JPH0610665B2 - 核酸の塩基配列決定装置 - Google Patents
核酸の塩基配列決定装置Info
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- JPH0610665B2 JPH0610665B2 JP59015226A JP1522684A JPH0610665B2 JP H0610665 B2 JPH0610665 B2 JP H0610665B2 JP 59015226 A JP59015226 A JP 59015226A JP 1522684 A JP1522684 A JP 1522684A JP H0610665 B2 JPH0610665 B2 JP H0610665B2
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- dna
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）あるいはＲＮＡ
（リボ核酸）などの核酸における塩基配列を決定する装
置に関する。
（リボ核酸）などの核酸における塩基配列を決定する装
置に関する。
遺伝子工学の進歩に伴ない、遺伝情報を含んだＤＮＡあ
るいはＲＮＡの迅速な解読が必要となってきた。例え
ば、ＤＮＡ上には、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、
シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）の４種類の塩基が配列さ
れ、遺伝情報はこれら塩基の配列で決定される。そし
て、生体における形質発現とＤＮＡ上の塩基配列との関
係について精力的に研究がなされている。そのためには
ＤＮＡ上の塩基配列を迅速に決定することが必要で、現
在までいくつかの決定方法が提案されている（「細胞工
学」Vol.1,NO.1,NO.2(1982)）。
るいはＲＮＡの迅速な解読が必要となってきた。例え
ば、ＤＮＡ上には、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、
シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）の４種類の塩基が配列さ
れ、遺伝情報はこれら塩基の配列で決定される。そし
て、生体における形質発現とＤＮＡ上の塩基配列との関
係について精力的に研究がなされている。そのためには
ＤＮＡ上の塩基配列を迅速に決定することが必要で、現
在までいくつかの決定方法が提案されている（「細胞工
学」Vol.1,NO.1,NO.2(1982)）。
これらの提案された方法の中でも最も広く用いられてい
るのが次に説明するMaxam-Gilbert法によるＤＮＡ塩基
配列の決定方法である。この方法では、次のステップに
よって決定される。
るのが次に説明するMaxam-Gilbert法によるＤＮＡ塩基
配列の決定方法である。この方法では、次のステップに
よって決定される。
(1)配列決定をしようとするＤＮＡのフラグメントをま
ず分離する。
ず分離する。
(2)分離されたＤＮＡフラグメントの両末端（５′末
端）を放射性リン（32Ｐ）でラベルする。
端）を放射性リン（32Ｐ）でラベルする。
(3)両末端がラベルされたＤＮＡフラグメントの二本鎖
を分離して、片方の末端のみが32Ｐでラベルされた一本
鎖ＤＮＡフラグメントを調製する。あるいは両末端がラ
ベルされたＤＮＡフラグメントを制限酵素で切断した
後、ＤＮＡ断片を分離して、片方の末端のみが32Ｐでラ
ベルされたＤＮＡフラグメントを調製する。
を分離して、片方の末端のみが32Ｐでラベルされた一本
鎖ＤＮＡフラグメントを調製する。あるいは両末端がラ
ベルされたＤＮＡフラグメントを制限酵素で切断した
後、ＤＮＡ断片を分離して、片方の末端のみが32Ｐでラ
ベルされたＤＮＡフラグメントを調製する。
(4)上記で得た、片方の末端が32ＰでラベルされたＤＮ
Ａフラグメントに、ＤＮＡ上の塩基Ｇを修飾する化学物
質を作用させ、ついで切断用の化学物質を作用させて、
修飾された塩基Ｇの部位で切断する。切断はＤＮＡフラ
グメントについて平均一回生起するようにする。こうす
ると、第１(b)図に示すように、32Ｐでラベルされた一
端を含みかつ他端が塩基Ｇの部位で切断された種々の長
さのＤＮＡフラグメントが得られる。この場合、第１図
(c)図に示すように、32Ｐにラベルされた一端を含まな
いＤＮＡフラグメントも同時に得られるが、後に述べる
ように32Ｐから放射される放射線を計測するのでこれら
は障害にならない。
Ａフラグメントに、ＤＮＡ上の塩基Ｇを修飾する化学物
質を作用させ、ついで切断用の化学物質を作用させて、
修飾された塩基Ｇの部位で切断する。切断はＤＮＡフラ
グメントについて平均一回生起するようにする。こうす
ると、第１(b)図に示すように、32Ｐでラベルされた一
端を含みかつ他端が塩基Ｇの部位で切断された種々の長
さのＤＮＡフラグメントが得られる。この場合、第１図
(c)図に示すように、32Ｐにラベルされた一端を含まな
いＤＮＡフラグメントも同時に得られるが、後に述べる
ように32Ｐから放射される放射線を計測するのでこれら
は障害にならない。
(5)同様のことを他の塩基Ａ，Ｃ，Ｔについて個々に行
なう。
なう。
なお、塩基Ａと塩基Ｔについては、これらの部位に夫々
特異的に作用する適切な化学物質がない。それゆえ、塩
基Ａの部位の切断には、例えば塩基Ｇと塩基Ａの双方に
作用する化学物質を用いて、塩基Ｇの部位及び塩基Ａの
部位での切断処理（Ｇ＋Ａ）を行い、塩基Ｇの部位で切
断されたＤＮＡフラグメントのパターンが存在しない場
合を、塩基Ａの部位で切断されたＤＮＡフラグメントと
する。同様に塩基Ｔの部位の切断の場合には、例えば塩
基Ｃと塩基Ｔの双方に作用する化学物質を用いて、塩基
Ｃの部位及び塩基Ｔの部位での切断処理（Ｃ＋Ｔ）を行
い、塩基Ｃの部位で切断されたＤＮＡフラグメントのパ
ターンが存在しない場合塩基Ｔの部位で切断されたＤＮ
Ａフラグメントとする。こうして一端が32Ｐによってラ
ベルされ、かつ他端がそれぞれ塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋
Ｔ，Ｃの部位で切断された４種類のＤＮＡフラグメント
のグループを得る。
特異的に作用する適切な化学物質がない。それゆえ、塩
基Ａの部位の切断には、例えば塩基Ｇと塩基Ａの双方に
作用する化学物質を用いて、塩基Ｇの部位及び塩基Ａの
部位での切断処理（Ｇ＋Ａ）を行い、塩基Ｇの部位で切
断されたＤＮＡフラグメントのパターンが存在しない場
合を、塩基Ａの部位で切断されたＤＮＡフラグメントと
する。同様に塩基Ｔの部位の切断の場合には、例えば塩
基Ｃと塩基Ｔの双方に作用する化学物質を用いて、塩基
Ｃの部位及び塩基Ｔの部位での切断処理（Ｃ＋Ｔ）を行
い、塩基Ｃの部位で切断されたＤＮＡフラグメントのパ
ターンが存在しない場合塩基Ｔの部位で切断されたＤＮ
Ａフラグメントとする。こうして一端が32Ｐによってラ
ベルされ、かつ他端がそれぞれ塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋
Ｔ，Ｃの部位で切断された４種類のＤＮＡフラグメント
のグループを得る。
(6)これらのＤＮＡフラグメントを各種類ごとに一枚の
電気泳動板（図示せず）上に並べて泳動媒質であるゲル
中を同時に泳動させる。
電気泳動板（図示せず）上に並べて泳動媒質であるゲル
中を同時に泳動させる。
(7)適当な時間だけ泳動させた後、ゲルに写真乾板を密
着させ、32Ｐによる放射線に感光させる。写真乾板に
は、塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃで切断されたフラグメ
ントに対応した４本の帯状のパターンが得られる。ＤＮ
Ａフラグメントは、その塩基数に応じて泳動速度が異な
る。塩基数が少なくて短いものほど速く泳動するので、
一端から他端へ速く移行する。
着させ、32Ｐによる放射線に感光させる。写真乾板に
は、塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃで切断されたフラグメ
ントに対応した４本の帯状のパターンが得られる。ＤＮ
Ａフラグメントは、その塩基数に応じて泳動速度が異な
る。塩基数が少なくて短いものほど速く泳動するので、
一端から他端へ速く移行する。
(8)最後に、塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃで切断された
フラグメントを短かい方から読み取っていくと、32Ｐで
ラベルした末端側からＤＮＡ上の塩基配列を順次決定で
きる。
フラグメントを短かい方から読み取っていくと、32Ｐで
ラベルした末端側からＤＮＡ上の塩基配列を順次決定で
きる。
この方法は、放射性リンを使用する必要があること、電
気泳動は数時間でできるが写真乾板へ感光させるのに約
一昼夜かかること、一回に約２００ないし３００塩基程
度までしか決定できない不便さがあることなどの問題が
あった。
気泳動は数時間でできるが写真乾板へ感光させるのに約
一昼夜かかること、一回に約２００ないし３００塩基程
度までしか決定できない不便さがあることなどの問題が
あった。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、短時間で塩基配
列を容易に決定しうる装置を提供することにある。
列を容易に決定しうる装置を提供することにある。
本発明の別の目的はさらに塩基配列決定精度を向上しう
る装置を提供するにある。
る装置を提供するにある。
本発明の特徴は、蛍光物質でラベルされ、切断部位の塩
基の種類が異なる複数種類の核酸フラグメント群が個別
に区分注入されるゲル電気泳動板と、上記ゲル電気泳動
板に電界を印加して注入された核酸フラグメント群に一
方向に電気泳動力を付与し、もって上記ゲル電気泳動板
中に形成される複数の泳動路にそって上記複数種類の核
酸フラグメント群を個別に泳動せしめる電界印加手段
と、上記複数の泳動路のそれぞれ限定された位置にて核
酸フラグメントが通過することを個別に検出する光検出
手段とを有し、上記光検出手段から得る複数の泳動路ご
との検出出力の時間変化により対象試料の塩基配列を決
定する構成にある。
基の種類が異なる複数種類の核酸フラグメント群が個別
に区分注入されるゲル電気泳動板と、上記ゲル電気泳動
板に電界を印加して注入された核酸フラグメント群に一
方向に電気泳動力を付与し、もって上記ゲル電気泳動板
中に形成される複数の泳動路にそって上記複数種類の核
酸フラグメント群を個別に泳動せしめる電界印加手段
と、上記複数の泳動路のそれぞれ限定された位置にて核
酸フラグメントが通過することを個別に検出する光検出
手段とを有し、上記光検出手段から得る複数の泳動路ご
との検出出力の時間変化により対象試料の塩基配列を決
定する構成にある。
上記構成によれば、電気泳動を継続しながら得られる複
数の検出出力の時間変化により塩基配列の決定が行われ
るので、従来のように泳動を停止する時間に注意を払う
必要がなく、常に高い分解能が得られる。さらに、写真
乾板へのパターンの転写の必要がないのでゲルの取扱い
の手間と転写のための時間が省ける。とくに、分離計測
すべきフラグメントの長さの範囲に応じて異なる泳動時
間での電気泳動と転写とを繰返す手法を用いなくても短
いフラグメントから長いフラグメントまで連続して分離
計測できるので塩基配列決定までの時間を大幅に短縮で
きる。
数の検出出力の時間変化により塩基配列の決定が行われ
るので、従来のように泳動を停止する時間に注意を払う
必要がなく、常に高い分解能が得られる。さらに、写真
乾板へのパターンの転写の必要がないのでゲルの取扱い
の手間と転写のための時間が省ける。とくに、分離計測
すべきフラグメントの長さの範囲に応じて異なる泳動時
間での電気泳動と転写とを繰返す手法を用いなくても短
いフラグメントから長いフラグメントまで連続して分離
計測できるので塩基配列決定までの時間を大幅に短縮で
きる。
以下、本発明の一実施例を第２図および第３図に基づい
て説明する。
て説明する。
まず第一に、測定しようとするＤＮＡをいくつかのフラ
グメントに分割する。このＤＮＡの分割は、ＤＮＡ上の
特定の塩基配列部位を認識して切断することができる制
限酵素を用いて行なわれる。こ制限酵素には、複数個
（４個、６個等）の塩基配列を認識して切断するような
ものがある。こうして形成されたフラグメントをＦ１，
Ｆ２，…Ｆｎと呼ぶ。これらのＤＮＡフラグメントの塩
基配列を決定することが課題である。後に述べるとお
り、この配列決定のため更に短い泳動用フラグメント群
を得るので混同を避けるために塩基配列決定用の対象で
あるＦ１，Ｆ２，…ＦｎをサンプルＤＮＡと呼ぶことに
する。
グメントに分割する。このＤＮＡの分割は、ＤＮＡ上の
特定の塩基配列部位を認識して切断することができる制
限酵素を用いて行なわれる。こ制限酵素には、複数個
（４個、６個等）の塩基配列を認識して切断するような
ものがある。こうして形成されたフラグメントをＦ１，
Ｆ２，…Ｆｎと呼ぶ。これらのＤＮＡフラグメントの塩
基配列を決定することが課題である。後に述べるとお
り、この配列決定のため更に短い泳動用フラグメント群
を得るので混同を避けるために塩基配列決定用の対象で
あるＦ１，Ｆ２，…ＦｎをサンプルＤＮＡと呼ぶことに
する。
次に、各サンプルＤＮＡを分離精製した後、前述の従来
法に準じ処理して、片方の末端がラベルづけされたＤＮ
Ａフラグメントを調製する。ただし、ラベルとなる物質
として、放射性リン32Ｐではなく、蛍光物質を用いる。
法に準じ処理して、片方の末端がラベルづけされたＤＮ
Ａフラグメントを調製する。ただし、ラベルとなる物質
として、放射性リン32Ｐではなく、蛍光物質を用いる。
次に各サンプルＤＮＡごとに、ラベルづけされた試料を
４つに分取し、分取ごとに異なる調整を行う。すなわ
ち、４種の塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃを特異的あるい
は選択的に修飾する化学物質によって４つに分取された
試料ごとに個別に修飾した後、その修飾部位を選択的に
切断する化学物質によってそれぞれ部分切断する。
４つに分取し、分取ごとに異なる調整を行う。すなわ
ち、４種の塩基Ｇ，Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃを特異的あるい
は選択的に修飾する化学物質によって４つに分取された
試料ごとに個別に修飾した後、その修飾部位を選択的に
切断する化学物質によってそれぞれ部分切断する。
上記のＦ１で示されるサンプルＤＮＡから調整したフラ
グメントのうち塩基Ｇの部位を部分切断したものＦ1Gと
呼ぶこととする。フラグメントＦ1Gの中には、一端が蛍
光物質でラベルされ他端が塩基Ｇの種々の部位でそれぞ
れ切断されたフラグメントおよび、両端とも塩基Ｇの種
々の部位で切断され、ラベルされていないフラグメント
が含まれる。これらのうち、一端がラベルされたものだ
けに注目すると、一端がラベルされ、他端が種々の塩基
Ｇ部位で一回切断された大小のフラグメントのセットが
できる。同様に塩基Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃについても大小
のフラグメントのセットができる。
グメントのうち塩基Ｇの部位を部分切断したものＦ1Gと
呼ぶこととする。フラグメントＦ1Gの中には、一端が蛍
光物質でラベルされ他端が塩基Ｇの種々の部位でそれぞ
れ切断されたフラグメントおよび、両端とも塩基Ｇの種
々の部位で切断され、ラベルされていないフラグメント
が含まれる。これらのうち、一端がラベルされたものだ
けに注目すると、一端がラベルされ、他端が種々の塩基
Ｇ部位で一回切断された大小のフラグメントのセットが
できる。同様に塩基Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，Ｃについても大小
のフラグメントのセットができる。
次に、これら４種類のフラグメントＦ1G，Ｆ1G+A，Ｆ
1C+T，Ｆ1Cのセットを電気泳動板の一端にそった異なる
位置に個別に注入して分離を行なう。大小の各フラグメ
ントは、その長さによって泳動速度が異なるので分離さ
れ、同じ長さのものは同速度で泳動する。従来法では、
ここで、十分に泳動させた後に写真乾板を用いてバンド
を転写し、そのパターンを分析することによって塩基配
列を決定していた。本発明では、泳動を継続させなが
ら、その泳動路上の特定箇所をフラグメントが通過した
ことを蛍光物質からの蛍光により検出する。
1C+T，Ｆ1Cのセットを電気泳動板の一端にそった異なる
位置に個別に注入して分離を行なう。大小の各フラグメ
ントは、その長さによって泳動速度が異なるので分離さ
れ、同じ長さのものは同速度で泳動する。従来法では、
ここで、十分に泳動させた後に写真乾板を用いてバンド
を転写し、そのパターンを分析することによって塩基配
列を決定していた。本発明では、泳動を継続させなが
ら、その泳動路上の特定箇所をフラグメントが通過した
ことを蛍光物質からの蛍光により検出する。
第２図は、電気泳動槽と本発明による検出器、データ処
理装置、出力器などを備えた塩基配列決定装置を示して
いる。電気泳動槽１の両端には、それぞれ正負の電極２
Ａ，２Ｂを配置し、両電極２Ａ，２Ｂ間に電圧をかける
泳動駆動電源３を設置する。電気泳動槽１の上面には、
ゲル電気泳動板４が設けられる。一端が塩基Ｇ，Ｇ＋
Ａ，ＣＣ＋Ｔ，Ｃで切断された４種のフラグメント
Ｆ1G，Ｆ1G+A，Ｆ1C+T，Ｆ1Cはゲル電気泳動板４の一方
の縁近く、より詳しくは負側の電極２Ｂの近く並ぶ４箇
所の注入位置（図示せず）に個別に注入される。する
と、電極２Ａと２Ｂとの間に生じる電界により、各グラ
グメント群はゲル中を、第２図の下から上に向かう４本
の泳動路に沿って泳動する。これら泳動路の上で、かつ
それぞれ注入位置から同じ距離となるゲル電気泳動板４
の所定位置４箇所に検出器５（イ），５（ロ），５
（ハ），５（ニ）を設ける。検出器の数は４個に限ら
ず、５個の場合もあり、この場合には１個はレファレン
ス用として用いられる。又、４個を１組として複数組設
けてもよく、５個を１組としてそれを複数組設けてもよ
い。この検出器は、ＤＮＡフラグメントの一端の蛍光物
質からの蛍光を検出する光検出器である。なお、光の種
類を変え、つまり４種のフラグメント群（Ｆ1G，
Ｆ1G+A，Ｆ1C+TおよびＦ1C）の間でそれぞれラベルとす
る蛍光物質の種類を変え、蛍光波長でフラグメントの種
類を識別できるようにすれば一つのサンプルＤＮＡ（Ｆ
１，Ｆ２，…，Ｆｎの各々）につき１個の検出器でもよ
い。このように、１個の検出器が複数種のフラグメント
が通過したことを検出してもよい。これらの検出器５
（イ），５（ロ），５（ハ），５（ニ）は泳動しながら
通過する各フラグメントを検知し、検知信号を出す。そ
の状態を第３図に基づいて説明する。
理装置、出力器などを備えた塩基配列決定装置を示して
いる。電気泳動槽１の両端には、それぞれ正負の電極２
Ａ，２Ｂを配置し、両電極２Ａ，２Ｂ間に電圧をかける
泳動駆動電源３を設置する。電気泳動槽１の上面には、
ゲル電気泳動板４が設けられる。一端が塩基Ｇ，Ｇ＋
Ａ，ＣＣ＋Ｔ，Ｃで切断された４種のフラグメント
Ｆ1G，Ｆ1G+A，Ｆ1C+T，Ｆ1Cはゲル電気泳動板４の一方
の縁近く、より詳しくは負側の電極２Ｂの近く並ぶ４箇
所の注入位置（図示せず）に個別に注入される。する
と、電極２Ａと２Ｂとの間に生じる電界により、各グラ
グメント群はゲル中を、第２図の下から上に向かう４本
の泳動路に沿って泳動する。これら泳動路の上で、かつ
それぞれ注入位置から同じ距離となるゲル電気泳動板４
の所定位置４箇所に検出器５（イ），５（ロ），５
（ハ），５（ニ）を設ける。検出器の数は４個に限ら
ず、５個の場合もあり、この場合には１個はレファレン
ス用として用いられる。又、４個を１組として複数組設
けてもよく、５個を１組としてそれを複数組設けてもよ
い。この検出器は、ＤＮＡフラグメントの一端の蛍光物
質からの蛍光を検出する光検出器である。なお、光の種
類を変え、つまり４種のフラグメント群（Ｆ1G，
Ｆ1G+A，Ｆ1C+TおよびＦ1C）の間でそれぞれラベルとす
る蛍光物質の種類を変え、蛍光波長でフラグメントの種
類を識別できるようにすれば一つのサンプルＤＮＡ（Ｆ
１，Ｆ２，…，Ｆｎの各々）につき１個の検出器でもよ
い。このように、１個の検出器が複数種のフラグメント
が通過したことを検出してもよい。これらの検出器５
（イ），５（ロ），５（ハ），５（ニ）は泳動しながら
通過する各フラグメントを検知し、検知信号を出す。そ
の状態を第３図に基づいて説明する。
第３図において、各フラグメントＦ1G，Ｆ1G+A，
Ｆ1C+T，Ｆ1Cの泳動路上の検出器５（イ），５（ロ），
５（ハ），５（ニ）による検知信号は増幅器６で増幅さ
れる。増幅信号は時間の経過とともに増幅器６から第３
(b)図に示すような信号として送り出される。信号強度
のピーク部分は、各検出器５（イ），５（ロ），５
（ハ），５（ニ）がそれぞれ塩基Ｇ、Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，
Ｃのフラグメントの泳動を検知したことを示している。
Ｆ1C+T，Ｆ1Cの泳動路上の検出器５（イ），５（ロ），
５（ハ），５（ニ）による検知信号は増幅器６で増幅さ
れる。増幅信号は時間の経過とともに増幅器６から第３
(b)図に示すような信号として送り出される。信号強度
のピーク部分は、各検出器５（イ），５（ロ），５
（ハ），５（ニ）がそれぞれ塩基Ｇ、Ｇ＋Ａ，Ｃ＋Ｔ，
Ｃのフラグメントの泳動を検知したことを示している。
次に、この増幅信号が第２図に示すデータ処理装置７に
入力されて、解読されて塩基配列が決定される。第３
(b)図に示す信号のうち、図中下部に位置するピーク
は、短時間で速く泳動したフラグメントを示し、長さが
短かく分子量の小さいＤＮＡフラグメントを検知したこ
とを意味している。そこで、長さが１塩基変化する毎に
検出時間が異なるので、短時間であらわれるピークから
順次読むことにより塩基配列を決定することができる。
たとえば、第３(b)図に示す信号については、フラグメ
ントＦ1Gのラインからの信号が最初に出てくるので末端
は塩基Ｇであり、次いで塩基Ａ，Ｇ，Ｃ，Ａ，Ｔ，Ｃと
順次配列が決定されていく。これらの出力はデータ処理
装置７内で整理された後、配列順に、処理装置８、例え
ばプリンタによってＧＡＧＣＡＴＣなどの文字で出力さ
れる。
入力されて、解読されて塩基配列が決定される。第３
(b)図に示す信号のうち、図中下部に位置するピーク
は、短時間で速く泳動したフラグメントを示し、長さが
短かく分子量の小さいＤＮＡフラグメントを検知したこ
とを意味している。そこで、長さが１塩基変化する毎に
検出時間が異なるので、短時間であらわれるピークから
順次読むことにより塩基配列を決定することができる。
たとえば、第３(b)図に示す信号については、フラグメ
ントＦ1Gのラインからの信号が最初に出てくるので末端
は塩基Ｇであり、次いで塩基Ａ，Ｇ，Ｃ，Ａ，Ｔ，Ｃと
順次配列が決定されていく。これらの出力はデータ処理
装置７内で整理された後、配列順に、処理装置８、例え
ばプリンタによってＧＡＧＣＡＴＣなどの文字で出力さ
れる。
なお、核酸の塩基配列決定装置としては、各光検出器の
出力の時間変化を記録する手段を備えていればよく、前
記の増幅器、データ処理装置、出力装置などは所望によ
り備えることもできる。
出力の時間変化を記録する手段を備えていればよく、前
記の増幅器、データ処理装置、出力装置などは所望によ
り備えることもできる。
本発明によれば次のような効果がある。
(1)従来のように電気泳動パターンを写真に撮る必要が
なく、短時間で、しかも泳動を継続しながら塩基配列を
決定することができる。
なく、短時間で、しかも泳動を継続しながら塩基配列を
決定することができる。
(2)従来法では電気泳動に要する時間に非常な注意を要
していた。すなわち、時間が短かすぎると十分にＤＮＡ
フラグメントが分離しないのでせいぜい１００塩基程度
しか解読できず、時間が長すぎると小さいＤＮＡフラグ
メントがゲルの終端に到達してしまい読みとれなくなっ
てしまう。そこで、何段かに分けて泳動させるという手
間がかかっていた。本発明によれば、小さいフラグメン
トからゲルによる分離能の限界に至る程大きいフラグメ
ントまでの測定をすることができる。
していた。すなわち、時間が短かすぎると十分にＤＮＡ
フラグメントが分離しないのでせいぜい１００塩基程度
しか解読できず、時間が長すぎると小さいＤＮＡフラグ
メントがゲルの終端に到達してしまい読みとれなくなっ
てしまう。そこで、何段かに分けて泳動させるという手
間がかかっていた。本発明によれば、小さいフラグメン
トからゲルによる分離能の限界に至る程大きいフラグメ
ントまでの測定をすることができる。
(3)以上のことはＲＮＡについても言える。
(4)各塩基の種類に対応するフラグメント群毎に泳動経
路を設け、それぞれ光検出手段を配置した構成では、群
毎の泳動条件及び時間検出条件の差を小さくできるので
各塩基の相互配列が正確にわかり、配列決定精度を高め
る事ができる。
路を設け、それぞれ光検出手段を配置した構成では、群
毎の泳動条件及び時間検出条件の差を小さくできるので
各塩基の相互配列が正確にわかり、配列決定精度を高め
る事ができる。
第１(a)図は、一端がラベルされたＤＮＡフラグメント
を模式的に示した図である。第１(b)図は、塩基Ｇに特
異な反応によって第１(a)図に示すフラグメントが塩基
Ｇの部位でさらに切断されたＤＮＡフラグメントを模式
的に示した図である。第１(c)図は、第１(b)図に示すＤ
ＮＡフラグメントを除くフラグメントを示した図であ
る。第２図は、本発明の一実施例を示す図である。第３
図は、第２図中の検出器と増幅器から出力された信号を
示す図である。 １……電気泳動槽、２Ａ，２Ｂ……電極、３……泳動駆
動電源、４……ゲル電気泳動板、５（イ），５（ロ），
５（ハ），５（ニ）……検出器、６……増幅器、７……
データ出力装置、８……出力装置。
を模式的に示した図である。第１(b)図は、塩基Ｇに特
異な反応によって第１(a)図に示すフラグメントが塩基
Ｇの部位でさらに切断されたＤＮＡフラグメントを模式
的に示した図である。第１(c)図は、第１(b)図に示すＤ
ＮＡフラグメントを除くフラグメントを示した図であ
る。第２図は、本発明の一実施例を示す図である。第３
図は、第２図中の検出器と増幅器から出力された信号を
示す図である。 １……電気泳動槽、２Ａ，２Ｂ……電極、３……泳動駆
動電源、４……ゲル電気泳動板、５（イ），５（ロ），
５（ハ），５（ニ）……検出器、６……増幅器、７……
データ出力装置、８……出力装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 33/58 Ａ 7055−2Ｊ (72)発明者 菱沼 文男 東京都町田市南大谷字11号916番地の２ 株式会社三菱化成生命科学研究所内 (72)発明者 柴 忠義 東京都町田市南大谷字11号916番地の２ 株式会社三菱化成生命科学研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】蛍光物質でラベルされ、切断部位の塩基の
種類が異なる複数種類の核酸フラグメント群が個別に区
分注入されるゲル電気泳動板と、上記ゲル電気泳動板に
電界を印加して注入された核酸フラグメント群に一方向
に電気泳動力を付与し、もって上記ゲル電気泳動板中に
形成される複数の泳動路にそって上記複数種類の核酸フ
ラグメント群を個別に泳動せしめる電界印加手段と、上
記複数の泳動路のそれぞれ限定された位置にて核酸フラ
グメントが通過することを個別に検出する光検出手段と
を有し、上記光検出手段から得る複数の泳動路ごとの検
出出力の時間変化により対象試料の塩基配列を決定する
ことを特徴とする核酸の塩基配列決定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59015226A JPH0610665B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 核酸の塩基配列決定装置 |
| JP5114374A JPH0734005B2 (ja) | 1984-02-01 | 1993-05-17 | 核酸の塩基配列決定装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59015226A JPH0610665B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 核酸の塩基配列決定装置 |
| JP5114374A JPH0734005B2 (ja) | 1984-02-01 | 1993-05-17 | 核酸の塩基配列決定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5114374A Division JPH0734005B2 (ja) | 1984-02-01 | 1993-05-17 | 核酸の塩基配列決定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60161559A JPS60161559A (ja) | 1985-08-23 |
| JPH0610665B2 true JPH0610665B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=26351346
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59015226A Expired - Lifetime JPH0610665B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 核酸の塩基配列決定装置 |
| JP5114374A Expired - Lifetime JPH0734005B2 (ja) | 1984-02-01 | 1993-05-17 | 核酸の塩基配列決定装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5114374A Expired - Lifetime JPH0734005B2 (ja) | 1984-02-01 | 1993-05-17 | 核酸の塩基配列決定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPH0610665B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1223831A (en) | 1982-06-23 | 1987-07-07 | Dean Engelhardt | Modified nucleotides, methods of preparing and utilizing and compositions containing the same |
| USRE43096E1 (en) * | 1984-01-16 | 2012-01-10 | California Institute Of Technology | Tagged extendable primers and extension products |
| US5821058A (en) | 1984-01-16 | 1998-10-13 | California Institute Of Technology | Automated DNA sequencing technique |
| JPS61173158A (ja) * | 1985-01-02 | 1986-08-04 | カリフオルニア・インステイテユ−ト・オブ・テクノロジ− | Ｄｎａ配列決定法 |
| DE3620235A1 (de) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | EG & G., Inc., Wellesley, Mass. | System zur bestimmung der groessen von biologischen makromolekuelen |
| GB8626575D0 (en) * | 1986-11-06 | 1986-12-10 | Amersham Int Plc | Biochemical sequencing |
| JP2675068B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1997-11-12 | 株式会社日立製作所 | Ｄｎａ検出装置 |
| US5338687A (en) * | 1992-09-11 | 1994-08-16 | Lee Lawrence L | Detection of biological macromolecules by NMR-sensitive labels |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690200B2 (ja) * | 1984-01-16 | 1994-11-14 | カリフオルニア・インステイテユ−ト・オブ・テクノロジ− | オリゴヌクレオチドの分析法 |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59015226A patent/JPH0610665B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-17 JP JP5114374A patent/JPH0734005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60161559A (ja) | 1985-08-23 |
| JPH0734005B2 (ja) | 1995-04-12 |
| JPH0643135A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |