JPH04304900A - 標的核酸配列の検出方法およびそのための試薬キット - Google Patents

標的核酸配列の検出方法およびそのための試薬キット

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JPH04304900A
JPH04304900A JP9326091A JP9326091A JPH04304900A JP H04304900 A JPH04304900 A JP H04304900A JP 9326091 A JP9326091 A JP 9326091A JP 9326091 A JP9326091 A JP 9326091A JP H04304900 A JPH04304900 A JP H04304900A
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nucleotide
acid sequence
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Toshiya Aono
利哉 青野
Yutaka Takarada
裕 宝田
Hideji Shibata
柴田 秀司
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は標的核酸配列の検出方法
およびそのための試薬キットに関する。この発明は特に
、塩基配列が既知の核酸を、その初期に存在する量に比
較して、より大量に生成させることにより検体試料中か
ら検出する方法に関する。本発明を実施することにより
遺伝病、癌、感染症などの診断を行うことが容易となる
【0002】
【従来技術】近年、ハイブリダイゼーションによる核酸
の検出は遺伝病、癌、感染症などの診断のために有効な
手段として汎用されるようになってきた。核酸検出法に
おいて、標的とする塩基配列は、対象となる核酸のほん
のわずかな部分である場合があり、非放射性標識プロー
ブや末端を放射性同位体で標識したオリゴヌクレオチド
プローブを用いた検出法では、感度上の問題等によりそ
の検出が困難である。そのため、プローブ検出システム
の感度を向上させるための努力が多くなされている(W
O87/03622など)。また、感度向上の手段とし
て、目的とする核酸をDNAポリメラーゼにより増幅さ
せる方法(特開昭61−274697 号公報;以下「
PCR」と略すことがある)が開示された。しかしこの
方法では、複雑な温度の調節が必要であり、専用の機器
を必要とするという欠点がある。DNAリガーゼを用い
る増幅法も開示されている(WO89/12696、特
開平2−2934号公報など)。しかし、この方法では
DNAリガーゼが平滑末端を連結する反応(blunt
 end ligation)により非特異的増幅が起
こる。これの回避法として、WO89/12696では
3組以上のプローブを用いているが、プローブ数が多く
コスト高となってしまう欠点がある。また、RNAポリ
メラーゼを用いてDNAよりRNAが生成されることは
周知であり、RNAポリメラーゼを用いて核酸の増幅を
行う方法も開示されている(WO89/01050)。 しかしながら、この方法ではRNAポリメラーゼによる
転写増幅のみでは充分な増幅は困難である。したがって
、生成したRNAに再度逆転写酵素を作用させDNAを
生成させる操作を実施している。一方、目的とする核酸
にプローブをハイブリダイズさせた後、正しくハイブリ
ダイズしたプローブのみを増幅する方法(BIO/TE
CHNOLOGY vol.6,  1197,198
8)も知られている。しかしこの方法では、非特異反応
により結合したプローブも増幅され、ブランク値の上昇
をきたすという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、標的
となる核酸を簡単に増幅させることにより、目的である
核酸配列を検出する方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの課
題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、プローブとして
標的核酸の存在下でのみ環状となりうるヌクレオチドを
用いることにより、上記課題が解決されることを見出し
て、本発明を完成させるにいたった。即ち、本発明は検
体試料中の標的核酸配列(A)の存在の結果として環状
化するように設計された配列を有する直鎖状プローブヌ
クレオチド(B)と、少なくともこの直鎖状プローブヌ
クレオチド(B)と部分的に相補的な配列を有するプラ
イマーヌクレオチド(C)を用いて、標的核酸配列(A
)に直鎖状プローブヌクレオチド(B)をハイブリダイ
ズさせ、直鎖状プローブヌクレオチド(B)を環状化し
、生成した環状プローブヌクレオチド(B’)を鋳型と
し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼとプラ
イマーヌクレオチド(C)を利用し、鋳型と相補的な配
列の繰り返した配列を有する一本鎖核酸を生成させ、生
成した一本鎖核酸を測定することにより、検体試料中の
標的核酸配列を検出することを特徴とする標的核酸配列
の検出方法である。また本発明の核酸を検出するための
試薬キットは、検体試料中の標的核酸配列(A)の存在
の結果として環状化するように設計された配列を有する
直鎖状プローブヌクレオチド(B)、該直鎖状プローブ
ヌクレオチド(B)と部分的に相補的な配列を有するプ
ライマーヌクレオチド(C)、連結手段、核酸ポリメラ
ーゼ、ヌクレオチド三リン酸および標識されたモノヌク
レオチドもしくは標識された核酸プローブを含む標的核
酸配列検出用試薬キットである。
【0005】本発明では、検出したい標的核酸配列とハ
イブリッドを形成することにより、リガーゼを用いて環
状化することが可能となるように設計された核酸分子を
使用し、該環状化した核酸分子を鋳型として、ポリメラ
ーゼ反応により核酸配列を増幅させる。本発明における
標的核酸配列(A)は、単鎖でも二重鎖でもよく、比較
的純粋な状態であっても、核酸の混合物の一成分であっ
てもよい。本発明に関する標的核酸の配列は長さ、構造
等に特に制限されない。
【0006】本発明におけるプローブヌクレオチド(B
)とは、検体試料中の標的核酸配列(A)の存在の結果
として環状化するように設計された配列を有する直鎖状
プローブヌクレオチドである(図1および図2のB参照
)。プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端
は図2に示されるように、標的核酸配列とアニールする
部分を有する。該アニール部分は、それぞれ6〜40ヌ
クレオチド、好ましくは各々10〜30ヌクレオチドの
長さが使用される。5’末端と3’末端に位置する上記
アニール部分間を結ぶ配列の長さは一般的に1〜100
0個、好ましくは10〜100個のヌクレオチドであれ
ばよい。また、この領域にRNAポリメラーゼのアンチ
プロモーター配列を含ませることも可能である。このR
NAポリメラーゼのアンチプロモーター配列を持ったプ
ローブヌクレオチドを用いた場合、プライマーヌクレオ
チドとしてRNAポリメラーゼのプロモーター配列を持
つオリゴヌクレオチドを用いることにより、プロモータ
ーに応じたRNAポリメラーゼ、およびリボヌクレオチ
ド(ATP、CTP、GTP、UTP)を作用させれば
、プローブヌクレオチドの相補鎖が繰り返し並んだRN
Aを合成することが可能である。
【0007】本発明のプライマーヌクレオチド(C)は
、プローブヌクレオチド(B)と少なくとも部分的に相
補的な配列を有していれば、構造、長さなどに制限され
ない。長さは一般的には、6〜40ヌクレオチド、好ま
しくは10〜30ヌクレオチドが使用される。また、プ
ローブヌクレオチドがRNAポリメラーゼのアンチプロ
モーター配列を含む場合には、プライマーヌクレオチド
にプロモーター配列を含ませたものを使用することが可
能である。これらのオリゴヌクレオチド(B)および(
C)は、例えばABI社(Applied Biosy
stems Inc.)のDNAシンセサイザー391
型を用いてホスホアミダイト法により合成できる。他に
もリン酸トリエステル法、H−ホスホネート法、チオホ
スファイト法等いかなる方法で合成してもよい。また、
生物学的起源、例えば制限エンドヌクレアーゼ消化物か
ら単離してもよい。プローブヌクレオチド(B)の5’
末端にはリン酸基を付加しておくことが好ましい。リン
酸基の付加は、例えばATPの存在下で、T4ポリヌク
レオチドキナーゼにより行うことができる。
【0008】本発明で使用される核酸ポリメラーゼは、
ヘリカーゼ用活性を持つ核酸ポリメラーゼであれば、D
NAポリメラーゼであっても、RNAポリメラーゼであ
ってもよい。例えばφ29DNAポリメラーゼを用いれ
ば、環状核酸分子を鋳型として、鋳型と相補的な配列が
繰り返し並んだ核酸を合成することが可能である。(J
. Biol. Chem., 264, 8935,
 1989)。他にも、M2DNAポリメラーゼ、大腸
菌DNAポリメラーゼ  、T7RNAポリメラーゼ、
T3RNAポリメラーゼ、SP6RNAポリメラーゼな
どが利用できる。
【0009】本発明の標的核酸検出方法は、標的核酸配
列(A)に上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)をハ
イブリダイズさせ、直鎖状プローブヌクレオチド(B)
を環状化し、生成した環状プローブヌクレオチド(B’
)を鋳型として、プライマーヌクレオチド(C)を利用
し、鋳型と相補的な配列の繰り返した配列を有する一本
鎖核酸生成させ、生成した一本鎖核酸を測定することに
より検体試料中の標的核酸配列を検出する。
【0010】本発明の標的核酸検出法としては、次のよ
うな実施形態が挙げられる。(1)検体試料中の標的核
酸配列(A)の存在の結果として環状化するように設計
された配列を有する直鎖状プローブヌクレオチド(B)
と、少なくとも該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
部分的に相補的な配列を有するプライマーヌクレオチド
(C)を用いて、下記の操作(a)〜(f)を行うこと
を特徴とする標的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):プライマーヌクレオチド(c)を操作(a
)で生成したハイブリッドのプローブヌクレオチド(B
)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
核酸配列を検出する。
【0011】(2)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
プライマーヌクレオチド(C)とのハイブリッドを形成
させる。 操作(b):検体試料中の標的核酸配列(A)を操作(
a)で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチド
(B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
プライマーヌクレオチド(c)を利用して核酸配列を増
幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
核酸配列を検出する。
【0012】(3)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
この直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補
的な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用い
て、下記の操作(a)〜(e)を行うことを特徴とする
標的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
標的核酸配列(A)およびプライマーヌクレオチド(C
)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の直
鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端
を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(c):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
幅させる。 操作(d):必要により、操作(c)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(e):操作(a)〜(d)を経て、生成された核
酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
核酸配列を検出する。
【0013】(4)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
と標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の隣
接した直鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と
3’末端を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする
。 操作(c):プライマーヌクレオチド(C)を操作(b
)で生成した環状プローブヌクレオチド(B’)とアニ
ールさせる。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
作(b)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
核酸配列を検出する。
【0014】(5)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):プライマーヌクレオチド(C)を操作(a
)で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチド(
B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
連結させて環状ヌクレオチド(B’)にする。操作(d
):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を
鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼ
およびプライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配
列を増幅する。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて操作(a)〜(d)を少なくとも1回繰
り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
列を検出する。
【0015】(6)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
プライマーヌクレオチド(C)とのハイブリッドを形成
させる。 操作(b):検体試料中の標的核酸配列(A)を、操作
(a)で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチ
ド(B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(
B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
て核酸配列を増幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
列を検出する。
【0016】(7)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
標的核酸配列(A)およびプライマーヌクレオチド(C
)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の直
鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端
を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(c):操作(b)で生成した環状ヌクレオチド(
B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
て核酸配列を増幅させる。 操作(d):必要により、操作(c)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(e):操作(a)〜(d)を経て、生成された核
酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
成させる。 操作(f):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
列を検出する。
【0017】(8)検体試料中の標的核酸配列(A)の
存在の結果として環状化するように設計された配列を有
する直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも
該直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
、下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標
的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の隣
接した直鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と
3’末端を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする
。 操作(c):プライマーヌクレオチド(C)を操作(b
)で生成した環状プローブヌクレオチド(B’)とアニ
ールさせる。 操作(d):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(
B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
て核酸配列を増幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
列を検出する。
【0018】本発明の上記実施様態(3)の理解のため
に、図2に本発明の原理を模式的に示す。この図2に基
づいて、以下本発明を説明する。尚、図中Aは標的核酸
、Bは直鎖状ブローブヌクレオチド、B’は環状化プロ
ーブヌクレオチド、Cはプライマーヌクレオチド、Dは
核酸ポリメラーゼ、Eは標識されたモノヌクレオチドを
示す。
【0019】操作(a):直鎖状プローブヌクレオチド
(B)中の検出配列と標的核酸(A)中の標的配列との
ハイブリッドを形成させる。同時に、または別々にプラ
イマーヌクレオチド(C)を該プローブヌクレオチド(
B)にアニールさせる(図2(a)参照)。標的核酸(
A)が二重鎖の場合は加熱、アルカリ処理、酸処理など
により変性して一本鎖とする。加熱変性は例えば80〜
105℃で1〜5分間処理することで実施できる。アル
カリ処理は例えば、0.2〜1規定のNaOH存在下で
、1〜30分間処理し、等量のHClで中和して用いる
ことができる。酸処理は例えば0.01〜1規定のHC
l存在下で、1〜30分処理しNaOHで中和して用い
ることができる。他の方法として酵素的に鎖分解を行な
うこともできる。アニールは、好ましくはプローブヌク
レオチド(B)、およびプライマーヌクレオチド(C)
について、それぞれ、最大のアニール選択性をもたらす
ように、選択された温度において行う。一般的には標的
核酸(A)とプローブヌクレオチド(B)、およびプロ
ーブヌクレオチド(B)とプライマーヌクレオチド(C
)がそれぞれ特異的に結合し、且つミスマッチによる非
特異的結合が最小となるように、昇温させて行われる。
【0020】操作(b):上記プローブヌクレオチド(
B)の5’末端と3’末端を連結させ環状化プローブヌ
クレオチド(B’)とする(図2(b)参照)。該プロ
ーブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端がハイブ
リッド形成の結果、隣接する場合、T4DNAリガーゼ
、T7DNAリガーゼ、大腸菌(E. coli)DN
Aリガーゼ、Thermus thermophilu
s DNAリガーゼ等の連結酵素を使用する方法が好ま
しい。また互いに隣接していない場合、DNAポリメラ
ーゼおよび/または逆転写酵素によりギャップを埋めた
後、連結酵素により連結することができる。この場合、
ギャップ部分がA−Tペアのみ、またはC−Gペアのみ
で構成されるようにプローブヌクレオチドを設計してお
けば、添加するモノヌクレオチドをそれぞれA、Tまた
はC、Gのみとすることでミスマッチによりアニールし
たオリゴヌクレオチドが間違って伸長されることを防止
する方法もとることができる。連結酵素を使用する連結
方法については、特開昭63−22197号公報および
 WO90/01069に開示の方法等、公知の手法に
より行うことができる。本発明において、標的核酸とア
ニールするオリゴヌクレオチド部分は6〜40ヌクレオ
チド、好ましくは10〜30ヌクレオチドの長さのもの
が使用される。
【0021】操作(c):標識されたモノヌクレオチド
の存在下、操作(b)で環状化したプローブヌクレオチ
ド(B’)を鋳型に、また該プローブヌクレオチド(B
’)にアニールしたプライマーヌクレオチド(C)を利
用して核酸ポリメラーゼ(D)を用いて核酸合成反応を
行う(図2(c)参照)。該操作は、例えばdNTP(
dATP、dCTP、dGTP、dTTPの4種のデオ
キシリボヌクレオチド)およびDNAポリメラーゼ(例
えばφ29DNAポリメラーゼ、M2DNAポリメラー
ゼ、T4DNAポリメラーゼ、Thermus aqu
aticus DNAポリメラーゼ、Thermus 
thermophilus DNAポリメラーゼ等の核
酸合成能力の高い酵素)を用いて、上記環状ヌクレオチ
ドを鋳型にして伸長反応を行わせることによって行われ
る。この方法は、例えばジャーナル・オブ・モレキュラ
ー・バイオロジー(Journal of Molec
ular Biology;56,341−361,1
971.)に記載されている技術及び条件を用いること
ができる。これらの酵素は、DNAの二重鎖の部分を剥
しながらプライマー伸長物の合成をすすめていくことが
できるので、当該操作に先だって、必ずしも標的核酸(
A)と環状化プローブヌクレオチド(B’)を分離する
必要はない。プライマー伸長物は、標的配列と相同な配
列を有するので、該伸長物は操作(a)における標的核
酸(A)と同様にプローブヌクレオチド(B)の標的核
酸として利用されうる。この一連の操作を繰り返すこと
により核酸の特定の配列を簡便に大量に得ることができ
る。また、プローブヌクレオチド(B)、プライマーヌ
クレオチド(C)にそれぞれアンチプロモーター配列、
プロモーター配列が含まれている場合には、核酸ポリメ
ラーゼとして、プロモーターに応じたRNAポリメラー
ゼを用いることができる。当該操作は、NTP(ATP
、CTP、GTP、UTP)の4種のリボヌクレオチド
)およびRNAポリメラーゼ(例えば、T7RNAポリ
メラーゼ、T3RNAポリメラーゼ、SP6RNAポリ
メラーゼなど)を用いて該環状ヌクレオチドを鋳型にし
てRNA合成反応を行わせることにより行われる。RN
Aポリメラーゼ反応の結果として、プローブヌクレオチ
ド(B)の相補鎖が繰り返し並んだRNAが合成される
が、このRNAを鋳型として逆転写酵素を用いてcDN
Aを合成し、このcDNAにプライマーヌクレオチド(
C)をアニールさせることにより繰り返しRNAポリメ
ラーゼを作用させて大量にRNAを合成することも可能
である。
【0022】操作(d):必要により、操作(c)で生
成した増幅核酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少
なくとも一回繰り返す。 操作(e):操作(a)〜(d)の結果、生成した核酸
の標識量を測定する。
【0023】また本発明の上記実施様態(7)の理解の
ために、図3に本発明の原理を模式的に示す。この図3
に基づいて、以下本発明を説明する。尚、図中Aは標的
核酸、Bは直鎖状ブローブヌクレオチド、B’は環状化
プローブヌクレオチド、Cはプライマーヌクレオチド、
Dは核酸ポリメラーゼ、Eは標識されたモノヌクレオチ
ドを示す。
【0024】操作(a):直鎖状プローブヌクレオチド
(B)中の検出配列と標的核酸(A)中の標的配列との
ハイブリッドを形成させる。同時に、または別々にプラ
イマーヌクレオチド(C)を該プローブヌクレオチド(
B)にアニールさせる(図3(a)参照)。標的核酸(
A)が二重鎖の場合は加熱、アルカリ処理、酸処理など
により変性して一本鎖とする。加熱変性は例えば80〜
105℃で1〜5分間処理することで実施できる。アル
カリ処理は例えば、0.2〜1規定のNaOH存在下で
、1〜30分間処理し、等量のHClで中和して用いる
ことができる。酸処理は例えば0.01〜1規定のHC
l存在下で、1〜30分処理しNaOHで中和して用い
ることができる。他の方法として酵素的に鎖分解を行な
うこともできる。アニールは、好ましくはプローブヌク
レオチド(B)、およびプライマーヌクレオチド(C)
について、それぞれ、最大のアニール選択性をもたらす
ように、選択された温度において行う。一般的には標的
核酸(A)とプローブヌクレオチド(B)、およびプロ
ーブヌクレオチド(B)とプライマーヌクレオチド(C
)がそれぞれ特異的に結合し、且つミスマッチによる非
特異的結合が最小となるように、昇温させて行われる。
【0025】操作(b):上記プローブヌクレオチド(
B)の5’’末端と3’末端を連結させ環状化プローブ
ヌクレオチド(B’)とする(図3(b)参照)。該プ
ローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端がハイ
ブリッド形成の結果、隣接する場合、T4DNAリガー
ゼ、T7DNAリガーゼ、大腸菌(E. coli )
DNAリガーゼ、Thermus thermophi
lus  DNAリガーゼ等の連結酵素を使用する方法
が好ましい。また互いに隣接していない場合、DNAポ
リメラーゼおよび/または逆転写酵素によりギャップを
埋めた後、連結酵素により連結することができる。この
場合、ギャップ部分がA−Tペアのみ、またはC−Gペ
アのみで構成されるようにプローブヌクレオチドを設計
しておけば、添加するモノヌクレオチドをそれぞれA、
TまたはC、Gのみとすることでミスマッチによりアニ
ールしたオリゴヌクレオチドが間違って伸長されること
を防止する方法もとることができる。連結酵素を使用す
る連結方法については、特開昭63−22197号公報
および WO90/01069 に開示の方法等、公知
の手法により行うことができる。本発明において、標的
核酸とアニールするオリゴヌクレオチド部分は6〜40
ヌクレオチド、好ましくは10〜30ヌクレオチドの長
さのものが使用される。
【0026】操作(c):操作(b)で環状化したプロ
ーブヌクレオチド(B’)を鋳型に、また該プローブヌ
クレオチド(B’)にアニールしたプライマーヌクレオ
チド(C)を利用して核酸ポリメラーゼ(D)を用いて
核酸合成反応を行う(図3(c)参照)。該操作は、例
えばdNTP(dATP、dCTP、dGTP、dTT
Pの4種のデオキシリボヌクレオチド)およびDNAポ
リメラーゼ(例えばφ29DNAポリメラーゼ、M2D
NAポリメラーゼ、T4DNAポリメラーゼ、Ther
mus aquaticus DNAポリメラーゼ、T
hermus thermophilus DNAポリ
メラーゼ等の核酸合成能力の高い酵素)を用いて、上記
環状ヌクレオチドを鋳型にして伸長反応を行わせること
によって行われる。この方法は、例えばジャーナル・オ
ブ・モレキュラー・バイオロジー(Journal o
f Molecular Biology;56,34
1−361,1971.)に記載されている技術及び条
件を用いることができる。これらの酵素は、DNAの二
重鎖の部分を剥しながらプライマー伸長物の合成をすす
めていくことができるので、当該操作に先だって、必ず
しも標的核酸(A)と環状化プローブヌクレオチド(B
’)を分離する必要はない。プライマー伸長物は、標的
配列と相同な配列を有するので、該伸長物は操作(a)
における標的核酸(A)と同様にプローブヌクレオチド
(B)の標的核酸として利用されうる。この一連の操作
を繰り返すことにより核酸の特定の配列を簡便に大量に
得ることができる。  また、プローブヌクレオチド(
B)、プライマーヌクレオチド(C)にそれぞれアンチ
プロモーター配列、プロモーター配列が含まれている場
合には、核酸ポリメラーゼとして、プロモーターに応じ
たRNAポリメラーゼを用いることができる。当該操作
は、NTP(ATP、CTP、GTP、UTP)の4種
のリボヌクレオチド)およびRNAポリメラーゼ(例え
ば、T7RNAポリメラーゼ、T3RNAポリメラーゼ
、SP6RNAポリメラーゼなど)を用いて該環状ヌク
レオチドを鋳型にしてRNA合成反応を行わせることに
より行われる。RNAポリメラーゼ反応の結果として、
プローブヌクレオチド(B)の相補鎖が繰り返し並んだ
RNAが合成されるが、このRNAを鋳型として逆転写
酵素を用いてcDNAを合成し、このcDNAにプライ
マーヌクレオチド(C)をアニールさせることにより繰
り返しRNAポリメラーゼを作用させて大量にRNAを
合成することも可能である。
【0027】操作(d):必要により、操作(c)で生
成した増幅核酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少
なくとも一回繰り返す。
【0028】操作(e):操作(a)〜(d)を経て、
生成した核酸と標識された核酸プローブとのハイブリッ
ドを形成させる。
【0029】操作(f):ハイブリッドを形成した標識
核酸プローブの標識量を測定する。
【0030】標識核酸プローブは、標識物として放射性
同位元素、酵素、蛍光物質、発光物質、ビオチン、ハプ
テン等の公知の標識物質を利用することができる。核酸
プローブはプローブヌクレオチド(B)の相同鎖の配列
を持つように設計し、該核酸プローブと合成された核酸
をハイブリダイズさせれば、該プローブを検出すること
で実施できる。この場合、標識プローブは該プローブヌ
クレオチド(B)およびプライマーヌクレオチド(C)
と相補的な配列部分を含まないように設計されているの
で、既に存在しているこれらのヌクレオチドの配列の影
響を受けることなく、該合成核酸を効率よく検出するこ
とができる。したがって、該合成核酸を該プライマーヌ
クレオチド(C)から分離して測定する必要がない。本
方法は、標的核酸の配列、構造等には特に制限されない
ので、その応用範囲は広い。
【0031】
【発明の効果】本発明の検出法によれば、プローブヌク
レオチドの2つの末端が標的核酸にアニールして連結さ
れた場合にのみ増幅反応が行われ、標的核酸の有無が検
出される。従ってオリゴヌクレオチドの塩基配列による
特異性と、2つの末端が連結される条件を満たす特異性
の2つの特異性が要求され、それだけ非特異反応が抑制
される。従って核酸の特定の配列の有無を特異的に検出
することが可能である。また、ヘリカーゼ様活性を有す
る核酸ポリメラーゼを用いることにより、環状化したプ
ローブヌクレオチド1分子から複数の核酸配列が生成さ
れるので、効率よく検出することが可能である。生成し
た核酸配列を利用して反応をサイクル化することにより
、より大量に増幅し、検出感度を高めることもまた可能
である。さらに、本発明はプローブを増幅する方法では
ないので、ミスマッチや非特異的ハイブリダイゼーショ
ンにより残存したプローブの増幅がなく、S/N(Si
gnal/Noise)比を増加させることができる。
【0032】
【実施例】以下に、本発明の実施例及び比較例を例示す
ることによって、本発明の効果をより一層明確なものと
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない
。 (参考例1) 各種オリゴヌクレオチドの合成 ABI社DNAシンセサイザー391型を用いて、ホス
ホアミダイト法にて下記配列のオリゴヌクレオチドを合
成した。 ■プローブヌクレオチド(第一オリゴヌクレオチド■)
:本オリゴヌクレオチドは腸炎ビブリオTDH(The
rmostable Direct Haemolys
in)遺伝子の87番目から104番目、および105
番目から126番目のヌクレオチド配列、T7プロモー
ター配列と相補的な配列を有する(配列表1)。また、
5’末端にリン酸基が結合している。 ■プライマーヌクレオチド(第二オリゴヌクレオチド■
):本オリゴヌクレオチドはT7プロモーターの配列を
有する(配列表2)。 ■腸炎ビブリオTDH(Thermostable D
irect Haemolysin)遺伝子の95番目
から118番目の配列を有するオリゴヌクレオチドプロ
ーブ(配列表3)。但し5’末端のリン酸基は32Pが
標識されている。手法はABI社マニュアルに従い、0
.2μMスケールで実施した。各種オリゴヌクレオチド
の脱保護はアンモニア水で55℃で一夜実施した。精製
はファルマシア社製FPLCで逆相カラムにて実施した
。なお合成したオリゴヌクレオチドは必要により以下の
方法で5’末端にリン酸基を結合させた。       オリゴヌクレオチド          
      5  〜  20  pmoles   
   10×T4ポリヌクレオチドキナーゼ緩衝液  
    10    μl       1 mM A
TP                       
            1    μl      
 T4ポリヌクレオチドキナーゼ(東洋紡製)    
10    単位水を加えて全量を100μlとして、
37℃で 1時間反応させる。ここで 10×T4ポリ
ヌクレオチドキナーゼ緩衝液とは、 0.5M  Tris−HCl(pH8.0)0.1M
  MgCl2  0.1M  2−メルカプトエタノールを示す。
【0033】(参考例2) 標的核酸を検出するためのキット (ア)実施例1の第一オリゴヌクレオチド■(イ)実施
例1の第二オリゴヌクレオチド■(ウ)T4 DNAリ
ガーゼ(東洋紡製)、T7 RNAポリメラーゼ(東洋
紡製)、ATP、CTP、GTP、UTP
【0034】
(参考例3) 標的核酸を検出するためのキット (ア)実施例1の第一オリゴヌクレオチド■(イ)実施
例1の第二オリゴヌクレオチド■(ウ)T4 DNAリ
ガーゼ(東洋紡製)、T7 RNAポリメラーゼ(東洋
紡製)、ATP、CTP、GTP、UTP(エ)実施例
1のオリゴヌクレオチドプローブ■
【0035】(参考
例4) 標的核酸を検出するためのキット (ア)実施例1の第一オリゴヌクレオチド■(イ)実施
例1の第二オリゴヌクレオチド■(ウ)T4 DNAリ
ガーゼ(東洋紡製) 、 Tth DNAポリメラーゼ
 (東洋紡製) 、dATP、 dCTP 、 dTT
P(エ)実施例1のオリゴヌクレオチドプローブ■
【0
036】(実施例1) 実施例2のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
1) 操作(a) 参考例1の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmolと
、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分精
製したゲノム核酸1μgとを共に10μlのリガーゼ用
反応液に加えた。94℃に2分間保った後50℃に5分
間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム核酸を
混合しない反応液を用意した。 リガーゼ用反応液 66 mM      Tris−HCl(pH7.6
)6.6 mM      MgCl2 10 mM      ジチオスレイトール66 μM
     ATP 操作(b) 上記反応液10μlに、第二オリゴヌクレオチド■0.
1nmolを加え、操作(a)と同様の操作により、環
状化した第一オリゴヌクレオチド■にアニールさせた。 操作(c) 次に、T4 DNAリガーゼ 1単位(東洋紡製)を加
え37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの
5’末端と3’末端を連結させた。 操作(d) 上記反応液に水40μl、T7 RNAポリメラーゼ反
応液50μl、およびT7 RNAポリメラーゼ 10
単位を加え、操作(c)で連結した環状オリゴヌクレオ
チドを鋳型として、37℃で30分間保温することによ
り増幅反応を実施した。 T7 RNAポリメラーゼ反応液 80  mM     Tris−HCl(pH8.0
)10  mM     ジチオスレイトール4  m
M     スペルミジン 8  mM     MgCl2  50  mM     NaCl 160 μg/ml  BSA 0.02  %      トリトン X−1002 
 mM     ATP, GTP, UTP2  m
M     32P−dCTP操作(e) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を十分洗浄した後、乾燥させ、X線フィルム
(New AIF RX, 富士写真工業)を密着させ
、−80 ℃で1 昼夜感光させた。その結果、ゲノム
核酸を加えた反応液では、高分子のRNA が合成され
ていたが、ゲノム核酸を含まない反応液では高分子のR
NA の合成はみられなかった。
【0037】(実施例2) 参考例2のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
2) 操作(a) 参考例1 の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmol
と第二オリゴヌクレオチド■ 0.1nmolとを10
μlのリガーゼ用反応液に加えた。94℃に2分間保っ
た後50℃に5分間保温し、アニールさせた。 操作(b) 上記反応液に、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から
分離、部分精製したゲノム核酸1μgを加え第一オリゴ
ヌクレオチド  とアニールさせ、T4 DNAリガー
ゼ1単位(東洋紡製)を加え37℃で1時間反応させる
ことにより、第一オリゴヌクレオチドの5’末端と3’
末端を連結させた。 対照として、ゲノム核酸を混合しない反応液を用意した
。 操作(c) 上記反応液10μlに水40μl、T7 RNAポリメ
ラーゼ反応液50μl、およびT7 RNAポリメラー
ゼ 10単位を加え、操作(b)で連結した環状オリゴ
ヌクレオチドを鋳型として、37℃で30分間保温する
ことにより増幅反応を実施した。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を十分洗浄した後、乾燥させ、X線フィルム
(New AIF RX, 富士写真工業)を密着させ
、−80℃で1昼夜感光させた。その結果、ゲノム核酸
を加えた反応液では、高分子のRNAが合成されていた
が、ゲノム核酸を含まない反応液では高分子のRNAの
合成はみられなかった。
【0038】(実施例3) 参考例2のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
3) 操作(a) 参考例1の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmolと
第二オリゴヌクレオチド■ 0.1nmolとを、TD
H産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分精製した
ゲノム核酸1μgと共に10μlのリガーゼ用反応液に
加えた。94℃に2分間保った後50℃に5分間保温し
、アニールさせた。対照として、ゲノム核酸を混合しな
い反応液を用意した。 操作(b) 次に、T4 DNAリガーゼ 1単位(東洋紡製)を加
え37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの
5’末端と3’末端を連結させた。 操作(c) 上記反応液10μlに水40μl、下記反応液50μl
、およびT7 RNAポリメラーゼ10単位を加え、操
作(b)で連結した環状オリゴヌクレオチドを鋳型とし
て、増幅反応を実施した。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を十分洗浄した後、乾燥させ、X線フィルム
(New AIF RX, 富士写真工業)を密着させ
、−80℃で1昼夜感光させた。その結果、ゲノム核酸
を加えた反応液では、高分子のRNAが合成されていた
が、ゲノム核酸を含まない反応液では高分子のRNAの
合成はみられなかった。
【0039】(実施例4) 実施例2のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
4) 操作(a) 参考例1 の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmol
と、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分
精製したゲノム核酸1μgとを共に10μlのリガーゼ
用反応液に加えた。94℃に2分間保った後50℃に5
分間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム核酸
を混合しない反応液を用意した。 操作(b) 次に、T4 DNAリガーゼ 1単位(東洋紡製)を加
え37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの
5’末端と3’末端を連結させた。 操作(c) 上記反応液10μlに、第二オリゴヌクレオチド■0.
1nmol を加え、操作(a)と同様の操作により、
環状化した第一オリゴヌクレオチド■にアニールさせた
。次に反応液に水40μl、下記反応液50μl、およ
びT7 RNAポリメラーゼ 10単位を加え、操作(
b)で連結した環状オリゴヌクレオチドを鋳型として、
37℃で30分間保温することにより増幅反応を実施し
た。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を十分洗浄した後、乾燥させ、X線フィルム
(New AIF RX, 富士写真工業)を密着させ
、−80℃で1昼夜感光させた。その結果、ゲノム核酸
を加えた反応液では、高分子のRNAが合成されていた
が、ゲノム核酸を含まない反応液では高分子のRNAの
合成はみられなかった。
【0040】(実施例5) 参考例3のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
1) 操作(a) 参考例1の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmolと
、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分精
製したゲノム核酸1μgとを共に10μlのリガーゼ用
反応液に加えた。94℃に2分間保った後50℃に5分
間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム核酸を
混合しない反応液を用意した。 リガーゼ用反応液 66 mM      Tris−HCl (pH7.
6)6.6 mM      MgCl2 10 mM      ジチオスレイトール66μM 
    ATP 操作(b) 上記反応液10μlに、第二オリゴヌクレオチド■0.
1nmolを加え、操作(a)と同様の操作により、環
状化した第一オリゴヌクレオチド■にアニールさせた。 操作(c) 次に、T4 DNAリガーゼ 1単位(東洋紡製)を加
え37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの
5’末端と3’末端を連結させた。 操作(d) 上記反応液に水40μl、T7 RNAポリメラーゼ反
応液50μl、およびT7 RNAポリメラーゼ 10
単位を加え、操作(b)で連結した環状オリゴヌクレオ
チドを鋳型として、37℃で30分間保温することによ
り増幅反応を実施した。 T7 RNAポリメラーゼ反応液 80  mM     Tris−HCl(pH8.0
)10  mM     ジチオスレイトール4  m
M     スペルミジン 8  mM     MgCl2  50  mM     NaCl 160 μg/ml  BSA 0.02  %      トリトン X−1002 
 mM     ATP, GTP, UTP, CT
P操作(e) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を6×SSC、5×デーンハート液、1mM
  EDTA 、10μg の煮沸したサケ精子DNA
 (平均500 塩基)を含む液100 μl中で、6
0℃、1時間、プレハイブリダイズした後、上記液に実
施例1で調製したオリゴヌクレオチドプローブ  を加
え、60℃で1時間、ハイブリダイズした。60℃の6
×SSC中でナイロン膜を十分洗浄した後、乾燥させた
。X線フィルム(New AIF RX, 富士写真工
業)を密着させ、−80℃で1昼夜感光させた。その結
果、ゲノム核酸を加えた反応液では、高分子のRNAが
合成されていたが、ゲノム核酸を含まない反応液では高
分子のRNAの合成はみられなかった。
【0041】(実施例6) 参考例3のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
2) 操作(a) 参考例1 の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmol
 と第二オリゴヌクレオチド■ 0.1nmolとを1
0μl のリガーゼ用反応液に加えた。94℃に2分間
保った後50℃に5分間保温し、アニールさせた。 操作(b) 上記反応液に、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から
分離、部分精製したゲノム核酸1 μg を加え、第一
オリゴヌクレオチド■とアニールさせ、T4 DNAリ
ガーゼ 1単位(東洋紡製)を加え37℃で1時間反応
させることにより、第一オリゴヌクレオチドの5’末端
と3’末端を連結させた。対照として、ゲノム核酸を混
合しない反応液を用意した。 操作(c) 上記反応液10μl に水40μl 、T7 RNAポ
リメラーゼ反応液50μl 、およびT7 RNAポリ
メラーゼ 10 単位を加え、操作(b)で連結した環
状オリゴヌクレオチドを鋳型として、37℃で30分間
保温することにより増幅反応を実施した。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を6 ×SSC 、5 ×デーンハート液、
1mM  EDTA 、10μg の煮沸したサケ精子
DNA (平均500 塩基)を含む液100 μl中
で、60℃、1 時間、プレハイブリダイズした後、上
記液に実施例1で調製したオリゴヌクレオチドプローブ
  を加え、60℃で1時間、ハイブリダイズした。6
0℃の6×SSC中でナイロン膜を十分洗浄した後、乾
燥させた。X線フィルム(New AIF RX, 富
士写真工業)を密着させ、−80 ℃で1昼夜感光させ
た。その結果、ゲノム核酸を加えた反応液では、高分子
のRNA が合成されていたが、ゲノム核酸を含まない
反応液では高分子のRNA の合成はみられなかった。
【0042】(実施例7) 参考例3のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
3) 操作(a) 参考例1 の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmol
 と第二オリゴヌクレオチド■ 0.1nmolとを、
TDH 産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分精
製したゲノム核酸1 μg と共に10μl のリガー
ゼ用反応液に加えた。94℃に2分間保った後50℃に
5 分間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム
核酸を混合しない反応液を用意した。 操作(b) 次に、T4 DNAリガーゼ1単位(東洋紡製)を加え
37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの5
’末端と3’末端を連結させた。 操作(c) 上記反応液10μlに水40μl、下記反応液50μl
、およびT7 RNAポリメラーゼ10 単位を加え、
操作(b)で連結した環状オリゴヌクレオチドを鋳型と
して、増幅反応を実施した。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を6×SSC、5×デーンハート液、1mM
  EDTA、10μgの煮沸したサケ精子DNA(平
均500塩基)を含む液100μl中で、60℃、1時
間、プレハイブリダイズした後、上記液に実施例1で調
製したオリゴヌクレオチドプローブ  を加え、60℃
で1時間、ハイブリダイズした。 60℃の6×SSC中でナイロン膜を十分洗浄した後、
乾燥させた。X線フィルム(New AIF RX, 
富士写真工業)を密着させ、−80℃で1昼夜感光させ
た。その結果、ゲノム核酸を加えた反応液では、高分子
のRNAが合成されていたが、ゲノム核酸を含まない反
応液では高分子のRNAの合成はみられなかった。
【0043】(実施例8) 参考例3のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法(
4) 操作(a) 参考例1の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmolと
、TDH産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部分精
製したゲノム核酸1μgとを共に10μlのリガーゼ用
反応液に加えた。94℃に2分間保った後50℃に5分
間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム核酸を
混合しない反応液を用意した。 操作(b) 次に、T4 DNAリガーゼ 1単位(東洋紡製)を加
え37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチドの
5’末端と3’末端を連結させた。 操作(c) 上記反応液10μlに、第二オリゴヌクレオチド■0.
1nmolを加え、操作(a)と同様の操作により、環
状化した第一オリゴヌクレオチド  にアニールさせた
。次に反応液に水40μl、下記反応液50μl、およ
びT7 RNAポリメラーゼ 10単位を加え、操作(
b)で連結した環状オリゴヌクレオチドを鋳型として、
37℃で30分間保温することにより増幅反応を実施し
た。 操作(d) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜GeneSceen plus(DuPont社
製)にブロットした。 ナイロン膜を6×SSC、5×デーンハート液、1mM
  EDTA、10μgの煮沸したサケ精子DNA(平
均500塩基)を含む液100μl中で、60℃、1時
間、プレハイブリダイズした後、上記液に実施例1で調
製したオリゴヌクレオチドプローブ■を加え、60℃で
1時間、ハイブリダイズした。 60℃の6×SSC中でナイロン膜を十分洗浄した後、
乾燥させた。X線フィルム(New AIF RX, 
富士写真工業)を密着させ、−80℃で1昼夜感光させ
た。その結果、ゲノム核酸を加えた反応液では、高分子
のRNAが合成されていたが、ゲノム核酸を含まない反
応液では高分子のRNAの合成はみられなかった。
【0044】(実施例9) 参考例4のキットを用いた標的核酸の増幅、検出方法操
作(a) 参考例1の第一オリゴヌクレオチド■0.1nmol 
と、TDH 産性腸炎ビブリオの培養菌体から分離、部
分精製したゲノム核酸1μgとを10μl のリガーゼ
用反応液に加えた。94℃に2分間保った後、50℃に
5分間保温し、アニールさせた。対照として、ゲノム核
酸を混合しない反応液を用意した。 リガーゼ用反応液 66 mM      Tris−HCl (Ph7.
6)6.6 mM      MgCl2 10 mM
      ジチオスレイトール66 μM     
ATP 操作(b) 上記反応液10μl に、第二オリゴヌクレオチド■0
.1nmolを加え、操作(a)と同様の操作により、
環状化した第一オリゴヌクレオチド■にアニールさせた
。 操作(c) 次に T4 DNA リガーセ 1単位(東洋紡製)を
加え、37℃で1時間反応させ、第一オリゴヌクレオチ
ドの5’末端と3’末端を連結させた。 操作(d) 上記反応液に水40μl 、Tth DNA ポリメラ
ーゼ反応液50μl 、およびTth DNAポリメラ
ーゼ4単位を加え、操作(c)で連結した環状オリゴヌ
クレオチドを鋳型として、75℃で60分間保温するこ
とにより増幅反応を実施した。 Tth DNA ポリメラーゼ反応液 67  mM     Tris−HCl (pH8.
8)16.6mM     (NH4)2SO4 6.
7mM     MgCl2  2  mM     dATP, dGTP, dTT
P2  mM     32P−dCTP操作(e) その後、アガロースゲルで電気泳動し、常法によりナイ
ロン膜 GeneScreenplus (DuPon
t社製) にブロットした。ナイロン膜を十分洗浄した
後、乾燥させ、X線フィルム (New AlF RX
,富士写真工業) を密着させ、−80 ℃で1昼夜感
光させた。その結果、ゲノム核酸を加えた反応液では、
高分子のDNA が合成されていたが、ゲノム核酸を含
まない反応液では高分子のDNA の合成は見られなか
った。
【配列表】
【0045】配列番号:1 配列の長さ:113 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸  合成DNA 配列の特徴 特徴を表す記号:promoter 存在位置:22..38 特徴を決定した方法:S 他の特徴:T7プロモーター配列と相補的な配列存在位
置:1..18 他の特徴:腸炎ビブリオTDH(Thermostab
le Direct Haemolysin)遺伝子の
105番目から126番目の配列存在位置:92..1
13 他の特徴:腸炎ビブリオTDH(Thermostab
le Direct Haemolysin)遺伝子の
87番目から104番目のヌクレオチド配列配列 GATGAGATAT TGTTTGTTGT TCA
AATCTCC CTATAGTGAG TCGTAT
TAAA ACTATTCTAT     60AGT
GTCACCT AAATGATCCA CTAGTT
CTAG AGCGGTTTCC TGCCCCCGG
T TCT           113
【0046】配列番号:2 配列の長さ:17 配列の型:核酸 トポロジー:一本鎖 配列の種類:他の核酸  合成DNA 配列の特徴 特徴を表す記号:promoter 存在位置:1..17 特徴を決定した方法:S 他の特徴:T7プロモーターの配列を有する配列 TAATACGACT CACTATA       
                         
                    17
【00
47】配列番号:3 配列の長さ:25 配列の型:核酸 トポロジー:一本鎖 配列の種類:他の核酸  合成DNA 配列の特徴 存在位置:1..25 特徴を決定した方法:S 他の特徴:腸炎ビブリオTDH(Thermostab
le Direct Haemolysin)遺伝子の
95番目から118番目の配列と相補的な配列を有する
。 配列 CCCCGGTTCT GATGAGATAT TGT
TT                       
                    25
【図面の簡単な説明】
【図1】第一オリゴヌクレオチド(プローブヌクレオチ
ド)の構造を示した図である。
【図2】本発明の原理を模式的に示した図である。
【図3】本発明の原理を模式的に示した図である。
【図4】実施例1〜8において合成されたRNAの検出
の結果を示す。
【図5】実施例9において合成されたDNAの検出の結
果を示す。
【符号の説明】
図2中、Aは標的核酸、Bは第一オリゴヌクレオチド(
プローブヌクレオチド)、B’は環状化した第一オリゴ
ヌクレオチド、Cは第二オリゴヌクレオチド(プライマ
ーヌクレオチド)、Dは核酸ポリメラーゼ、Eは標識さ
れたモノヌクレオチドを示す。図3中、Aは標的核酸、
Bは第一オリゴヌクレオチド(プローブヌクレオチド)
、B’は環状化した第一オリゴヌクレオチド、Cは第二
オリゴヌクレオチド(プライマーヌクレオチド)、Dは
核酸ポリメラーゼ、Eはオリゴヌクレオチドプローブを
示す。図4中、1、2、3、4、5、6、7、8はそれ
ぞれ実施例1、2、3、4、5、6、7、8の結果に対
応している。矢印は鋳型として用いたプローブヌクレオ
チド(B;113mer)の位置を示す。また、図中、
+は反応液中にゲノム核酸を加えた場合、−は加えなか
った場合を示す。図5中、1のレーンは反応液中にゲノ
ム核酸を加えた場合、2のレーンは加えなかった場合を
示す。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくともこ
    の直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
    な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
    、標的核酸配列(A)に直鎖状プローブヌクレオチド(
    B)をハイブリダイズさせ、直鎖状プローブヌクレオチ
    ド(B)を環状化し、生成した環状プローブヌクレオチ
    ド(B’)を鋳型として、プライマーヌクレオチド(C
    )を利用し、鋳型と相補的な配列の繰り返した配列を有
    する一本鎖核酸を生成させ、得られた一本鎖核酸を測定
    することにより、検体試料中の標的核酸配列(A)を検
    出することを特徴とする標的核酸配列の検出方法。
  2. 【請求項2】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
    標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):プライマーヌクレオチド(C)を操作(a
    )で生成したハイブリッドのプローブヌクレオチド(B
    )とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
    状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
    連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
    作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
    し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
    プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
    幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
    核酸配列を検出する。
  3. 【請求項3】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
    プライマーヌクレオチド(C)とのハイブリッドを形成
    させる。 操作(b):検体試料中の標的核酸配列(A)を操作(
    a)で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチド
    (B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
    状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
    連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
    作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
    し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
    プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
    幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
    核酸配列を検出する。
  4. 【請求項4】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくともこ
    の直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的
    な配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて
    、下記の操作(a)〜(e)を行うことを特徴とする標
    的核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
    標的核酸配列(A)およびプライマーヌクレオチド(C
    )とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の直
    鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端
    を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(c):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
    作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
    し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
    プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
    幅させる。 操作(d):必要により、操作(c)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(e):操作(a)〜(d)を経て、生成された核
    酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
    核酸配列を検出する。
  5. 【請求項5】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
    と標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の隣
    接した直鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と
    3’末端を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする
    。 操作(c):プライマーヌクレオチド(C)を操作(b
    )で生成した環状プローブヌクレオチド(B’)とアニ
    ールさせる。 操作(d):標識されたモノヌクレオチドの存在下、操
    作(b)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を鋳型と
    し、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼおよび
    プライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配列を増
    幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列の標識量を測定することにより検体試料中の標的
    核酸配列を検出する。
  6. 【請求項6】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
    標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):プライマーヌクレオチド(C)を操作(a
    )で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチド(
    B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
    状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
    連結させて環状ヌクレオチド(B’)にする。操作(d
    ):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(B’)を
    鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリメラーゼ
    およびプライマーヌクレオチド(C)を利用して核酸配
    列を増幅する。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて操作(a)〜(d)を少なくとも1回繰
    り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
    成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
    の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
    列を検出する。
  7. 【請求項7】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)と
    プライマーヌクレオチド(C)とのハイブリッドを形成
    させる。 操作(b):検体試料中の標的核酸配列(A)を、操作
    (a)で生成したハイブリッド中のプローブヌクレオチ
    ド(B)とアニールさせる。 操作(c):操作(b)で生成したアニール物中の直鎖
    状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端を
    連結させて、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(d):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(
    B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
    メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
    て核酸配列を増幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
    成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
    の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
    列を検出する。
  8. 【請求項8】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(f)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
    標的核酸配列(A)およびプライマーヌクレオチド(C
    )とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の直
    鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と3’末端
    を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする。 操作(c):操作(b)で生成した環状ヌクレオチド(
    B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
    メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
    て核酸配列を増幅させる。 操作(d):必要により、操作(c)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(c)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(e):操作(a)〜(d)を経て、生成された核
    酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
    成させる。 操作(f):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
    の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
    列を検出する。
  9. 【請求項9】  検体試料中の標的核酸配列(A)の存
    在の結果として環状化するように設計された配列を有す
    る直鎖状プローブヌクレオチド(B)と、少なくとも該
    直鎖状プローブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な
    配列を有するプライマーヌクレオチド(C)を用いて、
    下記の操作(a)〜(g)を行うことを特徴とする標的
    核酸配列の検出方法。 操作(a):上記直鎖状プローブヌクレオチド(B)、
    標的核酸配列(A)とのハイブリッドを形成させる。 操作(b):操作(a)で生成したハイブリッド中の隣
    接した直鎖状プローブヌクレオチド(B)の5’末端と
    3’末端を連結させ、環状ヌクレオチド(B’)とする
    。 操作(c):プライマーヌクレオチド(C)を操作(b
    )で生成した環状プローブヌクレオチド(B’)とアニ
    ールさせる。 操作(d):操作(c)で生成した環状ヌクレオチド(
    B’)を鋳型とし、ヘリカーゼ様活性を有する核酸ポリ
    メラーゼおよびプライマーヌクレオチド(C)を利用し
    て核酸配列を増幅させる。 操作(e):必要により、操作(d)で生成した増幅核
    酸配列を用いて、操作(a)〜(d)を少なくとも1回
    繰り返す。 操作(f):操作(a)〜(e)を経て、生成された核
    酸配列と標識された核酸プローブとのハイブリッドを形
    成させる。 操作(g):ハイブリッドを形成した標識核酸プローブ
    の標識量を測定することにより検体試料中の標的核酸配
    列を検出する。
  10. 【請求項10】  検体試料中の標的核酸配列(A)の
    存在の結果として環状化するように設計された配列を有
    する直鎖状プローブヌクレオチド(B)、該直鎖状プロ
    ーブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な配列を有す
    るプライマーヌクレオチド(C)、連結手段、核酸ポリ
    メラーゼ、ヌクレオチド三リン酸および標識モノヌクレ
    オチドを含む標的核酸配列検出用試薬キット。
  11. 【請求項11】  検体試料中の標的核酸配列(A)の
    存在の結果として環状化するように設計された配列を有
    する直鎖状プローブヌクレオチド(B)、該直鎖状プロ
    ーブヌクレオチド(B)と部分的に相補的な配列を有す
    るプライマーヌクレオチド(C)、連結手段、核酸ポリ
    メラーゼ、ヌクレオチド三リン酸、および標識された核
    酸プローブを含む標的核酸配列検出用試薬キット。
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