JPH05184399A - ジアルジン遺伝子含有ジアルジアの検出方法 - Google Patents

ジアルジン遺伝子含有ジアルジアの検出方法

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JPH05184399A
JPH05184399A JP4147203A JP14720392A JPH05184399A JP H05184399 A JPH05184399 A JP H05184399A JP 4147203 A JP4147203 A JP 4147203A JP 14720392 A JP14720392 A JP 14720392A JP H05184399 A JPH05184399 A JP H05184399A
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nucleic acid
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giardin
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エム.アトラス ロナルド
Asim K Bej
ケー.ベイ アシム
Meena H Mahbubani
エイチ.マーブバニ ミーナ
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F Hoffmann La Roche AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水およびその他のサンプル中の微生物、特に
ジアルジア(Giardia)の種を検出する改良され
た方法を提供する。 【構成】 この方法は、ジアルジンをコードする遺伝子
のサブ配列に特異な核酸プローブおよびプライマーによ
るものである。本発明はまた、サブ配列が属にわたって
保存されているジアルジア(Giardia)のヒト病
原体形態に特異的であるサンプル中のサブ配列を増幅し
かつ検出するプライマーおよびプローブも包含する。加
えて、本発明は、生存および死亡水媒体微生物、例えば
ジアルジアシストを熱−誘導されたmRNAの存在また
は不存在に基づいて識別する有効な手段を包含する。最
後に、本発明は、上記の態様を実施するためのキットを
包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の開示】本発明は、水またはその他のサンプル中
のジアルジア(Giardia)の種を検出する方法並
びにサンプル中のジアルジンのサブ配列を増幅しそして
検出するためのプライマーおよびプローブに関し、上記
サブ配列は上記属にわたって保存されているか、あるい
はジアルジア(Giardia)のヒト病原体形態に特
異的である。加えて本発明は、水媒体微生物、例えばジ
アルジア(Giardia)シストの生存微生物と死亡
微生物とを識別する有効な手段及び上記の観点を実施す
るためのキットを包含する。
【0002】本発明は、ジアルジンをコードする遺伝子
のコピーを有するジアルジア(Giardia)属の種
の検出法において、(a)核酸プローブをジアルジンを
コードする遺伝子の相補性部分にハイブリダイズせし
め;そして(b)ジアルジンをコードする遺伝子への該
プローブのハイブリダイゼーションを検出することを含
んでからなる方法を包含する。段階(a)の前にジアル
ジン遺伝子のサブ配列を増幅する段階を更に含んでなる
上記方法がより好ましい。ポリメラーゼ連鎖反応法は上
記物質を増幅する好ましい手段である。上記プローブ
は、ジアルジンをコードする保存領域または超可変性領
域に結合することが意図される。本明細書において、ジ
アルジンをコードする特異的サブ配列に結合するプロー
ブが開示される。
【0003】また、ジアルジア(Giardia)の種
からの核酸サブ配列の増幅のためのヌクレオチドポリメ
ラーゼを包含する増幅法の使用も開示される。増幅プラ
イマーが結合する特異的サブ配列および特異的プライマ
ーも開示されている。プライマーが結合する結合領域
は、ジアルジンをコードする遺伝子の標的サブ配列を挟
む。
【0004】上記方法に加えて、上記に定義された方法
に使用するための核酸プローブおよびプライマーも開示
される。ジアルジンをコードする遺伝子の核酸サブ配列
に実質的に結合する核酸プローブを含むジアルジア(G
iardia)の種に特異な核酸の検出用キットも開示
される。より詳しくは、上記キットは、本明細書で記載
されるプライマーおよびプローブを含んでなる。
【0005】本発明は更に、生存微生物を含有する疑い
のあるサンプル中の死亡微生物から生存微生物を識別す
る方法を開示する。上記方法は、(a)上記サンプル
を、別の方法では転写されないタンパク質をコードする
遺伝子の転写を誘導するのに充分な熱で処理し;(b)
シストを溶解してmRNAを放出し;(c)mRNAを
cDNAに逆転写し;(d)熱誘導された遺伝子をコー
ドするmRNAの標的サブ配列を増幅し;そして(e)
増幅された標的サブ配列を検出することを含んでなる。
【0006】より詳しくは、上記遺伝子は、ヒートショ
ック遺伝子およびジアルジンからなる群から選ばれる。
例えば、生存微生物は、ジアルジア(Giardia)
の種に由来するシストであってもよく、そしてこの方法
は、更に(a)上記シストをジアルジンをコードする遺
伝子の転写を誘導するのに充分な熱で処理し;(b)シ
ストを溶解してmRNAを放出し;(c)mRNAをc
RNAに逆転写し;(d)ジアルジン遺伝子をコードす
るmDNAの標的サブ配列を増幅し;そして(e)増幅
された標的サブ配列を検出することを含んでなる。増幅
は、本明細書に記載された増幅プライマーを用いて行う
のが好ましい。
【0007】キットに加えて、ジアルジア(Giard
ia)の種に対する上記の標的サブ配列を増幅するのに
必要な増幅試薬を含有する増幅管が本明細書に開示され
る。「増幅反応混合物」とは、標的核酸を増幅するのに
使用される種々の試薬を含んでなる水溶液を言う。これ
には、酵素、水性緩衝液、塩類、標的核酸およびヌクレ
オシド三燐酸塩が包含される。状況に応じて、上記混合
物は、完全または不完全増幅反応混合物のいずれかであ
ることができる。
【0008】「増幅反応系」とは、核酸の標的配列のコ
ピーを増加する生体外手段を言う。この様な方法とし
て、限定されるものではないがポリメラーゼ連鎖反応増
幅〔PCR〕、DNAリガーゼ、QB RNAレプリカ
ーゼおよびRNA転写に基づく増幅系が挙げられる。こ
れらは、多数の増幅試薬を包含し、そして以下に詳述さ
れる。「増幅反応管」とは、増幅試薬を保持するのに好
適な容器を言う。一般に、この様な管は、使用される増
幅系を阻害または妨害しないような内部成分から構成さ
れる。上記系は繰り返しの加熱および冷却の熱サイクル
を必要とするが、上記管は、サイクルプロセスに耐える
ことができなければならず、そして代表的にはサーモサ
ーキュラーのウェルに適合する。
【0009】「増幅試薬」とは、種々の緩衝液、酵素、
プライマー、ヌクレオシドトリホスフェート(従来のお
よび従来でないものの両方)および選択された増幅法を
行うのに使用されるプローブを包含する。「増幅」と
は、代表的には標的核酸の「指数的」増加を言うが、本
明細書においては核酸の選択標的配列の数の直線的およ
び指数的増加の両方を記載する。「実質的に結合する」
とは、オリゴヌクレオチド間の相補的ハイブリダイゼー
ションを言い、PCRポリメラーゼの所望のプライミン
グを達成するためにハイブレリダイゼーションの厳密性
を減少することによって取り込まれ得る少数のミスマッ
チを包含する。
【0010】「保存された領域」とは、同一属の全てで
はないにせよほとんどの種のゲノム中に存在するゲノム
のサブ配列を言う。「ハイブリダイズ」とは、相補性塩
基対を介する2つの一重鎖の結合を言う。「超可変性領
域」とは、1つの属の1または非常に少数の種(すなわ
ち、種の30%未満)のゲノムに存在するゲノムのサブ
配列を言う。
【0011】「内部陽性対照(IPC)オリゴヌクレオ
チド配列」とは、標的核酸を増幅するのに使用されるの
と同一のプライマー対で増幅する組換体または合成オリ
ゴヌクレオチドを言う。IPCオリゴヌクレオチド配列
を使用して、試験されるサンプルが標的核酸を有してい
ない場合に増幅法が機能したことを検出使用者に保証す
る。これらのオリゴヌクレオチドは、一端または両端に
おいて、増幅法に使用される増幅プライマーの結合部位
に相補性の配列と接する。
【0012】内部標的配列は、増幅プライマーの結合部
位に隣接して天然に見出されない外来配列である。従っ
て、内部対照配列は、もしかかるターゲットが存在した
なら増幅反応が標的核酸を増幅したであろうことを確立
するための増幅プライマーのための鋳型としての役割を
果たす。IPCオリゴヌクレオチド配列は、一重または
二重鎖ヌクレオチドとして供給され得る。一重鎖の場
合、当業者は、非直線的増加を促進するために、IPC
の5’末端が他方のプライマーの対との塩基の同一性を
持たなければならないということを認識するであろう。
【0013】「ジアルジア(GGiardia)の種」
は、ヘキサミチデー(Hexamitidae)科の一
員である。原核生物の分類学が静的なものではなく、か
つ付加的な種が命名されてもよく、またはこれらの種が
いつの日か別の科または属に取り込まれ得ることを認識
すべきである。「核酸」とは、一重鎖または二重鎖形態
のデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドポ
リマーのいずれかであり、そして他に制限されない限り
天然由来ヌクレオチドと同様に機能することができる天
然ヌクレオチドの類縁体を包含することができる。
【0014】「ヌクレオチドポリメラーゼ」とは、ヌク
レオチドトリホスフェート先駆体からのDNAまたはR
NAの合成を触媒することができる酵素を言う。本発明
の増幅反応において、上記ポリメラーゼは、鋳型依存性
であり、そして典型的には生成されるポリマーの3’末
端から延長される。上記ポリメラーゼが米国特許第4,
889,819号明細書に記載の通りに熱安定性である
ことが最も好ましい。
【0015】「プライマー」または「核酸ポリメラーゼ
プライマー」とは、核酸鎖に相補性のプライマー延長生
成物の合成が開始される条件下に、すなわち好適な緩衝
液中の4種類の異なるヌクレオチドトリホスフェートお
よび1種類の重合用の試薬(すなわち、DNAポリメラ
ーゼまたはリバーストランスクリプターゼ)の存在下に
且つ好適な温度でDNA合成の開始の点として作用する
ことができる天然または合成のオリゴヌクレオチドを言
う。プライマーは、オリゴデオキシリボヌクレオチドで
あることが好ましく、そして増幅の最大効率のために一
重鎖であるが、二重鎖でもよい。
【0016】二重鎖の場合、プライマーは、延長生成物
を製造するのに使用する前にその鎖を分離するために先
ず処理される。プライマーの正確な長さは多くの因子に
依存するが、典型的には15ないし25ヌクレオチドの
範囲である。短いプライマー分子は、一般に言って鋳型
との十分に安定なハイブリッド複合体を形成するために
比較的に低い温度を必要とする。プライマーは、鋳型の
正確な配列を反映する必要はないが、鋳型とハイブリッ
ド形成するのに十分に相補性でなければならない。プラ
イマーに取り込むことができる非相補性配列の例は、制
限酵素認識部位をコードする配列である(米国特許第
4,800,159号を参照のこと)。
【0017】プライマーは、所望により分光学的、光化
学的、生化学的、免疫化学的または化学的手段により検
出可能な標識を導入することによって標識することがで
きる。例えば、有効な標識として、32P、蛍光染料、電
子密度試薬、酵素、ビオチン、またはそれに対して抗血
清もしくはモノクローナル抗体が入手可能なハプテンま
たはタンパク質が挙げられる。また、標識を使用してプ
ライマーまたは増幅されたDNAを固体支持体に固定す
るのを促進することもできる。
【0018】「プローブ」とは、相補性塩基対を通じて
標的核酸のサブ配列に結合するオリゴヌクレオチドを言
う。このプローブは、放射線同位体で直接標識するかあ
るいはストレプタビジン複合体を後で結合し得るビオチ
ンで標識するのが好ましい。プローブの存在または不存
在について検出することによって標的の存在または不存
在を検出することができる。
【0019】核酸プローブについて「組換体」とは、そ
の生来のゲノムの一部分としてプローブ配列を天然に含
有する細胞から単離されたプローブと天然に関連する生
来の蛋白質又は核酸を含まないオリゴヌクレオチドを言
う。組換体プローブとして、増幅手段、例えばPCR、
および微生物を組換体プローブで形質転換する遺伝子ク
ローニング法により作成されたものが挙げられる。「サ
ブ配列」とは、核酸の比較的に長い配列の一部を構成す
る核酸の配列を言う。
【0020】「標的領域」とは、分析すべき核酸のサブ
配列を言い、そして通常多形性のDNA配列を含有して
いる。本発明は、検出の標的としてジアルジンをコード
する遺伝子を使用するジアルジア(Giardia)種
の検出の改良された手段を提供する。本発明の種々の態
様は、核酸プローブがジアルジン遺伝子の標的配列に結
合するハイブリダイゼーション検出および検出に先立つ
ジアルジン遺伝子の選択標的配列のPCR増幅を包含す
る。加えて、本明細書においてジアルジン遺伝子を熱誘
導してシスト中で転写することを開示する。この事実
は、サンプル中で生存シストと死亡シストとを識別する
のに有効に使用できる。
【0021】ジアルジン遺伝子は、いくつかの保存領域
を有している。これらは、78〜190bp、267〜
385bp、及び639〜809bpの間にある。この
遺伝子はまた、超可変性領域を有する。これらは、40
5〜622bpの間に位置する。ジアルジン遺伝子は、
ジアルジア(Giardia)属の決定的な分類決定因
子である。この遺伝子の保有領域または超可変領域は、
核酸ハイブリダイゼーションに基づく検出の標的として
使用できる。保存領域に実質的に結合するプローブは、
この遺伝子の全てのメンバーの検出を可能にするであろ
う。超可変性領域に実質的に結合するプローブは、属内
のサブグループのあるいは特定の種の検出を認可能にす
る。
【0022】核酸ハイブリダイゼーション技術は周知で
ある。微生物を検出するための核酸ハイブリダイゼーシ
ョンを利用する数多くの化学的キットが目下利用可能で
ある。この技術の良好なレビューは、Nucleic
Acid Hybridization, A Pra
ctical Approach,HAMESおよびH
iggins編,IRL Press,第18〜30頁
または米国特許第4,886,741号明細書、第4〜
7欄に見出すことができる。この技術の常套の見地か
ら、この技術の概論を提供する試みをここでは行わな
い。
【0023】検出に先立ってジアルジン遺伝子の選択サ
ブ配列を増幅することが有用である。数多くの核酸増幅
系が有効である。増幅系は周知であり、そしてBio/
Technology 8:第290〜293頁、19
90年に論評されている。かかる系は、PCR、リガー
ゼ増幅およびQβ複製系を包含する。ジアルジア(Gi
ardia)種の検出は、これらの種からの核酸を増幅
するのにPCRを利用する。本明細書に記載されるよう
なジアルジア(Giardia)の検出は、多段階を必
要とする。
【0024】これらの段階には、残存する微生物を検出
に好適な範囲にまで単離および/または濃縮するサンプ
リング法、細胞を溶解して核酸を放出する方法、標的核
酸配列を増幅するための好適な方法および増幅された配
列を検出する手段が含まれる。この方法の一般的な記載
は、Atlas,R.M. and Bej, A.
K.,Detecting Bacterial Pa
thogens inEnvironmental W
ater Samples by usingPCR
anf Gene Probes in PCR Pr
otocols,第399〜406頁、Innis等
編、Academic Press,Inc.,199
0年に見出される。
【0025】標的核酸サブ配列を効率的に増幅するため
に、PCRは、ポリメラーゼ延長を開始するための増幅
プライマーを必要とする。プライマーの選択は、本発明
の重要な態様である。プライマーは、先ず保存領域また
は超可変性領域のフランキング領域に結合する能力に関
して選択される。プライマーは更に、低い二次構造およ
び比較的等しい熱融点に関して選択される。
【0026】比較的にきれいな水サンプルは、増幅に先
立って標的核酸の単離または精製をすることなしに直接
検出してもよい。多量の水を濾過して微生物集団を濃縮
してもよい。濾過法およびフィルターは、当業者に公知
である。例えば、Standard Method F
or The Examination Of Wat
er and Wastewater,第17版、第9
〜14、the Amer. Publ. Healt
h Assoc.出版、1015 Fifteenth
St.N.W.,Washington,D.C.2
0005を参照のこと。好ましいフィルターは、ジアル
ジアシストを捕捉し且つ異質物質を通過させる多孔度を
有する。
【0027】水サンプルからの標的とする水媒介病原体
の実質的に全ての細胞またはシストを約0.1ないし約
1.0mlのオーダーで少量のテストサンプル容量の水
に濃縮するのが好ましい。ジアルジアシストに関して、
水サンプルからの実質的に全ての標的とするシストの回
収は、例えば場合により分散を促進するターゲット微生
物を物理的に捕獲または凝集する役割を果たす懸濁また
は分散された添加剤による濾過および遠心分離を含む数
種類の好適な方法のいずれかにより行うことができる。
本発明による好ましいシストの回収は、少ない容量のサ
ンプル、すなわち約1ml以下からの濃縮により、ある
いはより多い量から濃縮または部分的に精製しておいて
もよい100mlサンプルからの濾過により得られる。
【0028】ジアルジアシストは、約0.5μm以下の
多孔度を有するフィルターにより捕捉することができ
る。物理的破片が引き続いての濾過または増幅法を妨害
する場合、予備濾過段階が有効であろう。予備フィルタ
ーは、本発明に臨界的特徴を有していない。かかるフィ
ルターは、ジアルジア細菌を自由に通過させる多孔度及
び組成を一般に有する。水回収の物理的手段は周知であ
り、そして滅菌ガラス壜、注射器集成体およびその他の
水の保存に好適な容器が挙げられる。
【0029】テフロン膜、例えば0.2μMまたは0.
5μM孔径のFluoroporeFGLP 0013
(Millipore Corp.,Bedford,
MD)が本発明に有効である。テフロン膜は、PCR増
幅反応を妨害せず、そして増幅反応混合物中に残るであ
ろう。ジアルジアシストは、本質的に全ての標的DNA
またはRNAを放出する方法で細胞溶解される。次い
で、標的核酸は、潜在的妨害物質、例えば酵素、低分子
量阻害剤または標的DNA配列の酵素的増幅を妨害し得
るその他の成分を含有しないようにシストから回収され
る。
【0030】機械的細胞溶解が有効である。機械的細胞
溶解は、超音波処理または多段階凍結/解凍サイクルに
よって達成することができる。凍結および解凍のサイク
ルがより好ましい。細胞溶解の化学的手段も可能であ
り、標準細胞溶解手段、例えばリソチーム、逆浸透衝
撃、プロテアーゼK処理および洗浄剤を包含する。PC
R法に対して有害な影響、すなわちTaqポリメラーゼ
の阻害の可能性があるので、化学的方法はそれほど好ま
しくない。
【0031】サンプルを加熱して、PCR反応混合物の
成分を妨害し得るプロテアーゼおよびヌクレアーゼを変
性させることも可能である。また、化学的ヌクレアーゼ
およびプロテーアーゼ阻害剤を加熱と組み合わせて使用
できる。細胞を溶解する好ましい手段は、シストを熱サ
イクラー中で水中の0.1%ジエチルピロカーボネート
50μl中で5分間90℃に加熱し、続いて氷中で急冷
するかまたは熱サイクラー中で2分間5℃に細胞を急冷
することによって行われる。代わりに、核酸を凍結−解
凍サイクルによりシストから放出してもよい。
【0032】RNA検出の場合、DNAをデオキシリボ
ヌクレアーゼにより破壊し、cDNAを逆転写し、次い
で標的DNAをPCRを使用して増幅する。標的とする
核酸配列のPCR増幅に続いて、増幅された標的とする
DNAを、十分な感度を有しかつ特異的である検出法に
より検出する。検出は、各標的遺伝子配列からの特異的
DNA配列のプローブを利用する好適なハイブリダイゼ
ーションプローブの手段によるものである。また必要に
より、増幅された標的DNA配列の定量を行うこともで
きる。
【0033】サンプルが複雑な混合物、例えばジアルジ
ア(Giardia)に感染された疑いのある患者から
の糞便サンプルである場合、核酸をその複合体混合物か
ら単離する必要があるであろう。生物学的サンプルから
核酸を抽出する種々の技術が当該技術分野に公知であ
る。例えば、Higuchi,“Simple and
Rapid Preparation of Samp
les for PCR”PCR Technolog
y,第4章、Erlich編、Stockton Or
ess,1989年;mANIATIS等,1989
年,Molecular Cloning: A La
boratory Manual, New Yor
k, Cold Spring Habor Labo
ratory,1982年;Hagelbergおよび
Sykes,1989年,Nature 342:48
5;またはAeeand, Preparation
ofNucleic Acid Probes in
Nucleic AcidHybridizatiuo
n, A Practical Approach,H
amesおよびHiggins編,IRL Pres
s.,第18〜30頁,1985年を参照のこと。
【0034】全核酸抽出法は、代表的に初期のフェノー
ル、フェノール/クロロホルムまたはグアニジニウム塩
との接触、引き続いてのアルコール沈降を包含する。ゲ
ノムDNAは、更にアルコール沈降させる前にRNアー
ゼを使用することによって全ての核酸抽出物から得るこ
とができる。PCR法は当該技術分野に周知である(米
国特許第4,683,195号明細書および同第4,6
83,202号明細書)が、PCT法に精通していない
ものに明確にかつ十分に本発明を理解させる目的でいく
つかの一般的なPCR情報を以下に記載する。
【0035】PCRを始めるために、サンプル中の標的
核酸を変性する(サンプル核酸が二重鎖と仮定する)。
変性は、典型的にはサンプルを加熱することによって達
成される。これは、化学的変性がポリメラーゼ活性を阻
害し得るからである。一度鎖が分離されると、PCRに
おける次の段階は、分離された鎖を標的領域またはサブ
配列の側部に位置するプライマーとハイブリダイゼーシ
ョンする段階を包含する。次いで、プライマーを延長し
て標的鎖の相補性コピーを形成し、そして変性、ハイブ
リダイゼーションおよび延長のサイクルを所望の量の増
幅された核酸を得るのに必要なだけ何回も繰り返す。
【0036】PCRにおけるプライマーの鋳型依存延長
は、好適な塩類、金属カチオンおよびpH緩衝系からな
る反応媒体中の好適な量の4種類のデオキシリボヌクレ
アーゼトリホスフェート(dATP、dGTP、dCT
PおよびdTTP)の存在下での重合剤によって触媒さ
れる。好適な重合剤は、鋳型依存DNA合成を触媒する
ことが知られている酵素である。例えば、鋳型がRNA
である場合、RNAを相補性DNA(cDNA)配列に
転化する好適な重合剤は、リバーストランスクリプター
ゼ(RT)、例えば鳥類骨髄芽球症ウイルスRTであ
る。
【0037】一度増幅のための標的DNAであると、好
適なポリメラーゼとして例えば、大腸菌DNAポリメラ
ーゼIまたはそのクレノーフラグメント、T4 DNA
ポリメラーゼ、およびテルムズ アクアチクス(The
rmus aquaticus)から単離された市販さ
れている熱安定性DNAポリメラーゼであるTaqDN
Aポリメラーゼが挙げられる。後者の酵素、すなわちT
aqポリメラーゼは、核酸の増幅および配列決定に広く
使用されている。DNAポリメラーゼを使用するための
反応条件は、当該技術分野に公知であり、そして例えば
the treatise Methods in E
nzymologyおよびManiatis等,Mol
ecular Cloning:A Laborato
ryManual,(上記)に記載されている。
【0038】PCR法の間、増幅反応混合物の温度は、
鎖分離およびプライマーアニーリングおよび延長が平衡
に生じるように非常に注意深く制御する。この反応混合
物は、(1)鎖脱離のための選択された標的配列へのア
ニーリングのための低温、一般には約37℃ないし70
℃、(2)プライマーのポリメラーゼ延長のための中間
温度、一般には約70℃ないし80℃および(3)鎖の
変性または分離のための高温、一般には約80℃ないし
100℃のサイクルを繰り返し行う。3つの温度範囲を
記載したが、増幅法を2つの温度範囲間で適当に行うこ
ともしばしば可能である。2つまたは3つの各熱サイク
ルは、増幅された標的DNA配列の濃度を2倍に増加
し、よって全一連の10回の増幅サイクルにより濃度を
1024倍に増加することができる。
【0039】PCR法の好ましい態様において、反応は
熱安定性ポリメラーゼ酵素によって触媒される。好まし
い熱安定性ポリメラーゼは、細菌テルムズ アクアチク
ス(Thermus aquaticus)から精製さ
れたTaq DNAポリメラーゼである。PCR反応は
高温で行われる。好ましい温度は、酵素が熱安定性であ
りそして核酸が一重鎖および二重鎖の平衡状態であり、
よって十分なプライマーが鋳型鎖にアニーリングして合
理的な重合速度となるような温度である。鎖分離は、デ
ュープレックスの変性を引き起こすがポリメラーゼの不
可逆的変性を引き起こさないのに十分高い温度に十分な
時間反応系を加熱することによって達成される。Taq
を使用する場合、ポリメラーゼ反応は、2種類または3
種類の温度の間の多くのサイクル、典型的には20〜4
0回、初期に添加されたポリメラーゼ酵素を増加する必
要なしに行うことができる。
【0040】PCR法は、各段階後に新たな試薬を加え
る段階法でまたは全ての試薬を一定数の段階後に添加す
る方法で行うことができる。例えば、鎖分離が熱により
誘導されそしてポリメラーゼが熱感受性である場合、該
ポリメラーゼは、鎖分離の各ラウンド毎に添加しなけれ
ばならないであろう。しかしながら、ヘリカゼを変性に
使用する場合あるいは熱安定性ポリメラーゼを使用する
場合には、全ての試薬を最初に添加することができ、あ
るいはまた、試薬もモル比が反応に重要な場合、試薬が
合成反応により消費されるに従ってかかる試薬を定期的
に補充してもよい。
【0041】当業者は、PCR法が一般に熱安定性酵素
を用いて自動化された方法として行われるということを
知るであろう。この方法において、反応混合物は、変性
段階、プライマーアニーリング段階および延長段階を通
じてサイクルされる。熱安定性酵素を用いる用途に特に
適合する機械であるDNAサーモサイクラーは、ヨーロ
ッパ特許第236,069号明細書および米国特許第
4,889,819号明細書により完全に開示されてい
る。
【0042】PCRを行う好ましい態様は、多段階モー
ドである。多段階モードは、1組以上のPCRプライマ
ー対を使用しての異なる標的領域の同時増幅である。多
段階法は、同様の熱融点を有するプライマー対を使用し
て実施されるのが好ましい。全ての対が互いに8℃以内
の熱融点を有しておりそして平均熱融点が45℃ないし
75℃であることが好ましく、平均熱融点が60℃ない
し70℃であることが好ましい。
【0043】より詳しくは、少量の約50μlの水また
は水性緩衝液中の実質的に変性されていない標的DNA
の回収後、および標的とするDNA配列に対して好適な
オリゴヌクレオチドプライマー対の選択の後、標的DN
Aは、dNTP、Mg2+、DNAポリメラーゼおよびオ
リゴヌクレオチドプライマーとともにプライマーが分離
した(変性した) 標的DNA鎖にハイブリダイズし且つ
ポリメラーゼがプライマーを延長して標的配列の十分な
二重鎖レプリカを作成する条件下にインキュベートされ
る。
【0044】PCR増幅条件、例えば温度、インキュベ
ーション時間、溶剤、酵素選択、試薬濃度、装置等を選
択して、標的DNA配列の十分且つ特異的な増幅を与え
る。各プロセスおよびパラメーターに有効でかつ任意の
条件が、標的微生物、種々の種類のサンプル、標的DN
A配列および選択されるプライマー対間で著しく異なる
ことが速やかに理解されよう。十分に良好に制御された
温度およびインキュベーション時間を用いて熱サイクル
を行うための溶剤の選択、酵素の選択および装置の選択
は、一般にDNAのPCR増幅の分野の当業者に理解さ
れている。
【0045】本発明の特異的標的配列のための至適温度
およびインキュベーション時間の選択は、常套の力価格
定、増幅されたDNAの量および質の追跡、例えばDN
Aの蛍光染料、例えばエチジウムブロマイドによる染色
後のアガロースまたはポリアクリルアミドゲル電気泳動
によって測定される。選択されたプライマーにより定義
されることが期待されるサイズを有する標的DNAの電
気泳動バンドの収量を最大化し、そしてその他のDNA
の増幅を極少化、好ましくは防止する反応条件を選択す
る。
【0046】本発明のPCR DNA増幅を行うための
特に好ましい条件の例として、94℃で3分間の初期変
性;50℃で1分間の再アニーリングおよび延長温度;
94℃で1分間の変性温度およびGGL78〜97およ
びGGR171〜190についてのマグネシウム濃度
1.5mM;およびGGL267〜286およびGGR
366〜385およびGGL405−433およびGG
R596〜622;94℃で3分間の初期変性、60℃
で60秒間の再アニーリング温度;94℃で60秒間の
変性温度;およびGGL639〜658およびGGR7
98−809について1.5mMのマグネシウム濃度を
挙げることができる。プライマーに関する塩基配列を以
下の表2に記載する。
【0047】RNAを用いて出発するPCR増幅につい
て、未変性標的RNAは、90℃に5分間加熱し、引き
続いて5℃に2分間冷却することによって50μl
0.1% DEPC含有水中でシストから回収される。
cDNAは、ネズミ・モロネイ白血病ウイルス(MML
C)リバーストランスクリプターゼおよびプライマーG
GR789〜809を使用して標的mRNAから単離さ
れる。
【0048】ジアルジンをコードする遺伝子は、ジアル
ジア(Giardia)属の間で十分に保存されて検出
測定における標的として使用可能となる。ジアルジン遺
伝子は増幅なしで標的配列としての役割を果たすが、標
的領域に関する選択核酸サブ配列の増幅は、検出測定の
感度を著しく増加する。遺伝子内のサブ配列は、多形性
で広く異なる。すなわち、環境ジアルジア(Giard
ia)追跡に有利に使用することができるという事実で
ある。本発明の著しい発見のうちの一つは、検出をヒト
病原性ジアルジア(Giardia)と無害の種とを分
別させるジアルジン遺伝子の超可変性領域の同定であ
る。
【0049】ジアルジン遺伝子のヌクレオチド配列は既
知ではあるが、直接またはPCR増幅の後のいずれかに
ジアルジア(Giardia)を検出するための標的と
してこの遺伝子を使用する可能性は、本発明に先立って
認識されておらずまたそうすることの原理も明らかにさ
れていなった。
【0050】本発明は、以下の新規の発見を包含する。
すなわち、(1)ジアルジン遺伝子が3つの十分に保存
された領域を含有し、ヒト病原性ジアルジア(Giar
dia)菌株だけでなくその他のジアルジア(Giar
dia)種、例えばG.ランブリア(G.lambli
a)〔=G.インテスティナリス(G.intesti
nalis)〕、G.ドウデナリス(G.duoden
alis)およびG.ムリス(G.muris)のPC
R増幅および遺伝子プローブ検出を可能にし、そしてこ
の保存領域がその他の原生動物、藻類、バクテリア、菌
体およびヒトDNAに存在しないこと;および(2)ジ
アルジン遺伝子が十分に超可変性の領域を含有するの
で、ヒト病原性のG.ランブリア(G.lambli
a)を含むが非ヒト病原性の種であるG.ムリス(G.
muris)およびG.アルデア(G.ardeae)
を含まないG.ドウデナリス(G.duodenali
s)類だけのPCR増幅および遺伝子プローブ検出を可
能にする。更に、この超可変性領域は、その他の原生動
物、藻類、バクテリア、菌体およびヒトDNAには存在
せず、従ってこのジアルジン配列は、ジアルジア(Gi
ardia)のヒト病原性菌株を検出するのに好適な標
的である。
【0051】より詳しくは、本発明の方法に使用するの
に好ましい遺伝子サブ配列は、表1に示されたプライマ
ー対によって定義される。ジアルジン遺伝子G.ランブ
リア(G.lamblia)の4つの別の領域が4つの
増幅プライマー対によって増幅される。ジアルジン配列
に関する位置数は、NIH−BIONETデータバンク
に寄託されたものに基づいている。ジアルジン遺伝子の
配列は、公然に利用可能であり、そしてBaker等N
ucl. Acid. Res.16:7177,19
88年により公開されている。慣習により、上流または
左プライマー(GGL)は、公開された配列と同一であ
り、そして下流または右は、公開された配列と相補性で
ある。
【0052】 表1. 増幅プライマー 1.GGL78−97 5’−AAGCTCAGCAACATGAAC CA−3’(配列番号17)および 2.GGR171−190 5’−ATGGCGTCCTTGATCATC TT−3’(配列番号18)、または 3.GGL267−286 5’−AAGAAGTCCGCCGACAAC AT−3’(配列番号19)および 4.GGR366−385 5’−AGATTTGTCTCAACGTTG TT−3’(配列番号20)、または
【0053】 5.GGL639−658 5’−AAGTGCGTCAACGAGCAG CT−3’(配列番号21)および 6.GGR789−809 5’−TTAGTGCTTTGTGACCAT CGA−3’(配列番号22)〔ジアルジア(Giardia)属に関す る。〕 7.GGL405−433 5’−CATAACGACGCCATCGCG GCTCTCAGGAA−3’(配列番号23)、および 8.GGR592−622 5’−TTTGTGAGCGCTTCTGTC GTGGCAGCGCTAA−3’(配列番号24)〔G.ランブリア( G.lamblia)およびG.ドウデナリス(G.doudenali s)に関する。〕
【0054】また、有効なプライマーは、これらのサブ
配列からだけでなくこれらに含まれる配列、実質的にす
なわち約10bpこれらと重なる配列、標的遺伝子内の
配列、および標的遺伝子を含有する配列からも構成する
ことができる。また、PCR機能が適当に機能すること
を保証するために内部陽性対照配列(IPC)を包含し
てもよい。IPCは、ジアルジア標的核酸が存在するか
否かに無関係に陽性対照として作用する増幅可能な標的
を含んでなる。好ましい態様において、IPCは、ヒト
HLA DQα遺伝子の部分から選択された非天然配列
を含んでなる。この遺伝子配列は、いずれかの標的配列
のサブ配列を増幅するのに使用される上流プライマー及
び下流プライマーに相補性の配列に挟まれている。
【0055】ヒトHLA DQαは、水サンプルに比較
的まれで且つ検出可能なレベルでサンプル中に存在しそ
うにない配列である。好ましいIPCに関する配列を表
2に示す。IPCは二重鎖かあるいは一重鎖のいずれか
であることができ、そして増幅反応混合物中にまたは別
の容器内で保存することができる。典型的には、IPC
は1,000,000ないし10,000,000コピ
ーで増幅反応混合物に添加される。サンプル中に存在す
るジアルジアの定量に関して、より低い量のIPC、例
えば50〜100コピーを使用することができる。Ta
qポリメラーゼの活性化により反応を開始するために2
5mM MgCl2 溶液が含められる。
【0056】表2.内部陽性標準配列(IPC)および
プローブ
【化1】 * は単一ミスマッチ塩基対を表す。
【0057】非−増幅標的遺伝子サブ配列および増幅さ
れた遺伝子サブ配列を検出する方法は本質的に同一であ
る。唯一の相違は、非−増幅標的が、感度の低い検出手
段の使用を可能にするほど十分な量では一般に得られな
いことである。例えば、標的配列の検出は、エイチジウ
ムブロマイド染色後のゲルの直接の可視化により、ある
いは特異的核酸ハイブリダイゼーションプローブを使用
する間接的手段により達成することができる。しかしな
がら、間接的手段は、より感受性であり、従って増幅標
的および非増幅標的の両方に推奨される。これらの方法
は、当業者に周知であり、そしてかゝる技術の一般的レ
ビューは、Nuckeic AcidHybridiz
ation, A Practical Approa
ch,HamesおよびHiggins,TRL Pr
ess, Washington,D.C.,1985
年に見出すことができる。
【0058】標的遺伝子配列の検出がサザンブロットの
ようなハイブリダイゼーションによる場合、増幅された
領域のサブ配列に特異に相補性の核酸が使用される。か
ゝるプローブは、増幅されたセグメントの配列から直ち
に得られる。プローブは、プライマー配列とプローブ配
列との重なりを避けるためにプライマー結合サブ配列間
に位置するDNAサブ配列にハイブリダイゼーションす
るのが好ましい。表1に示したプライマーと共に使用す
るのに好ましいプローブを表3に示す。当業者は、長さ
および結合部位が変更された別のプローブを使用できる
ということを直ちに認識するであろう。
【0059】測定方式に依存して、増幅された生成物を
検出するために、ラベルされたプローブを機能させるの
が有効であろう。プローブは当業的において知られてい
る任意の方法によりラベルすることができる。放射性ラ
ベル及び酵素ラベルが好ましい。酵素ラベルが好まし
い。最も好ましいのは、好適な物質の存在下に着色され
た生成物を生成するものであり、例えば、ホースラディ
ッシュペルオキシターゼおよびアルカリホスファターゼ
が挙げられる。色の発現は、種々の公知の物質を使用す
る種々の手段により達成することができる。ホースラデ
ィッシュペルオキシターゼに好ましい方法は、Cli
n.Chem.33(8):第1368〜1371頁、
1987年に記載の通りテトラメチルベンジジンを使用
することを包含する。別の検出系は、市販されているE
nhanced Chemiluminescent
(ECL)detection kitである。
【0060】電気泳動条件および個々の増幅されたオリ
ゴヌクレオチドを検出する手段は、周知であり、そして
本発明の臨界的観点ではない。当業者により認められる
あらゆる手段が本発明に適当である。増幅された生成物
の検出の別の態様は、膜小片上へのサンドイッチハイブ
リダイゼーションによるものである。代表的配置におい
て、小片は、ナイロン製であり、そして分離したスポッ
トに共有結合したオリゴヌクレオチド捕捉プローブを有
している。捕捉プローブおよび検出プローブは、両者と
も標的領域の相補性サブ配列に結合することによって機
能するので本質的に同一である。従って、表3のプロー
ブは、捕捉プローブとして機能する。
【0061】オリゴヌクレオチド捕捉プローブをナイロ
ンに結合させるために、これらに先ず約100塩基のオ
リゴチミジン酸で尾部を付ける。テーリングは、末端ト
ランスフェラーゼ、例えばコウシ−胸腺末端デオキシニ
クレオチジルトランスフェラーゼを使用して達成でき、
あるいはポリチミジンオリゴヌクレオチドをプローブと
一緒に合成することができる。テーリングされたオリゴ
ヌクレオチドは、ナイロン小片上にスポットされる。こ
の小片を一晩乾燥し、そして紫外線照射に暴露する。次
いで、この小片をハイブリダイゼーション検定を行うま
で保存する。
【0062】捕捉プローブは、ジアルジア(Giard
ia)ゲノムの増幅された生成物に結合することができ
る。増幅された生成物をハイブリダイゼーションを通じ
て捕捉プローブに結合させる。増幅された生成物の検出
の好ましい手段は、増幅された生成物がストレプタビジ
ン−ホースラディッシュペルオキシターゼ複合体に結合
できるように各プライマーをビオチン化することであ
る。次いで、この複合体は、市販の基質を使用するクロ
モゲン発色により増幅された生成物の検出を可能にす
る。プライマー対は、Levenson C.および
C. Chang,Nonisotypically
Labeled Probes and Primer
s in PCR Protocols,Innis等
編,Academic Press Inc.,第99
〜112頁,1990年に記載の方法を使用してビオチ
ン化することができる。
【0063】また、増幅された標的DNAも、高圧液体
クロマトグラフィー〔HPLC〕によって検出できる。
増幅された標的DNA生成物、副生成物およびHPLC
による未反応試薬の分離により、期待されるサイズ範囲
の増幅されたDNAの存在または不存在についての迅速
な定量的レポートが提供される。HPLCカラムは、例
えばイオン交換、対イオン逆相またはサイズ除外分離に
基づくものであってよい。
【0064】蛍光DNA−結合染料との後カラム誘導体
化後の蛍光追跡および電気化学的検出も可能であり、そ
して一般に分光法より潜在的により高感受性であるが、
カラム流出液は、一般に最も単純に検出することがで
き、そして250〜280nmスペクトル領域中での紫
外線吸収により定量される。増幅された標的DNA生成
物、副生成物およびHPLCによる未反応試薬の分離、
引き続いての蛍光または吸収性染料でのDNA染色も、
期待されるサイズ範囲の増幅されたDNAの存在または
不存在についてレポートする。
【0065】表3.ジアルジンをコードする標的DNA
遺伝子配列の捕捉または検出に好適な遺伝子プローブ GGP105〜145 ジアルジア(Giardia)属のためのプライマーG
GL78−79およびGGR171−190を使用して
生成したPCR増幅された生成物について 5’−AGCAGGTTCCACGACAAGATGG
AGAACGAGATCGAGGTCCG−3’(配列
番号5) GGP318〜342 ジアルジア(Giardia)属のためのプライマーG
GL267−286およびGGR366−385を使用
して生成したPCR増幅された生成物について 5’−ATGGCTGCAAACTTCCGCAAGT
CCC−3’(配列番号6) GGP751〜776
【0066】ジアルジア(Giardia)属のための
プライマーGGL639−658およびGGR789−
809を使用して生成したPCR増幅された生成物につ
いて 5’−TCGAGGACGTCGTCTCGAAGAT
CCAG−3’(配列番号7) GGP510〜537 G.ランブリア(G.lamblia)の特異的検出の
ためのプライマーGGL405−433およびGGR5
92−622を使用して生成したPCR増幅された生成
物について 5’−AGCTCAACGAGAAGGTCGCAGA
GGGCTT−3’(配列番号8)
【0067】本発明の更に別の観点は、本発明のPXR
増幅および検出法を行うのに使用するのに好適なキット
を含んでなる。かゝるテストキットは、水媒体病原体の
増幅および検出を促進することを意図するが、一般に上
記病原体の標的遺伝子中の標的とするRNAまたはDN
A配列の相補性鎖上の約10〜20ヌクレオチド配列に
相補性の2つのオリゴヌクレオチドからなるプライマー
対および標的とするサブ配列の検出のためのプローブ配
列および場合により上記標的とするサブ配列の対照DN
A鋳型を含んでなる。このテストキットは更に、出版さ
れた指示並びに標的とするDNA配列のPCR増幅およ
び検出のための試薬を含んでなることができる。
【0068】標的とするRNAまたはDNA配列のPC
R増幅のための試薬は、デオキシリボヌクレアーゼ、リ
バーストランスクリプターゼ、PCR増幅ポリメラーゼ
等および水サンプル回収用の濾過装置を包含する。ま
た、このキットは、至適濃度の耐熱性核酸ポリメラー
ゼ、選択プライマー、dNTP、IPCおよび緩衝塩を
含有するポリメラーゼ鎖増幅反応混合物バルクを含んで
もよい。
【0069】本発明による好ましい検出キットは、上記
の好ましいプライマー対および以下に記載する対応する
好ましいプローブ配列、並びに場合により標的とするD
NA配列の対照DNA鋳型を含んでなる。例えば、ジア
ルジア(Giardia)属の検出用のテストキット
は、プライマー対5’−AAGCTCAGCAACAT
GAACCA−3’(配列番号17)および5’−AT
GGCGTCCTTGATCATCTT−3’(配列番
号18)並びに遺伝子プローブ5’−AGCAGGTT
CCACGACAAGATGGAGAACGAGATC
GAGGTCCG−3’(配列番号5)またはジアルジ
ン遺伝子中の配列の増幅のためのそして上記ジアルジン
遺伝子中の増幅された配列の検出のためのこの配列の相
補体を含んでなることができる。
【0070】G.ランブリア(G.lamblia)ま
たはG.ドデナリス(G.duodenalis)専用
のテストキットは、プライマー対5’−CATAACG
ACGCCATCGCGGCTCTCAGGAA−3’
(配列番号23)および5’−TTTGTGAGCGC
TTCTGTCGTGGCAGCGCTAA−3’(配
列番号24)、遺伝子対プローブ5’−AGCTCAA
CGAGAAGGTCGCAGAGGGCTT−3’
(配列番号8)またはジアルジン遺伝子中の配列の増幅
のためのそして上記ジアルジン遺伝子中の増幅された配
列の検出のためのこの配列の相補体を含んでなることが
できる。
【0071】また、このテストキットは、増幅された生
成物を検出する手段を含んでなることもできる。ハイブ
リダイゼーションドットブロットまたはアガロースアク
リルアミドゲル電気泳動等のいずれの標準検出手段をも
使用できるが、好ましい方法は、増幅された標的に特異
的に結合する捕捉オリゴヌクレオチドを有するディップ
スティックを使用するものである。このディップスティ
ックは、標的を捕捉し、そして非−同位元素検出系によ
り検出される。例えば、延長の前にプライマーをビオチ
ン化し、そしてホースラディッシュペルオキシターゼ−
ストレプトアビジン複合体を使用して増幅された標的の
捕捉部位に上記酵素を特異的に結合することができる。
好適な基質/緩衝液の組み合わせは、pH5.0の10
0mMクエン酸Na中の3,3’,5,5’−テトラメ
チルベンジジン(TMB)である。
【0072】直ちに想像されるように、ジアルジンをコ
ードする遺伝子のサブ配列を増幅する反応試薬は、別々
の区画にあることができ、あるいは増幅管中で一緒にす
ることができる。例えば、管は、増幅混合物、特異的プ
ライマーおよびTaqポリメラーゼを含有してよい。使
用前に、この管を単に開放し、そしてテストサンプルを
包含する残りの試薬を添加する。本発明を、以下の水媒
体ジアルジアの回収、PCR増幅および検出に関する例
示的試験およびその結果により説明する。。種々の置換
および変更が本発明の範囲および精神を逸脱することな
しに本明細書に開示された発明になされることは当業者
に明らかであろう。以下の実施例は、説明の目的で提供
されたものであり、本発明の限定として解釈されるもの
ではない。
【0073】
【実施例】
A.一般的方法 1. 3種類の方法がジアルジア(Giardia)細
胞からDNAを回収するのに有効である。第1の方法に
おいて、全ゲノムDNAを、先ずpH7.2(HClに
よる)の0.145M NaCl、0.76mM Na
2 PO4 ・H2 O、2.24mM Na2 HPO4
7H2 Oの冷たい燐酸緩衝生理食塩〔PBS〕緩衝液中
でこの細胞を洗浄することによってトロフォゾイト(t
rophozoite)から抽出し、ドデシル硫酸ナト
リウム(SDS)処理によるアルカリ細胞分解により放
出する(Ausubel,F.M.等編,Curren
tProtocols in Molecular B
iology, JhonWiley & Sons,
Inc. NY,1987年を参照のこと)。
【0074】プロテイナーゼK(Sigma, St.
Louis,USA)を使用してタンパク質を除去
し、そしてクロロホルム:イソアミルアルコール(2
4:1)およびフェノール:クロロホルム:イソアミル
アルコール(24:24:1)抽出を使用してDNAを
更に精製し、引き続いてイソプロパノールで沈降させ
た。12,000×gで15分間遠心した後に、ペレッ
ト化したDNAを一度冷70%アルコールで洗浄しそし
て減圧下に乾燥した。ジアルジアシストからの標的DN
Aの回収の二つの単純な細胞溶解法においては、シスト
を、16,000×gで5分間遠心することによって回
収し、水中の0.1% DEPC 50μLに再懸濁
し、そして90℃に5分間加熱し続いて氷中で急冷する
かあるいは凍結−解凍サイクルを行うことによって細胞
溶解した。
【0075】2. DNAサーモサーキュラーおよびT
aqポリメラーゼを使用してPCR増幅をを行った。P
CR溶液は、1×PXR増幅緩衝液(10×緩衝液は5
0mMKCl、100 mM トリスCl, pH8.
13、15mM MgClo0.1%(w/v)ゼラチ
ンを含有する)、各200μMのdNTP、各0.1〜
1μMのプライマー、1ag(10〜18g)〜1μg
鋳型DNA、2.5単位TaqDNAポリメラーゼおよ
び0.1% DEPCを含有する二重蒸留水を含有して
いた。鋳型標的DNAを先ず94℃で1〜3分間変性し
た。次いで、以下の条件、すなわち、94℃で1分間の
変性、50℃または60℃で1分間のプライマーアニー
リングおよび延長を使用して総計25〜40回のサイク
ルを行った。
【0076】DNAシンセサイザーを使用してオリゴヌ
クレオチドヌクレオチドプライマーを合成し、そして少
量サンプルについてはオリゴヌクレオチド精製カートリ
ッジ(Applied Biosystems,Fos
ter City,USA)および多量のサンプルにつ
いてはC−3ミクロン逆層をカラムを用いる逆層HPL
Cを使用して精製した。
【0077】第1の領域は、20量体プライマーGGL
78〜97、5’−AAGCTCAGCAACATGA
ACCA−3’(配列表17)およびGGR171〜1
90、5’−ATGGCGTCCTTGATCATCT
T−3’(配列表18)を使用することによって増幅さ
れたジアルジン遺伝子の113bp領域である。プライ
マーGGL78〜97は、ジアルジン遺伝子のコード配
列内で78bpないし97bpに位置し、そしてGGR
171〜190は、171bpないし190bpに位置
する。
【0078】119bp長のジアルジン遺伝子の第2の
領域は、プライマーGGL267〜286、5’−AA
GAAGTCCGCCGACAACAT−3’(配列番
号19)およびGGR366〜385、5’−AGAT
TTGTCTCAACGTTGTT−3’(配列番号2
0)を使用することによって増幅された。プライマーG
GL267〜286は、ジアルジン遺伝子のコード配列
内で267bpないし286bpに位置し、そしてGG
R366−385は、366bpないし385bpに位
置する。
【0079】218bp長のジアルジン遺伝子の第3の
領域は、プライマーGGL405〜433、5’−CA
TAACGACGCCATCGCGGCTCTCAGG
AA−3’およびGGR492〜622、5’−TTT
GTGAGCGCTTCTGTCGTGGCAGCGC
TAA−3’を使用することによって増幅された。プラ
イマーGGL405〜433は、ジアルジン遺伝子のコ
ード配列内で405bpないし433bpに位置し、そ
してGGR592〜622は、592bpないし622
bpに位置する。
【0080】171bp長のジアルジン遺伝子の第4の
領域は、プライマーGGL639〜658、5’−AA
GTGCGTCAACGAGCAGCT−3’およびG
GR789−809、5’−TTAGTGCTTTGT
GACCATCGA−3’を使用することによって増幅
された。プライマーGGL639〜658は、ジアルジ
ン遺伝子のコード配列内で639bpないし658bp
に位置し、そしてGGR789〜809は、789bp
ないし809bpに位置する。
【0081】多段階PCRを利用する例において、ジア
ルジン遺伝子の2つの領域を2組のプライマーの混合物
を使用して同時に増幅する場合、一方のプライマー組
は、GGL405〜433およびGGR592〜622
とし、そして他方のプライマー組は、上記の別の3組の
うちのいずれか1組とした。当量の2組のプライマーを
利用した。
【0082】3. PCR増幅された標的としてのジア
ルジア(Giardia)DNA配列を、ゲル電気泳動
および放射線標識された遺伝子プローブを使用して検出
する。増幅された標的DNA対照を0.8〜1%水平ア
ガロースゲルまたは10%垂直ポリアクリルアミドゲル
を使用して分離する。アガロースゲルは、TAE緩衝液
(0.04M トリス−アセテートおよび0.001M
EDTA,pH8.0)中で操作される。ポリアクリ
ルアミドゲルは、TBE緩衝液(0.89M トリスボ
レート、0.89M 硼酸および0.002M EDT
A,pH8.0)中で5.7〜9.0V/cmで2〜4
時間操作される。ゲルを2×10-4%エチジウムブロマ
イド溶液中で染色し、そしてPhoto/PrepIラ
イトボックス(Fotodyne Inc.,New
Berlin,USA)で可視化し、そして写真を撮
る。
【0083】サザンブロットに関して、増幅された標的
DNA配列を、0.4M NaOHを使用してナイロン
膜(ICN Biomedicals, Costa
Mesa,USAまたはBio−Rad,Richmo
nd,USA)上に移し、そして1時間80℃でベーク
することによってあるいはUV照射によって上記膜上に
固定する。ドットブロットに関して、二重鎖の増幅され
た標的DNAを、0.1容量3M NaOHおよび0.
1M Na2 EDTAを含有する変性溶液を添加するこ
とによって変性し、そして60℃で15分ないし1時間
インキュベートし、そして1容量 冷2M酢酸アンモニ
ウムで中和する。次いで4〜5psi真空圧で(Bio
−Rad)ドットブロットマニホールドを使用してサン
プルをZetaプローブナイロン膜(Bio−Rad)
上にスポットする。 ICNナイロン膜に固定された増
幅されたDNAを、5×SSPE(1×SSPEは10
mM燐酸ナトリウム,pH7.0、0.18mM Na
Cl、1mM Na2 EDTAである)、0.5% ダ
ーウェント溶液および100μg/mLフェノール抽
出、変性サケ精子DNA(Sigma)または50μg
/mLタイプXベーカー酵母tRNA(Sigma)を
含有するハイブリダイゼーション溶液で予備ハイブリダ
イゼーションした。
【0084】予備ハイブリダイゼーションは、55〜6
0℃で3〜16時間行った。ブロットを2度2×SSP
E、0.5%中で室温で10分間、各一度づつ0.1×
SSPE、0.1%SDSで55℃で3〜5分間穏やか
に攪拌しながら洗浄する。32P−標識されたDNAを検
出するために、ブロットをサランラップ(Fisher
Biochemical,Pittsburgh,U
SA)およびx−線フィルム(これらの上に置く;フィ
ルム暴露は、−70℃で1〜48時間行う)で被覆す
る。
【0085】本発明に使用するのに好ましいプローブを
表3に示す。これらは、プライマーGGL78〜97お
よびGGR171−190を使用して増幅されたジアル
ジン遺伝子の検出に使用される41量体遺伝子プローブ
GGP105〜145;プライマーGGL267〜28
6およびGGR366〜385を使用して増幅されたジ
アルジン遺伝子の検出に使用される25量体遺伝子プロ
ーブGGP318−342;プライマーGGL405〜
776およびGGR592〜622を使用して増幅され
たジアルジン遺伝子の検出に使用される28量体遺伝子
プローブGGP510−537、5’−AGCTCAA
CGAGAAGGTCGCAGAGGGCTT−3’;
およびプライマーGGL639−658およびGGR7
89〜09を使用して増幅されたジアルジン遺伝子の検
出に使用される26量体遺伝子プローブGGP751〜
776を包含する。
【0086】全ての遺伝子プローブは、増幅された標的
DNA配列の各領域内に位置する標的配列にハイブリダ
イゼーションする。30μL反応溶液が50mM トリ
スHCl、pH7.5、10mM MgCl2 、5mM
DTT、mM KCl、1〜10μgオリゴヌクレオ
チド遺伝子プローブ、120pモル〔32P〕ATP(特
異活性>3000Ci/mモル)、1mM スペルミジ
ン(二ナトリウム塩)および20単位のT4ポリヌクレ
オチドキナーゼを含有する方法により、〔32P〕ATP
(>3000Ci/mモル)でこれらの遺伝子プローブ
を5−末端放射線標識する。この反応混合物を37℃で
1時間インキュベートし、そして放射線標識されたプロ
ーブを、Sephadex G−50カラムおよびTE
緩衝液(10mMトリスCl,pH7.6、1mM N
2 EDTA)を使用して精製した。
【0087】B. ジアルジア(Giardia)検出
の特異性PCR増幅によるジアルジア(Giardi
a)検出の特異性を説明するために、上記の4組のプラ
イマーおよび表4に示すプロトザンおよび非プロトザン
DNAを使用して試験を行った。表4 ジアルジア・ランブリア(Giardia lamblia )vis-CD
C G.ランブリア(G. lamblia )H-1-P G.ランブリア(G. lamblia )H-2-P G.ランブリア(G. lamblia )WB (FG) G.ランブリア(G. lamblia )MR-4 G.ランブリア(G. lamblia )Be-1 G.ムリス(G. muris ) G.インテスティナリス(G. intestinalis)50137 G.インテスティナリス(G. intestinalis)50114
【0088】アカンサモエバ・カステライス(Acantham
oeba castellais)30011 エンタモエバ・ヒストリチカ(Entamoeba histolytic
a )HM-1 エンタモエバ・ヒストリチカ(Entamoeba histolytic
a )30015 クリプトスポリジウム・パルブム(Cryptosporidium
parvum) C.ムリス(C. muris ) ジエンタモエバ・フラギリス(Dientamoeba fragili
s)40948 エンタモエバ・コリ(Entamoeba coli)30496 ブラストジウム・ホミニス(Blastodium hominis )50
177 トリコモナス・バギナリス(Trichomonas vaginalis
)30001 エイメリア・ニエスチュリチ(Eimeria nieschulzi) クロレラ(Chlorella ) シェネデスムス(Scenedesmus
【0089】クロロコッカム(Chlorococcum) エッシェリシア・コリ(Escherichia coli) レジノメラ・ニュモフィラ(Leginonella pneumophi
a) サルモネラ・ティピムリウム(Salmonella typhimuriu
m ) シゲラ(Shigella) シュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia ) P.ジミヌタ(P. diminuta) P.フルオレッセンス(P. fluorescens ) P.アエルギノーサ(P. aeroginosa) アルカリゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecali
s) サッカロミセス・セレビシエー(Saccharomyces cere
visiae) ウスチラゴ・ビオラカア(Ustilago violacea) ヒト DNA
【0090】DNAをこれらの株の培養液から抽出し、
そして回収されたDNA 50ngないし1μgを、P
CR法の際に種々のアニーリング温度を使用して記述の
PCR増幅に供した。遺伝子プローブを使用して、以下
に記載するサザンブロットおよびドットブロットの両方
により増幅されたDNA配列を検出した。放射線標識さ
れたプローブの特異活性は、68,000〜167,0
00DMP/μgであった。
【0091】プライマーGGL639〜658およびG
GR789〜809並びに60℃のプライマーアニーリ
ング温度を使用したPCR増幅は、試験した全てのジア
ルジア(Giardia)菌株についで増幅されたDN
Aバンドをもたらした。試験した非−ジアルジア種は、
ジアルジン遺伝子(表5参照)に関するプライマーを使
用してDNA増幅を示した。遺伝子プローブGGP75
1〜776によるサザンブロットハイブリダイゼーショ
ンは、ターゲット配列の増幅がジアルジアに特異である
ことを示した。
【0092】 表5 ジアルジア・ランブリア(Giardia lamblia )vis-CDC + + G.ランブリア(G. lamblia )H-1-P + + G.ランブリア(G. lamblia )H-2-P + + G.ランブリア(G. lamblia )EB (FG) + + G.ランブリア(G. lamblia )MR-4 + + G.ランブリア(G. lamblia )Be-1 + + G.ムリス(G. muris ) + - G.インテスティナリス(G. intestinalis)50137 + + G.インテスティナリス(G. intestinalis)50114 + +
【0093】 アカンサモエバ・カステライス(Acanthamoeba castellais)30011 - - エンタモエバ・ヒストリチカ(Entamoeba histolytica )HM-1 - - エンタモエバ・ヒストリチカ(Entamoeba histolytica )30015 - - クリプトポリジウム・パルブム(Cryptosporidium parvum) - - C.ムリス(C. muris ) - - ジエンタモエバ・フラギリス(Dientamoeba fragilis)40948 - - エンタモエバ・コリ(Entamoeba coli)30496 - - ブラストジウム・ホミニス(Blastodium hominis )50177 - - トリコモナス・バギナリス(Trichomonas vaginalis )30001 - - エイメリア・ニエスチュルチ(Eimeria nieschulzi) - - クロレラ(Chlorella ) - - シェネデスムス(Scenedesmus ) - -
【0094】 クロロコッカム(Chlorococcum) - - エッシェリシア・コリ(Escherichia coli) - - レギノメラ・ニューモフィア(Leginonella pneumophia) - - サルモネラ・ティフィムリウム(Salmonella typhimurium ) - - シゲラ(Shigella) - - シュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia ) - - P.ジミヌタ(P. diminuta) - - P.フルオレッセンス(P. fluorescens ) - - P.アエルギノサ(P. aeroginosa) - - アルカリゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecalis) - - サッカロミカス・セレビシエー( Saccharomyces cerevisiae) - - ウスチラゴ・ビオラセア(Ustilago violacea) - - ヒト DNA - -
【0095】C.RANを使用した生存および死亡ジア
ルジア(Giarrdia)シストの識別 1. ジアルジア(Giarrdia)シストを、1
6,000gで5分間遠心することによって回収し、そ
して0.1% DEPCを含有する水50μLに再懸濁
する。細胞を90℃に5分間加熱し、引き続いて5℃で
2分間または氷中で冷却する。10×PCR緩衝液(上
記)10MLを、RNアシン 1μLおよびデオキシリ
ボヌクレアーゼ(DNアーゼ)1μLとともに添加し、
そして99℃で5分間インキュベートし、引き続いて5
℃で2分間または氷中で冷却する。RNAを、死亡シス
ト(凍結により殺処理)から、生存非誘導シストおよび
生存誘導シストからPromega,USAからのRN
A剤トータルRNA単離キットを使用して抽出した。R
NAの濃度を分光光度計を使用して測定した。
【0096】2. MMLVリバーストランスクリプタ
ーゼを使用して未変性mRNAからcDNAを合成し
た。DNアーゼインキュベーションの後、各々200μ
lのdNTP、1μMのプライマーGGR789〜80
9および1μL MMLVリバーストランスクリプター
ゼを添加し、そして反応混合物を42℃で30分間イン
キュベートし、引き続いて99℃で5分間の酵素のイン
キュベーションおよび5℃で2分間または氷中での冷却
を行った。
【0097】3. プライマーGGL639〜658
(1μM)を、Taqポリメラーゼ1μLと一緒に添加
し、そして35回のサイクルのPCR増幅に供した。増
幅法のパラメーターは、初期時間遅れ95℃2分間、変
性95℃1分間、60℃で1分間のアニーリングおよび
延長並びに60℃で7分間の最終延長とした。
【0098】4. 細胞溶解したシストのDNアーゼ処
理および引続くCDNA合成後のPCR増幅により増幅
されたDNAバンドが生成し、シスト中のmRNAの存
在を示した。死亡シストから抽出されたRNAは、増幅
を示さず、従って生存シストと死亡シストが識別され
る。DNA−PCRは死亡シストおよび生存シストの両
方に対する増幅を示すが、RNA−PCRHAは、生存
シストしか増幅しない。これらの実験の結果を表6に示
す。
【0099】 表6. RNA収量 106 シストから DNA-PCR RNA-PCR 死亡シスト 1μg + − 非誘導生存シスト 2μg + + インキュベーションの段階1 16μg + + 生存シストを還元溶液およびN aHCO3 で37℃で30分間 インキュベートした。 インキュベーションの段階2 125μg + + 生存シストを上記のとおりにイ ンキュベートし、そして一度ト リプシン−タイロード溶液で洗 浄した。 インキュベーションの段階3 127μg + + 上記の通りに処理した生存シス トを37℃で30分間トリプシ ン−タイロード溶液中でインキ ュベーションした。
【0100】D. PCR増幅によるジアルジア(Gi
ardia)検出の感度 ジアルジア(Giardia)のPCR増幅−遺伝子プ
ローブ検出の感度を説明するために、単一シストをZe
iss Axiovert 35倒立顕微鏡下にde
Fonbrune空気管式マイクロマニュプレーターを
使用して分離した。シストを90℃に5分間加熱し、5
℃に2分間冷却し、そしてプライマーGGL639〜6
58およびGGR789〜809(表1)を使用してP
CR増幅に供した。増幅されたDNAを、遺伝子プロー
ブGGP751〜776(表3)を使用してポリアクリ
ルアミドゲルおよびサザンブロットにより分析した。1
5回の試験において、プライマーは、繰り返し単一シス
トを検出することができた。
【0101】E. G.ムリス(G.muris)シス
トからのcDNAの増幅 G.ムリス(G.muris)シストを、誘導およびエ
クシステーション(excystation)の3つの
前進的段階に導いた。段階1において、嚢子を還元溶液
(グルタチオン0.1g、1×ハンクバランス塩溶液1
0mL中のL−システイン−HCl 1g)および0.
1M重炭酸ナトリウム中での37℃で30分間のインキ
ュベーションにより誘導した(エクシステーションな
し)。段階2において、シストを段階1の通りに誘導
し、そして一度トリプシン−タイロード溶液(トリプシ
ン0.5g、1×タイロード溶液100mL中のNaH
CO3 0.15g)中で洗浄した。10×タイロード溶
液は、NaCl 160g、KCl 4g、CaCl2
4g、MgCl2 ・6H2 O 2g、NaH2 PO 4
・H2 O 1gおよびH2 O 1L中のグルコース20
gを含有している。段階3において、シストを段階2の
通りに処理し、そしてトリプシン−タイロード溶液中で
の37℃で30分間のインキュベーションによりエクシ
ステーションした。
【0102】死亡シスト、生存非誘シストおよび3つの
異なる段階に誘導された生存シストから抽出されたG.
ムリス(G.muris)DNA不含有RNAは、誘導
後のRNAの収量の増加を示し、そして段階2の誘導で
平坦域に到達した(表6)。プライマーGGL639−
658およびGGR789−809(表1)を使用して
RNA PCRを、これらのRNAに対して行った。増
幅は、生存誘導シストおよび非誘導シストでしか見られ
ず、死亡シストRNAでは見られなかった。
【0103】
【配列表】
配列番号1: (i)配列の特徴: (A)長さ:41塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..41 (D)他の情報:/機能= "プローブ結合部位" /labe
l=GGP105-145 (xi)配列 CGGACCTCGA TCTCGTTCTC CATCTTGTCG TGGAACCTGC T 41
【0104】配列番号2: (i)配列の特徴: (A)長さ:25塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..25 (D)他の情報:/機能= "プローブ結合部位" /labe
l=GGP318-342 (xi)配列 GGGACTTGCG GAAGTTTGCA GCCAT 25
【0105】配列番号3: (i)配列の特徴: (A)長さ:26塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..26 (D)他の情報:/機能= "プローブ結合部位" /labe
l=GGP751-776 (xi)配列 CTGGATCTTC GAGACGACGT CCTCGA 26
【0106】配列番号4: (i)配列の特徴: (A)長さ:28塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..28 (D)他の情報:/機能= "プローブ結合部位" /labe
l=GGP510-537 (xi)配列 AAGCCCTCTG CGACCTTCTC GTTGAGCT 28
【0107】配列番号5: (i)配列の特徴: (A)長さ:41塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..41 (D)他の情報:/機能= "プローブ" /label=GGP105
-145 (xi)配列 AGCAGGTTCC ACGACAAGAT GGAGAACGAG ATCGAGGTCC G 41
【0108】配列番号6: (i)配列の特徴: (A)長さ:25塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..25 (D)他の情報:/機能= "プローブ" /label=GGP318
-342 (xi)配列 ATGGCTGCAA ACTTCCGCAA GTCCC 25
【0109】配列番号7: (i)配列の特徴: (A)長さ:26塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..26 (D)他の情報:/機能= "プローブ" /label=GGP751
-776 (xi)配列 TCGAGGACGT CGTCTCGAAG ATCCAG 26
【0110】配列番号8: (i)配列の特徴: (A)長さ:28塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..28 (D)他の情報:/機能= "プローブ" /label=GGP510
-537 (xi)配列 AGCTCAACGA GAAGGTCGCA GAGGGCTT 28
【0111】配列番号9: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGL78-97(xi)配列 TGGTTCATGT TGCTGAGCTT
20
【0112】配列番号10: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGR171-190 (xi)配列 AAGATGATCA AGGACGCCAT 20
【0113】配列番号11: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGL267-286 (xi)配列 ATGTTGTCGG CGGACTTCTT 20
【0114】配列番号12: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGR366-385 (xi)配列 AACAACGTTG AGACAAATCT 20
【0115】配列番号13: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGL639-658 (xi)配列 AGCTGCTCGT TGACGCACTT 20
【0116】配列番号14: (i)配列の特徴: (A)長さ:21塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..21 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGR789-809 (xi)配列 TCGATGGTCA CAAAGCACTA A 21
【0117】配列番号15: (i)配列の特徴: (A)長さ:29塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..29 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGL405-433 (xi)配列 TTCCTGAGAG CCGCGATGGC GTCGTTATG 29
【0118】配列番号16: (i)配列の特徴: (A)長さ:31塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..31 (D)他の情報:/機能= "プライマー結合領域" /la
bel=GGR592-622 (xi)配列 TTAGCGCTGC CACGACAGAA GCGCTCACAA A 31
【0119】配列番号17: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGL7
8-97 (xi)配列 AAGCTCAGCA ACATGAACCA 20
【0120】配列番号18: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGR1
71-190 (xi)配列 ATGGCGTCCT TGATCATCTT 20
【0121】配列番号19: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGL2
67-286 (xi)配列 AAGAAGTCCG CCGACAACAT 20
【0122】配列番号20: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGR3
66-385 (xi)配列 AGATTTGTCT CAACGTTGTT 20
【0123】配列番号21: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGL6
39-658 (xi)配列 AAGTGCGTCA ACGAGCAGCT 20
【0124】配列番号22: (i)配列の特徴: (A)長さ:21塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..21 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGR7
89-809 (xi)配列 TTAGTGCTTT GTGACCATCG A 21
【0125】配列番号23: (i)配列の特徴: (A)長さ:29塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..29 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGL4
05-433 (xi)配列 CATAACGACG CCATCGCGGC TCTCAGGAA 29
【0126】配列番号24: (i)配列の特徴: (A)長さ:31塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..31 (D)他の情報:/機能= "プライマー" /label=GGR5
92-622 (xi)配列 TTTGTGAGCG CTTCTGTCGT GGCAGCGCTA A 31
【0127】配列番号25: (i)配列の特徴: (A)長さ:88塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..88 (D)他の情報:/注= "上流プライマー結合部位" (xi)配列 TTTGATGGAG ATGAGGAGTT CTACGTGGAC CTGGAGAGGA AGGAGACTGC 50 CTGGCGGTGG CCTGAGTTCA GCAAATTTGG AGGTTTTG 88
【0128】配列番号26: (i)配列の特徴: (A)長さ:20塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..20 (D)他の情報:/注= "陽性対照" (xi)配列 TGAGTTCAGC AAATTTGGAG 20
【0129】配列番号27: (i)配列の特徴: (A)長さ:19塩基対 (B)型:核酸 (C)鎖の数:単鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA (ix)特徴: (A)名称/キー:misc feature (B)位置:1..19 (D)他の情報:/注= "陰性対照" (xi)配列 GATGAGCAGT TCTACGTGG 19
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アシム ケー.ベイ アメリカ合衆国,ケンタッキー 40217, ルイスビル,デビッド フェアレイ コー ト 778 (72)発明者 ミーナ エイチ.マーブバニ アメリカ合衆国,ケンタッキー 40217, ルイスビル,デビッド フェアレイ コー ト 778

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジアルジンをコードする遺伝子のコピー
    を有するジアルジア(Giardia)属の種の検出法
    において、 (a) 核酸プローブを、ジアルジンをコードする遺伝
    子の相補性部分にハイブリダイズせしめ;そして (b)ジアルジンをコードする遺伝子への該プローブの
    ハイブリダイゼーションを検出することを含んでからな
    る方法。
  2. 【請求項2】 段階(a)の前にジアルジン遺伝子のサ
    ブ配列を増幅する段階を更に含んでなる請求項1に記載
    の方法。
  3. 【請求項3】 増幅がポリメラーゼ鎖反応法を使用する
    ことによって達成される請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 上記プローブがジアルジンをコードする
    遺伝子の保存された領域に結合する請求項1ないし3の
    いずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 上記プローブがジアルジンをコードする
    遺伝子の超可変性領域に結合する請求項1ないし3のい
    ずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 上記プローブが (a)3’−TCGTCCAAGGTGCTGTTCT
    ACCTCTTGCTCTAGCTCCAGGC−5’
    (配列番号1); (b)3’−TACCGACGTTTGAAGGCGT
    TCAGGG−5’(配列番号2);および (c)3’−AGCTCCTGCAGCAGAGCTT
    CTAGGTC−5’(配列番号3)からなる群から選
    択された配列またはその相補配列に実質的に結合する請
    求項1ないし3のいずれかの方法。
  7. 【請求項7】 上記プローブが 3’−TCGAGTTGCTCTTCCAGCGTCT
    CCCGAA−5’(配列番号4) からなる配列またはその相補配列に実質的に結合する請
    求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 上記プローブが (a)5’−AGCAGGTTCCACGACAAGA
    TGGAGAACGAGATCGAGGTCCG−3’
    (配列番号5); (b)5’−ATGGCTGCAAACTTCCGCA
    AGTCCC−3’(配列番号6);および (c)5’−TCGAGGACGTCGTCTCGAA
    GATCCAG−3’(配列番号7) からなる群から選ばれた核酸サブ配列またはその相補配
    列を含んでなる請求項1ないし3のいずれか1項に記載
    の方法。
  9. 【請求項9】 上記プローブが 5’−AGCTCAACGAGAAGGTCGCAGA
    GGGCTT−3’(配列番号8)からなる核酸サブ配
    列またはその相補配列を含んでなる請求項1ないし3の
    いずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 (a)5’−AGCAGGTTCCA
    CGACAAGATGGAGAACGAGATCGAG
    GTCCG−3’(配列番号5); (b)5’−ATGGCTGCAAACTTCCGCA
    AGTCCC−3’(配列番号6); (c)5’−TCGAGGACGTCGTCTCGAA
    GATCCAG−3’(配列番号7);および (d)5’−AGCTCAACGAGAAGGTCGC
    AGAGGGCTT−3’(配列番号8)からなるサブ
    配列またはその相補配列を含んでなる組換体核酸ハイブ
    リダイゼーションプローブ。
  11. 【請求項11】 少なくとも1つのプライマーが (a)3’−TTCGAGTCGTTGTACTTGG
    T−5’(配列番号9); (b)3’−TACCGCAGGAACTAGTAGA
    A−5’(配列番号10); (c)3’−TTCTTCAGGCGGCTGTTGT
    A−5’(配列番号11); (d)3’−TCTAAACAGAGTTGCAACA
    A−5’(配列番号12); (e)3’−TTCACGCAGTTGCTCGTCG
    A−5’(配列番号13); (f)3’−AATCACGAAACACTGGTAG
    CT−5’(配列番号14) からなる群から選択された核酸サブ配列に実質的に結合
    する請求項3に記載の方法。
  12. 【請求項12】 少なくとも1つのプライマーが (a)3’−GTATTGCTGCGGTAGCGCC
    GAGAGTCCTT−5’(配列番号15);および (b)3’−AAACACTCGCGAAGACAGC
    ACCGTCGCGATT−5’(配列番号16) からなる群から選択された核酸サブ配列に実質的に結合
    する請求項3に記載の方法。
  13. 【請求項13】 上記プライマーが、 (a)5’−AAGCTCAGCAACATGAACC
    A−3’(配列番号17); (b)5’−ATGGCGTCCTTGATCATCT
    T−3’(配列番号18); (c)5’−AAGAAGTCCGCCGACAACA
    T−3’(配列番号19); (d)5’−AGATTTGTCTCAACGTTGT
    T−3’(配列番号20); (e)5’−AAGTGCGTCAACGAGCAGC
    T−3’(配列番号21);および (f)5’−TTAGTGCTTTGTGACCATC
    GA−3’(配列番号22) からなる群から選ばれる請求項11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 上記プライマーが (a)5’−CATAACGACGCCATCGCGG
    CTCTCAGGAA−3’(配列番号23);および (b)5’−TTTGTGAGCGCTTCTGTCG
    TGGCAGCGCTAA−3’(配列番号24) からなる群から選ばれる請求項12の方法。
  15. 【請求項15】 ジアルジア(Giardia)種から
    の核酸のサブ配列の増幅用の核酸ポリメラーゼプライマ
    ーであって、 (a)3’−TTCGAGTCGTTGTACTTGG
    T−5’(配列番号9); (b)3’−TACCGCAGGAACTAGTAGA
    A−5’(配列番号10); (c)3’−TTCTTCAGGCGGCTGTTGT
    A−5’(配列番号11); (d)3’−TCTAAACAGAGTTGCAACA
    A−5’(配列番号12); (e)3’−TTCACGCAGTTGCTCGTCG
    A−5’(配列番号13); (f)3’−AATCACGAAACACTGGTAG
    CT−5’(配列番号14) からなる群から選択された核酸サブ配列に実質的に結合
    するプライマー。
  16. 【請求項16】 ジアルジア(Giardia)種から
    の核酸のサブ配列の増幅用の核酸ポリメラーゼプライマ
    ーであって、 (a)3’−GTATTGCTGCGGTAGCGCC
    GAGAGTCCTT−5’(配列番号15);および (b)3’−AAACACTCGCGAAGACAGC
    ACCGTCGCGATT−5’(配列番号16) からなる群から選択された核酸サブ配列に実質的に結合
    するプライマー。
  17. 【請求項17】 上記プライマーが、 (a)5’−AAGCTCAGCAACATGAACC
    A−3’(配列番号17); (b)5’−ATGGCGTCCTTGATCATCT
    T−3’(配列番号18); (c)5’−AAGAAGTCCGCCGACAACA
    T−3’(配列番号19); (d)5’−AGATTTGTCTCAACGTTGT
    T−3’(配列番号20); (e)5’−AAGTGCGTCAACGAGCAGC
    T−3’(配列番号21);および (f)5’−TTAGTGCTTTGTGACCATC
    GA−3’(配列番号22) からなる群から選ばれる請求項15の核酸ポリメラーゼ
    プライマー。
  18. 【請求項18】 上記プライマーが (a)5’−CATAACGACGCCATCGCGG
    CTCTCAGGAA−3’(配列番号23);および (b)5’−TTTGTGAGCGCTTCTGTCG
    TGGCAGCGCTAA−3’(配列番号24) からなる群から選ばれる請求項16の核酸ポリメラーゼ
    プライマー。
  19. 【請求項19】 請求項8および/または9記載の少な
    くとも1種類の核酸プローブを含んでなるジアルジア
    (Giardia)種に特異な核酸の検出用のキット。
  20. 【請求項20】 請求項17および/または18記載の
    少なくとも1種類のポリメラーゼ鎖反応増幅プライマー
    を更に含んでなる請求項19のキット。
  21. 【請求項21】 生存微生物を含有する疑いのあるサン
    プル中の死亡微生物から生存微生物を検出する方法であ
    って、 (a)上記サンプルを、別の方法では転写されないタン
    パク質をコードする遺伝子の転写を誘導するのに充分な
    熱で処理し; (b)シストを溶解してmRNAを放出し; (c)mRNAをcDNAに逆転写し; (d)熱誘導される遺伝子をコードするmRNAの標的
    サブ配列を増幅し;そして (e)増幅された標的サブ配列を検出する;ことを含ん
    でなる上記方法。
  22. 【請求項22】 上記遺伝子がヒートショック遺伝子お
    よびジアルジンからなる群から選ばれる請求項21に記
    載の方法。
  23. 【請求項23】 上記生存微生物がジアルジア(Gia
    rdia)の種に由来するシストであり、そして (a)上記シストを、ジアルジンをコードする遺伝子の
    転写を誘導するのに充分な熱で処理し; (b)シスト溶解してmRNAを放出し; (c)mRNAをcRNAに逆転写し; (d)ジアルジン遺伝子をコードするmDNAの標的サ
    ブ配列を増幅し;そして (e)増幅された標的サブ配列物質を検出する; ことを更に含んでなる、請求項21または22に記載の
    方法。
  24. 【請求項24】 増幅を請求項3記載の方法によって行
    う請求項21ないし23のいずれか1項に記載の方法。
JP4147203A 1991-06-06 1992-06-08 ジアルジン遺伝子含有ジアルジアの検出方法 Pending JPH05184399A (ja)

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