位置中に少なくとも数百度存在す
る。このことが、PUがときどきREP (反復・エキ
ストラジェニック・パリンドローム)配列と称される理
由であるが、この語REPは、単位コピーの複製のため
に必要なプラスミド領域を識別するためにいつも広義に
使用されているので、混乱があるようである。
パリンドローム単位は、同一のオペロン2種の遺伝子(
インターシストロンPU)間か、またはあるオペロンの
最後の遺伝子(ポストシストロンPU)後のいずれにも
見い出されている。これらは、単離された存在としてか
、それ以外にも4個までの要素のクラスターとして存在
することが見い出されている。クラスターの構成は、方
同付けにおいて連続するPUの厳密な二者択一性(第1
図参照)の点で非常に興味深いものである。さらに、ス
テムの4つの位置は、類似の頻度で、GかまたはTのい
ずれかか、またさらに他のものであることもできる。こ
のことは、クラスターの世代または選択について非常に
特異的な機構の存在を示唆する。
相同性(共通塩基に対応する塩基数を総塩基数で割った
値)は、非常に高く、平均80%(第2図参照)である
。ステムの分枝におけるより保存性のある位置の1つの
変化は、しばしば他の分技における対応する位置の同時
変化によって達成され、このためこれらの2つの位置の
間の相補性が維持される。配列における驚くべき保存性
および対称性に対するふされしい理由は、後に検討する
第1図は、入手できる12種の既知S、チフィムリウム
PU配列に由来する共通塩基配列を示す[Newbur
y、 S、F、等(1987) Ce1l 48,29
7〜310 )。
この配列は、インターナル・ミスマツチのCの曲に高い
保存性の追加のGを除いてはE、コリーの共通塩基配列
と類似である。2つの種の共通塩基配列におけるこのわ
ずかな相違の意味は、後の項で検討する。
E、コリーP[I DNΔをプローブとして使用した場
合、E、コリーと密接な関連があるエンテロハクテリア
セエに由来するDNAだけが、適当なハイブリット形成
を示すにすぎない。コンピューター検索では、バチルス
・ズブチリス(Bacillus  5ubttlis
)塩基配列のデータベース中に(いずれかの−次配列の
)パリンドロームを本発明者はは検出できなかった。こ
のために多くの説明が可能である。すなわち、(1)B
、ズブチリスの塩基配列のデータベースには暇疵が存在
するかも知れない。
(2)B、ズブチリスにおけるエンテロバクテリアセエ
のPU群と機能上の同等性は、パリンドローム配列でな
いかも知れない。(3)B、ズブチリスのP Uは、全
く機能上の同等性を有しない可能性がある。E、コリー
の同様な検索は、このバクテリアにおける単なる高い反
復パリンドロームDNA配列としてだけのPUを明らか
にしている(Sau−rin、 IA、 Cabios
 3.121〜127.参照)。ラムダまたはT7フア
ージの完全なゲノム中には、PU配列を見い出せないこ
とが認められるであろう。最終的に、「ハーフ(hal
f)−PUJ  (すなわち、第2図の1〜17位と1
8〜36位)のいずれか1つのPU共通塩基配列も4個
以下の変種のいずれも真核生物の塩基配列データベース
には見い出せなかった。
これらのすべては、PU配列が一定のエンテロバクテリ
アセエの染色体の特徴を示すことを示唆する。バクテリ
アの殆んどの種に対する塩基配列のデータは、今まだデ
ータベース中に十分に公表されていないので、PUに由
来する相違する配列を有する高頻度の反復パリンドロー
ム要素が、他のバクテリアの種に存在し得る可能性を除
外できなかった。
PUクラスターの局在は、E、コリーに12株の種々の
分離株のゲノム間に保存されている。このことは、Pt
Jは安定であるか、または少なくとも非常に不安定なゲ
ノム要素の構成物でないことが明らかである。PUは、
E、コリーおよびS、チフィムリウムのDNAの高い相
同性の配列を必ずしも同し位置に示さない。従って、P
Uの一次配列のように、PUゲノムの局在位置は、バク
テリアの種に特異的である。
P UおよびmRNA 殆んどのPUは、転写ターミネータ−として機能しない
。S、チフィムリウムにおけるヒスチジン輸送に関する
同時転写遺伝子his JおよびlLQの間に位置する
2つのPUは、イン・ビポ(inν1vo)で転写終結
を惹起しない(Bal K融合分析系での転写停止は5
0%以下)。イン・ビボでは、いかなる転写の減衰また
は終結も検出されなかった(Stern、 J、M、等
(1984) Ce1l 37.1015〜1026)
E、コリーにおけるマルトース輸送オペロンの同時転写
遺伝子jam Bおよびmal M間に位置する3つの
puは、下流の遺伝子の転写および翻訳に彫金を及ぼさ
ない(多コピー系のかり−に遺伝子および単コピー系の
lac Z遺伝子)  (Gilson、 E、、 R
ou−sset、 J、P、 、 Clement、 
J、M、およびllofnug、 M。
(1986)  八nn、  Microbiol、(
Inst、 Pa5teur)  127B、。
259〜270〕。いくつかのE、コリーオペロンでは
、主要なメンセンジャー末端は、典型的な因子に依存し
ない転写終結領域またはPUに隣接する位置にマツピン
グされるが、PUとは明らかに異なる(Gilson、
 E、、 RousseL、 J、P、、 Cleme
nt、 J、M、およびIlofnung、 M、 (
1986)八nn、 Microbiol、(tnst
Pa5teur) 127B、 259〜270 ]。
しかしながら、いくつかのPUは、転写を終結させる。
羊−のボストシストロン(pos tc i s tr
on i c)PUは、二方向転写ターミネータ−とし
て機能するLA遺伝転子WLA J転子との間に位置す
る。
かかるPUの塩基配列から、本発明者等は、PtJ”(
第1図参照)と命名したPUのザブクラスを定義するこ
とができる。興味深いことには、6種の既知PU”配列
は、それぞれ2つの収束解放読み取り枠(conver
gent open reading frams)間
に位置しており、こうしてかかる領域における殆んどの
DNAを説明することができる。他の明らかな転写ター
ミネータ−配列は、これらの周辺には全く存在せず、そ
れらのすべてが前記W1能を有する可能性を残している
E、コリーおよびS、チフィムリウムの高い相同性があ
る領域(ush A−ORFI領域)の発現の対比は、
PU“配列が二方向転写ターミネータ−として機能する
との考えに適合する。2つの遺伝子は、E。
コリーのpu”配列およびS、チフィムリウムの2つの
古典的な(C1assical) P Uのクラスター
により収束的に転溶されそして分離されている(第3図
参照)。0RFIに対応するタンパクは、2種ともに高
いレベルで発現される。しかしながら、S、チフィムリ
ウムに由来するush Aタンパクは、対応−jルE、
コリーush Aタンパクよりも極端に発現が少ない。
驚くべきことに、0RF1転写の遺伝子の不活化は、壓
1工A0の発現を増大せしめる(Burns、D。
HlおよびBeacham、 1.R,(1986) 
J、Mo1. Biol、192゜163〜175〕。
従って、0RF1転写は、S、チフィムリウムのush
 A’の発現を阻害するが、E、コリーのush Aの
発現は、PUlによる転写停止に帰因するものでない。
rho−依存性であることが推定される終結部位は、A
遺伝子の後に位置する2つのPU間にマツピングされて
いるC3pencer、 M、lE、およびGuest
、 J、R。
(1985) Mo1. Gen、 Genet、 2
00. 145〜154 ”J 、  これらの2つの
PU間に位置する(:AA−一配列が、いくつかのrh
o−依存性ターミネータ−(Pr、 PI。
tRNA”’およびtrpt ’ )の近傍かまたは末
端にも見い出されることは意味があるかも知れない(M
organ、 W、P、、 Bear+ D、G、、 
Litcham、 B、L、およびvon tlipp
el、 P、H,(1985) Nucleic Ac
1ds Res。
13、3739〜3754)。
一定のPUは、mRNAの3′−末端の安定化を介して
、遺伝子の発現に対して限定された効果を有する。hi
s Jおよびhisq間の2つのインターシストロン(
intercistronic) P Uの欠失は、オ
ペロンの遠位部分に影否を及ぼさないが、上流の遺伝子
(his J)の発現について2倍の減少をもたらす。
LLIAオペロンのポストシストロンPUについて、同
様な観察がPlamann等によってなされている(翻
訳停止コドンと最初のpu間に位置するμファージ挿入
物は、上流の区11遺伝子の発現を3倍減少させる原因
となる)  (Plamann、 M、D、および5t
auffer、 G、V、(1985) J、 Bac
teriol、 161゜650〜654〕。最近にな
って、このような上流遺伝子の発現の上昇は、上流のm
RNA類の累積化に由来することが、2例示された。こ
の観察結果は、3′−〜5′エキソヌクレアーゼ分解か
ら転写を保護するpu配列の作用により説明された。
今や、RNAの二次構造を形成し得る多数の塩基配列が
、3’−−5’エキソヌクレアーゼ消化に対する障壁と
して作用し得ることは十分証明されている。従って、m
RNAレベルで安定ステムおよびループ構造を形成する
可能性のあるpu配列が、前記のような活性を示す可能
性を有することは驚くに値しない。
臣しL −二B領域のあるPUは、RNase mプロ
セッシング部位を含む。このPUの塩基配列は定型でな
い(ステムおよびループの上部は欠失している)。興味
深いことに、い(つかの厳密でない相同性が、ステムの
低部とファージT7の既知のRNAase m部位との
間に存在するCG11son、 E、。
Clement、 J、M、、 Brutlag、 D
、およびIlofnug、 M。
(1984) EMBOJ、 3.1417〜1421
〕、  P UとRNasc IIIプロセッシングと
の関連性が存在するとの他の証拠はない。ことに、hi
s J−His口領域の2つの代表的なPUは、イン・
ビトロでRNase ■によって切断されない。PU共
通塩基配列に由来するわずかな配列の変性またはPU配
列周辺の変性は、特定のオペロンの転写に対して多様な
効果を与えることができる。PUのこれらの機能的な変
性により細胞に付与される選択性の利点は、PU配列間
の差異を高めがちであろう。しかしながら、これらの構
成物のずべてが今まだPUとして認められているので、
一定の種におけるPU配列の間では相同性維持のための
何等かの機構が存在することが予想される。
U股λでj鵠裏忰lは戊 前記のように多数の相同性配列の存在およびj]伝壬子
間局在は、それらが染色体再配列〔遺伝子のシャフリン
グ(shuffling) )により取り込まれ得るこ
とを示唆する。PU−次配列およびその2回軸対称(制
限酵素部位思い出してほしい)の著しい保存性は、PU
 DNAが構造タンパクのバインディング部位であり得
ることを暗示する。
PUは、次の2つの理由で高頻度Mi換えについての主
要部位でないようである。すなわち、(1)約3 kb
pによって分離されているPUの2種のクラスターは、
E、コリーのmal B領域で見つけられているが、ど
のような卸ゴ欠失変異株もmal B P U領域の終
点(end−paint)を有するものは見い出されて
おらず、そして(2)S、チフィムリウムにおける自然
発生的な縦列の複製の殆んどは、rrnオペロン間の均
一でない組換えによって生じる。
しかしながら、いずれかの繰り返し配列により促進され
るようなPtJ仲介性の低頻度の組換え活性は、非常に
よく生じ得る。かかる条件下でさえも、puは染色体の
再配列およびゲノムの進化の調節においである役割を果
すことができる。この考えを支持するものとしては、1
の配列が、S、チフィムリウムにおける1のPUおよび
aLLBを含むhis G−his D遺伝子開領域の
間で検出されている(Anderson、 P、および
Roth、 J、(1978) J、 Mol。
Biol、 119.147〜166 ) 、さらに、
1のPUは、E、コリーおよびS、チフィムリウム間の
れLAの相同性と非相同性領域間の境界に存在しく第3
図)、そしてPU配列は、MIRNAii伝子の後に位
転子る直線的な繰り返し配列およびtRNA”。遺伝子
の後に位置する直線的な操り返し配列の境界に必ず存在
する(Reed、 R,EおよびAlt−man、S、
(1983) Proc。
Nat ’ 1. Acad、 Sci USA 80
.5359〜5363.Kuchino。
’l−+ Mar+ + F、およびNis−N15−
hi、S、(1985) NucleicAcids 
Res、13.3213〜3220) 、証拠が間接的
であるにもかかわらず、これらの観察結果は、PU部位
と密接な組換え現象の発生と整合する。
核様体を取り込んだタンパクを含む抽出物の存在で、P
U配列は、εxol11消化に対して強い障壁を構成す
る(Gilson、 E、等(1986) FEBS 
Lett、206゜323〜328〕。いずれの配向性
においても単一のPUは、分解を停止するのに十分であ
る。これらの発見は、1つのまたはいくつかの核様体を
取り込んだタンパクが認識でき、そしてPU配列に結合
できるとの考えに調和する。
この相互作用の生物学的な意義は、知られていない。こ
のことは、ヌクレオチドの構造としてのPUの複雑さに
整合する。真核性クロマチン構造に対する最近の研究は
、特異なりNA配列を用いる相互作用によって、ループ
ドメイン中のDNAの構成によるトポイソメラーゼ■タ
ンパクに関係がある。電子顕微鏡による研究およびイン
・ビボでの高次コイルの分布係数の測定に基づき、E、
コリーの核様体は、高次コイル状のループドメイン中に
保持されていることが明らかになった。このことは、特
異的なタンパクによる2つのPUクラスターのクランピ
ング(clamping)が、各ループの首部を構成し
、そして/または安定化することを可能にすることであ
る。
バクテリアの に・するPUおよびその\pu配列の高
コピー数は、拡散に対する効率的な機構を包含している
ことを示唆する。
真核性生物における数種の機構は、始原繰り返し配列に
由来する逆向の位置(すなわち、RNA、ときにはtR
NAの逆転写)、遺伝子転換、不均一な組換え、ずれ(
slippage)複製、転位および増幅を含んでいる
(Dover、 G、八、(1986) Trends
  Genet。
2、159.165 )。これらの機構のいずれもここ
では除外することはできない。しかしながら、PUは、
あるトランスポゾンと同じように、それらの逆になった
繰り返し構造(Isを暗示する)、およびPUステム共
通塩基配列とトランスボゾンの末端との間の部分的な相
同性を含有する特徴を有する。
PUの高度な相同性は、少なくとも次の2つの仮説によ
って説明することができる。(1)それらが最近生しそ
して(例えば、転位によって)急速に拡散した9そして
(2)それらは、より8典的な起源のものであり、そこ
には、相同性を維持する特異的な機構が存在する、とす
るものである。
E、コリーとS、チフィムリウムのいずれもあるときは
、PCIを有しており、そしてそれらは同し遺伝子的な
局在(例えば、ush A領域)にあるので、PUの形
成は、2つの種が分岐する以前に生じたものであると思
える。このことは、第1の仮説に対立する。それらの共
通塩基配列のわずかな相違は、一方の種におけるPU配
列の相同性が、2つの相違する種間よりも高く、相同性
の維持に対する種特異的機構を含むことを示唆する。あ
る配列族内のかかる変異のパターンは、協奏的進化と称
されており、既に多くの真核生物類の、例えばrDNA
、核内低分子(SF)) RNAまたは長鎖散在的(i
 n terspersed)反復DNA配列(LIN
E)において観察されている。PU配列にパインデング
するタンパクの存在(前述参照)は、PU配列と関連の
あるタンパクの遺伝子間のゆっくりした相互変換をもた
らし得る可能性がある。このことは、ある種内のPU[
の相同化をもたらすようである。
PUに類する、バクテリアにおける反復DNA配列の他
の既知の3種類は、厳密な種特異性を示す。ナイセリア
(Neisseria)spp、の26− bp反復配
列類(ゲノム当たり少なくとも20コピ一以上の)がハ
イプツトを形成するいかなる配列も、多様な他のダラム
陰性バクテリアには見い出されていない(Correi
a+ F、F、、 Inouye、 S、および1no
uye。
M、(1986) J、 Bacteriol、 16
7、1009〜1015) 、リゾビウム・トリフォリ
イ(Rhizobium  trifolii)の共生
プラスミド上で3〜6度繰り返されているn1f−tl
DKプロモーター配列は、試験された他のすべての共生
プラスミドを含有するりゾビウム種のDNAとハイブリ
ットを形成しない(Watson、 J。
j、および5hofield、 P、R,(1985)
 Mo1. Gen、 Genet。
199、279〜289〕。ヘモフィリス刊膓l■l封
りの1i−bp繰り返し配列(ゲノム当たり103コピ
ー)は、コンピテント細胞により処理されたヘモフィリ
スDNAの特異的認識をする(Danner、 D。
B、 Deich、 R,Δ、l 5isco、 K、
L、、およびSm1th、 11.0゜(1980) 
Gene IL311〜318 〕、さらに、繰り返し
DNA配列族が、最近ボルデテラ・バータソシス(Bo
rdetella  pμ」卦1醇において見い出され
た。
さらに、この配列も種特異性であるようである(Mac
Pheat、−ル、およびMacNally、 T、(
1987)FEMSLett、 41.357〜360
および八、 Ullman、個人的な情報〕。
バクテリアの反復配列の発見の刺激的な点は、真核生物
におけるこれらの構成物の発明に由来する多くの刺激的
な仮説や推測が、今やE、コリーのような遺伝子的によ
く特徴がわかっている生物体の実験的で手が届く範囲に
あることである。かかる配列の起源および機能が、近い
将来わかってくるであろう。
本発明の技術の具体的な課題または情況への適用は、本
明細書に含まれる教示に照らして、当業者が有し得る範
囲内のものと理解される。本発明の調製物およびそれら
を単離し、そして調製するための代表的な実施例(例)
は、以下の例に明らかにされる。
〔実施例〕
例−」− その他の点では相同性のあるバクテリアDNA配列間の
PUにおける相違の根拠。
(Newburry等、 1986 : G11son
等)。
社虹Aの停止コドンと転写ターミネータ−間の領域は、
エシェリヒア・コリーにおいて3つのPUを含み、そし
てサルモネラ・チフィムリウムおよびクレブシェラ・ニ
ューモニエ(K 1ebs ie l lapneum
oniae)の等価な領域には一つも含まない(Mac
FarleneおよびMerrick、 1985)。
2つのPUは、エシェリヒア・コリーのmetJ遺伝子
の停止コドン後の20bpに位置する。サルモネラ・チ
フィムリウムの等価な領域は、まった<PUを含まない
が、特異的なファクター非依存性終結部位を含む(Sa
int−Girons等、 1984) (Urban
−owskiおよび5tauffer、 1985) 
o入手し得るデータでは、エシェリヒア・コリーにおけ
るPUを含有する挿入部の正確な境界を限定することが
できない。
単一のPUは、サルモネラ・チフィムリウムの1!IL
D遺伝子末端と機能性ファクター領域間に位置しており
、このPUの位置だけが示されている(Erickso
n等、 1985)。
種々の研究室で、相違するエシェリヒア・コリー源に由
来するmal E−匹al F遺伝子開領域(Dupl
ay等、 1984およびDuplya、個人的な情9
1) 、uvr Dの3′フランキング領域(Finc
hおよびEmmerson。
1984) (Yamamoto等、 1986)が、
クローン化されそして配列が決定されている。この3つ
の場合には、前記領域が同一のPU配列を含む。
従って、PUの局在は、エシェリヒア・コリーとサルモ
ネラ・チフィムリウム間では保存されていないにもかか
わらず、エシェリヒア・コリーの相違する種間では保存
されていることが明らかである。
入手し得る9種の既知サルモネラ・チフィムリウムPU
配列は、すべてC−T rミスマツチ(mis−mat
ch) JのCの前に追加のGを含む(第4図)。
本発明者等の研究所で確認された103種のエシェリヒ
ア・コリーPU配列間では、1種のみ(区A、PUa)
が、追加のGを含むので、本発明者等は、このPU共通
塩基配列は、エシェリヒア。
コリーおよびサルモネラ・チフィムリウム(変性サルモ
ネラ・チフィムリウムPU共通塩基配列は、第4図に示
した)におけるわずかな相違の可能性があることを提案
する。これらの2つが、これらのPLJ配列のこのわず
かな相違を示ずエンテロバクテリアセエに関連すること
は、PUの一次配列がバクテリアの種の1つまたは1群
のものの特異性であることができる。さらに、PU配列
は、ラムダまたはT7フアージの完全なゲノム中に存在
しないことを思い出してほしい(Gilson等、19
84)。
TGVプログラム(SaurinおよびMarlier
e。
1987)を使用して、バチルス・ズブチリスの塩基配
列データベースを調査した(シーンバンクから取り出し
た38種から抽出される33種の配列についての294
17b、p、 、 1985年11月)。このプログラ
ムは、反復DNAパターンの一次配列にかかわりなく、
それらを検索することができる。必要とされるパラメー
ターは、反復DNAパターン連続塩基、Watson−
Crick則および相補則を用いて対を形成(すなわち
、A−Tまたは(、−Cのベアリング)している全塩基
である。この検索は、バチルス・ズブチリスの塩基配列
データベースにおいては、反復パリンドローム配列のい
かなる類縁のものも示さなかった。ここに、本発明者等
は、ただ1つの配列のみが2以上の発生源を有すること
を見い出した。この配列(CCACCTTGCCAAG
GTGG )は、3種の相違する遺伝子領域〔旦皿B 
(WawrousekおよびHansen、 19B3
)、trrn D(Wawrousek等、 1984
)およびtrrn E(GreenおよびVold+ 
1983 ; Waivrousek等。
1984) )にコードされているアンチコドンステム
およびcty −tRNAのループに対応する。バチル
ス・ズブチリスの塩基配列データベースが、エシェリヒ
ア・コリーのものより10倍少ない配列を含むにもかか
わらず、rPU株」の配列が両種間において同じ頻度で
存在するとすれば、1つは、バチルス・ズブチリスの約
10個の発生源から発見されることが期待できるだろう
。エシェリヒア・コリーの同じ検索が、このバクテリア
におけるただ高い反復パリンドローム配列としてだけP
Uを示すことが認められるであろう(Saurin、 
1987)。
(4)分−閉 前述の3つの指摘のすべては、PUがバクテリアの種の
分化に寄与することを示唆する。直接的または間接的な
作用に対する多様性が想像され得る。本発明者等が考慮
したい1つの仮説は、puはバクテリアの染色体構造中
である役割を果たすであろうというものである。このこ
とは、PUを含有しない異種染色体の大きな断片の挿入
の安定化または生存可能性を妨げることができる。予備
的な結果は、クロモイド(ch romo id)関連
性のタンパクがPU DDNAと特異的に相互作用する
ことを示す(Gilson等、 1986a)。このこ
とは、pu配列が染色体の構造中に含まれ得るとの考え
と整合する。
±−I E、コリーの標識プローブを利用するハイプツト形成分
析。
相違するバクテリア種の100のDNAについて、3つ
のPU配列を含有する200bp DNAプローブを用
いるドツト・プロット(dot blot)またはサザ
ーン・プロット(southern blot)により
試験した。
ハイプツト形成試験は、次のような改良を加えた標準的
な方法を用いて実施した(bsscにおける0、1%の
SDSで58℃にて12時間ハイブリットを形成する段
階および0.2SSCにおける0、1%SOSで45゛
Cにて1時間洗浄)。プローブはアルファー32pヌク
レオチドを用いるニックトランスレーションにより調製
した。100のバクテリア種は、−組の代表的なエンテ
ロバクテリア(85の相違する種)および3つの相違す
る種からなる他のバクテリアの一組、および3つの相違
するキセノルハブダス(Xenorhabdus)種、
アシネトバクタ−(Acinetobacter)、ボ
ルデテラ・ブロンキセプチ力(Bordetella 
 bronchise tica)、シューウドモナス
・アエルギノーザ(Pseudomonas  憇匹し
凱且)、アエロモナス(Aeromonas) 、アク
チッパシラス(Actinobacillus) 、パ
スツレラ(Pasteurella)、ビブリオ・コレ
レ(Vibrio  cholerae) 、ビブリオ
・ミニカス(Vibrio  m1n−icus) 、
レジオネラ。
ニューモフイラ<7旦a  neumo hila)、
バチルス・ズブチリス(Bac−illus  5ub
tilis)、カロスリックス(Calothrix)
およびメタノコツカス(Methanococcus)
の他のバクテリアの構成物を包含する。
前述の分析による結果は、単にE、コリーおよびサルモ
ネラ群だけが、前述のハイプツト形成条件下でかかるプ
ローブとハイプツトを形成することを示した。
尉−主 ボルデテラ配列のハイブリット形成の特異性。
例1の一般的な方法に従い、ボルデララ・パータソシス
(Bordetell  p−ertussis□γか
ら抽出した240bp配列単位物を用いてハイブリット
形成試験を行った。通常のハイブリット形成プロトコー
ル段階の変法は、50%のホルムアミドを用い、42°
Cで12時間インキュベートシ、次いで65℃にで0.
l5SCおよび0.1%のSDSを用いて洗浄した。さ
らに、ハイブリット形成を、25CCおよび0.1%の
SDSを有するわずかに低いストリンジェント条件下で
実施した。B、バータソシスの配列は、B、B、バラパ
ータソシス、B、アビアムまたはB、ブロンキセブチ力
のどれともハイブリットを形成しなかった。
尉−↓ 他の一般的な標識化物の利用。
例1および例2のようなハイブリット形成試験を、標識
化プローブを用いて実施した。一般的な放射線活性、酵
素抗体法、蛍光抗体法を含む通常の標識化技術を利用し
た。利用したプローブ配列と標的バクテリアのハイブリ
ット形成の存否について、例1および例2と同様な結果
が確認できた。
本発明の方法や調製物について多様な改良や変形がなし
得ることは、当業者にとって明らかとなるであろう。従
って、本発明はそれらによって提供される本発明の改良
や変形をも特許請求の範囲内に含めることを意図してい
る。
例−」− 生物流体または他の起源に由来する試料中のバクテリア
のイン・ビトロにおける同定のための診断試験キ7)は
、固定されるバクテリアを含む適当に処理された既知量
の試料を添加してもよい通常のハイプツト形成容器から
なる。分離剤として標識化プローブDNAを添加しても
よく、また別に、適当な手段により固定したものとして
存在させてもよい。
適当なインキュベーション期間が経過した後、バイブリ
ソ1〜形成を試料容器から標識化されていないプローブ
物質を洗浄することによって停止した。ハイプツト形成
の存在および存在量は、試料バクテリアのDNAに結合
したプローブの量を測定することにより決定した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、E、コリーおよびS、チフィムリウムに由来
するパリンドローム単位の共通塩基配列を示し、第2図
は、E、コリーおよびS、チフィムリウムpu配列の一
次構造の保存を示し、第3図は、クレブシェラ・ニュー
モニエ、S、チフィムリウムおよびE、コリーにおける
1し^遺伝子ならびにS、チフィムリウムおよびE、〜
1リーにおけるush A遺伝子の3′フランキング領
域の構造の比較を示すものであり、そして第4図は、E
、コリーとS、チフィムリウム間のPU共通塩基配列を
示すものであり、第5図は、ボルデテラ・パータソシス
配列情報を示すものである。 リOaa 侶 バ 4・= ;ニ ー″ゴ ヘ ト              − く FIG、 3b E、コリPLI共通塩基配列 ANT  ぶコ鄭に霞CGPCGC[0,53S、チフ
イムリウムPU共通塩基配列 GCCMGATGG CΩ巴3皿    (0,5Jh
isJaχ;匹に国G   CGCtgt   、1h
i sJb  ぶコニAニ巡C匹     tgthi
sGbGCCGGATGG   CGCtaraAa 
9X≧旦9匹3CACt araAb GCCGGATGG CGM、     
  ataataraAc GCCGGATGG C(
A         ttairaGCCGGgTGG
 Cg、ttushA’a GCCTGATGG CG
C,QCaaushA’b匡以褒酬6CGGCGCtt
tCgdhAaGCCTGATGG CGCtaq T
 TATCEGGCCTACP GCGYCτTATCEGGCCTACPGCG   
  τgTCAGGCCTACGGCC工τgcCCG
GCCTACG GCGCi込二≧ぶ遺CTACG GCGT     TTAcCgGGCCτACGCΩ
g  z巴二込匡てCTAユ1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、試料中のバクテリアに高い特異性のヌクレオチド繰
    り返し配列を含有する標識化DNAプローブ、該プロー
    ブと同定される試料のバクテリアに由来するDNAがハ
    イブリットを形成するのに適する試薬、該プローブと該
    試料のバクテリアとの間のハイブリットが生じ得るハイ
    ブリット形成容器、ハイブリット形成処理後にハイブリ
    ットを形成していないプローブを除去するために適する
    洗浄剤およびハイブリット形成度を分析するための手段
    を含んでなる試料中のバクテリアを同定するためのイン
    ・ヒドロ(¥in¥ ¥vitro¥)診断試験キット
    。 2、前記標識化プローブが、酵素抗体法、ラジオアイソ
    トープ法および蛍光抗体法からなる群から選ばれる方法
    により標識化されたものである請求項1記載の試験キッ
    ト。 3、前記ヌクレオチド配列が、第5図の高い特異性のヌ
    クレオチド繰り返し配列を含む請求項2記載の方法。 4、前記プローブと同定される試料バクテリアに由来す
    るDNAがハイブリットを形成するのに適する試薬の存
    在下で、前記バクテリアに高い特異性のヌクレオチド繰
    り返し配列を含有する標識化DNAプローブに試料バク
    テリアをさらす段階、試料からハイブリットを形成して
    いない標識化プローブを洗浄する段階および得られたハ
    イブリット形成度を分析する段階を含んでなる試料中の
    バクテリアの同定方法。 5、前記標識化プローブが、酵素抗体法、ラジオアイソ
    トープ法および蛍光抗体法からなる群から選ばれる方法
    により標識化されたものである請求項4記載の方法。
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