JPH09508793A - 融解温度多形性の高電場検出 - Google Patents

融解温度多形性の高電場検出

Info

Publication number
JPH09508793A
JPH09508793A JP7520743A JP52074395A JPH09508793A JP H09508793 A JPH09508793 A JP H09508793A JP 7520743 A JP7520743 A JP 7520743A JP 52074395 A JP52074395 A JP 52074395A JP H09508793 A JPH09508793 A JP H09508793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
polymer matrix
heteroduplex
iso
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7520743A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3710142B2 (ja
Inventor
バリイ・エル カーガー,
ウイリアム・ジー シリー,
フランテイセク フオレツト,
コンステインテイン クラプコ,
フオウソン ケオハボング,
アハロン・エス コーエン,
ロジヤー・ダブリユー ギース,
アレクセイ ベレンキイ,
Original Assignee
マサチユセツツ・インスチチユート・オブ・テクノロジー
ノースイースタン・ユニバーシテイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マサチユセツツ・インスチチユート・オブ・テクノロジー, ノースイースタン・ユニバーシテイ filed Critical マサチユセツツ・インスチチユート・オブ・テクノロジー
Publication of JPH09508793A publication Critical patent/JPH09508793A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3710142B2 publication Critical patent/JP3710142B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6827—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
    • 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
    • C12Q1/6809—Methods for determination or identification of nucleic acids involving differential detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/81—Packaged device or kit

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本開示は、少なくとも1塩基対異なる二本鎖DNA種の分割法に関する。各々の種は、より高熱耐性の融解ドメインに連続した独特な融解温度を持つイソ融解ドメインが特徴である。

Description

【発明の詳細な説明】 融解温度多形性の高電場検出 発明の背景 核酸配列および個体群の多形性における多様性は、バイオテクノロジー、突然 変異誘発、ヒト遺伝学および癌遺伝学の分野で研究されている。これまでに存在 した核酸配列中(野生型DNA)の変種は、突然変異と呼ばれている。突然変異 は、DNA配列中の1つ、または幾つかの塩基対の変化を含む。変化には付加、 欠失、逆位または置換がある。 遺伝的疫学の分野では突然変異の原因を立証するために、突然変異のパターン を検出できることが有用である。小児遺伝学の分野では、突然変異の検出が新生 児に稀な遺伝疾患の初期診断のためのスクリーニングに有用である。予想される 両親の遺伝的カウンセリングでは、彼らの細胞中の突然変異の検出には重大な価 値があると考えられる。また突然変異の検出は、規制標準へのコンプライアンス を確認するために、ワクチンまたは組換えタンパク質のような生物学的に生産さ れる医薬品の製造にも有用である。突然変異の検出はまた、遺伝的損傷が化粧品 中の添加物または環境的混入物のような特定の原因によって生じたのかどうかを 決定するために、毒物学的研究においても有用である。 特定の遺伝子座での突然変異は(例えば、点特異的突然変異)、有意に変化し た細胞性の挙動を生じ得る。しかし、突然変異DNAを含むかもしれないDNA 試料として与えられた中の全DNA分子中に、突然変異したDNA分子の部分は 大変多様に存在する。すなわち、多くの病状はたとえ小部分のDNAが突然変異 しても発病しうる。例えば、組織または血液試料中の小さな細胞部分に存在する 突然変異で、癌細胞を検出する能力は、癌の転移を検出するために、癌が再発し ているシグナルと して、または癌発生の初期のスクリーニングとして有用となり得る。さらに、例 えば腫瘍を持つ器官中の非−腫瘍組織中での腫瘍抑制遺伝子、p53の突然変異 的範囲を決定することは、おそらく個々の腫瘍の可能性のある原因を同定できる (Harris,C.C.,Science、262:1980-1981(1993年、12月24日)。 細胞からDNAの単離、クローニングおよびクローン化生成物のシークエンシ ングを含む多くの方法が、突然変異DNAを検出するために使用されてきた。幾 つかの電気泳動法は、突然変異DNAを野生型DNAから分離するために使用さ れ、その方法には例えば変性勾配ゲル電気泳動法(DGGE)(Fischer,S.G.,お よびLerman,L.S.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,80:1579-1583(1983);Cariello,N.F., ら、Am.J.Hum.Genet.,42:726-734(1988))を含む。しかしこれらの方法は遅く、 そして使用し難い。さらに放射性リン酸を用いた標識DNA分子の生成のような 、一定の普通の研究室における数日間の実験で、これらの方法を妨害する放射性 分解が起こった。妨害反応生成物は、60℃以上の温度で何時間にも及ぶ分離に よる熱分解、通常の研究室の蛍光灯備品からの光での光化学反応、および水溶液 中に存在する活性酸素種が関与すると思われる化学反応からも生じることが判明 した。 したがって、試料中に存在する全DNA分子数に比べて、小さなDNA部分と して存在する突然変異DNA配列を含む試料中に含まれる突然変異DNA配列を 検出できる迅速かつ再現性のある方法は、大変重要である。発明の要約 本発明は突然変異DNAを含むDNA分子の分離、または分割および検出法に 関する。本発明はまた、突然変異DNAを含む試料中、試料中 の全DNAに関連する突然変異DNAの部分を濃縮する方法に関する。特に本発 明は、突然変異核酸配列(例えばDNAまたはRNA)を非−突然変異(野生型 )核酸配列から分割(すなわち、物理的分離)する方法に関する。本発明の方法 は、部分的な変性条件、ポリマーマトリックスおよび高電場を使用して、簡単で 、迅速かつ再現性のある突然変異DNAまたはRNAおよび野生型DNAまたは RNA配列を、高解像度で分離する方法を提供する。また本発明は、未反応DN Aから化学的に反応した(例えばメチル化DNA)DNAまたはRNAを分離す る。 本明細書に記載する分離法では、突然変異または非−突然変異DNA分子の分 離は、ポリマーマトリックス内の高電場で部分的に融解した(部分変性)二本鎖 −DNA分子の移動度(動き)が、非融解(完全にアニールしている)二本−鎖 分子に比べて減少するという事実に基づく。本方法での使用に適するDNAまた はRNA配列は、2つのイソ−融解ドメインを含む:第一イソ−融解ドメインは 、第一温度で融解する低温イソ−融解ドメインと言い、そして第二イソ−融解ド メインは第二のより高温で融解する高温イソ−融解ドメインと言う。本明細書で は、高温イソ−融解ドメインは低温イソ−融解ドメインよりもより高熱耐性なド メインとも言う。2つのイソ−融解ドメインはDNAまたはRNA配列内で連続 している。(これからは用語DNAは、RNAに適用される記載について同等に 使用する、と理解される。)本明細書で定義される“融解”という用語は、2つ の一本鎖DNAを形成することにより、DNAの相補的二本鎖が互いに分離する 傾向を言う。本明細書で使用する“部分融解”とは、低温イソ−融解ドメインは 融解しているが、高温イソ−融解ドメインは完全にアニールしている問題のDN A状態を言う。本明細書では、イソ−融解ドメインは、中のすべての塩基対があ る一定の 条件下で本質的に同時に融解する二本鎖DNA配列と定める。したがって存在す る条件に依存して、特定のDNA配列は完全にアニールしているか、あるいは完 全に融解しているかのいずれかである。一定の変性剤濃度および/または温度範 囲内で、DNA配列中の高温および低温イソ−融解ドメインの両方の存在は、一 本鎖および二本鎖DNAの両方を含む安定な部分的融解中間体の存在を確実にす る。完全融解および非融解ドメイン間の平衡が存在する。そのような平衡は、共 同的平衡として統計力学の分野で説明される。 低温イソ−融解ドメイン中の1つ以上の塩基変化が異なる、高温および低温イ ソ−融解ドメインを含む二本鎖DNA分子の混合物が、部分変性条件下(すなわ ち、低温イソ−融解ドメインの融解を生じるが、高温イソ−融解ドメインは融解 しない条件)で、ポリマーマトリックスを用い電気泳動した時、二重鎖は非融解 DNAおよび部分融解種間で種々の協同的平衡状態を表す。ゆっくりと、部分的 に融解する状態のDNA分子による消費時間は、特定の配列の間で異なる。非融 解二本鎖DNAは、ポリマーマトリックスを最も速く通って移動する一方、部分 融解種はよりゆっくりと移動する。したがって、マトリックスを通る部分融解状 態の速度は、非融解状態の速度よりも遅い。結果として、塩基対変化を有する核 酸分子はポリマーマトリックスを通る相対移動度に基づき識別できる(分離され る)。 本発明の重要な工程は、問題のDNAを単離した時に得た突然変異体ホモ二重 鎖DNA配列の、野生型DNA配列を持つヘテロ二重鎖への転化である。典型的 には、DNA試料は優勢な野生型配列の中に小部分の突然変異体配列が存在する 。野生型配列および突然変異体配列を含む試料を加熱することにより、二本鎖配 列が融解し、そして一本鎖配列が形 成する。これらの一本鎖配列は、逆平行突然変異体鎖およびほとんど同一の野生 型鎖が、1つの野生型鎖および1つの突然変異体鎖を含むヘテロ二重鎖DNAを 形成する条件下で、再度アニールされる。本明細書で使用する“ほとんど同一” という用語は、既に存在する核酸配列から最高約25塩基対の配列変化を含むも のと定める。突然変異体配列に対する野生型の比は高いので、本質的にすべての 一本鎖突然変異体配列が野生型配列と再会合する。重要なことは、そのような各 ヘテロ二重鎖の融解温度が、完全に対合している野生型ホモ二重鎖の融解温度よ りも有意に低いことである。したがって、本質的にすべての突然変異DNA配列 が、本明細書に記載された方法を使用して優勢な野生型(ホモ二重鎖)DNA配 列から容易に分離される状態(ヘテロ二重鎖)に転換される。 簡単に述べると、本発明は以下の工程を含む。問題のDNA(すなわち、本方 法で分析されるDNA)は、突然変異を含むと疑われる、または問題とする突然 変異の生物起源に由来する、典型的には約100−500塩基対のDNA配列で ある。問題のDNAを次に細胞、ウイルス、体組織および体液のような生物的起 源、プラスミド、環境試料または実験混合物から単離する。単離により、問題の DNAは実質的に他の細胞性高分子、例えばタンパク質を含まない。単離は周知 の実験技術を使用して行うことができる。 問題のDNAの融解温度は、計算して(もしa prioriで知られていないならば )、DNAが2つのイソ−融解ドメイン、第一イソ−融解ドメイン(第一融解温 度で融解する低温イソ−融解ドメインと言う)および第二イソ−融解ドメイン( 第二の融解温度で融解する高温イソ−融解ドメインと言う)を含むかどうかを測 定する。あるいは、DNAの融解温度を実験的に決定する。 問題の突然変異は、適当な低温イソ−融解ドメイン内になければならず、すな わちイソ−融解ドメインはより高熱耐性のイソ−融解ドメインと接している。さ らに、低温イソ−融解ドメインは適当な長さ(例えば、約100−150塩基対 )でなければならない。もし問題の突然変異がそのようなイソ−融解ドメイン内 になければ、問題のDNAを修飾して連続的な高および/または低イソ−融解ド メイン(1つ)/(複数)に付けることができ、すなわち突然変異を含むイソ− 融解ドメインを、適当な低温融解ドメインに転換することができる。DNAの修 飾は、種々の方法で行える。例えば、高温クランプ配列をDNAリガーゼの反応 により、問題のDNAに付けることができる。あるいはクランプは、高熱耐性の 配列を含むイソ−融解配列を1つのDNAプライマーとして使用して、適当な増 幅手段(すなわち高複製PCRのような低い誤差率の増幅法)により問題の配列 を増幅することにより付けることができる。配列修飾は、以下に記載するように 、より高熱耐性の配列を含む所望の配列を5’方向に含む、既に合成した過剰モ ルのDNA配列を用いて、問題のDNAを融解または再アニーリングすることに より行うことができる。この反応は、不均一な長さの2つの鎖から成るDNAを 生じる(すなわち、1方の鎖が他方の鎖よりも短い)。次に短いDNA鎖を、D NAポリメラーゼの作用により延長して、同じ長さの二本の鎖を含んで成る二本 鎖分子を作成する。 イソ−融解ドメインを含む問題の単離された、二本鎖DNA配列を、制限エン ドヌクレアーゼまたはDNAを配列−特異的様式で切断できる他の薬剤に接近で きるようにするために、さらに処理することができる。単離されたDNAを次に 1つ以上の適当に選択された制限エンドヌクレアーゼまたは他の配列−特異的薬 剤で切断し、二本鎖(double-strande d:ds)非−突然変異体/非−突然変異体および突然変異体/突然変異体DNA断 片を生成する。生成したDNA断片は得たままで処理することができ、あるいは 場合によっては望ましくない断片の幾つかを除去するために部分精製するか、ま たは特定の長さの断片を得ることができ、これにより生成した問題の断片化二本 鎖DNAを濃縮する。部分単離は、例えばPAGE、分子ふるいマトリックスで のキャピラリー電気泳動による大きさに基づく分離、あるいは他の周知な実験技 法に基づく。本明細書に記載する方法により分析されるDNA配列は同じ長さで あるか、または長さが異なり、そしてわずかヌクレオチド1塩基対異なるだけで もよいことに注目されたい。 dsDNA断片を制御された条件下で加熱により融解し(変性)、そして冷却( 再アニール)して、非−突然変異体配列および突然変異体配列が、非−突然変異 体/突然変異体ヘテロ二重鎖を形成できるようにする。再アニーリング時には、 非−突然変異体/非−突然変異体鎖を含むホモ二重鎖ならびに突然変異体/突然 変異体鎖を含むホモ二重鎖も形成する。突然変異体/突然変異体鎖を非−突然変 異体/突然変異体ヘテロ二重鎖に転換する工程は、断片化処理の後か、または前 でもよい。幾つかの問題のDNAは、実験的にヘテロ二重鎖を形成させるための 操作が必要無いような状態で自然に得ることができる。これは“突然変異体”D NAが化学的変化を持つとき、まさにそうである。 ヘテロ二重鎖を次に、非−突然変異体/非−突然変異体ホモ二重鎖を融解せず に、非−突然変異体/突然変異体ヘテロ二重鎖を部分融解する部分変性条件を使 用して、ホモ二重鎖から分離する。部分融解時のヘテロ二重鎖は、非融解ホモ二 重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動する。 ポリマーマトリックスは、高電場中での使用に適する材料から成る流路または 導管内に含まれる。1つの態様では、流路はキャピラリーカラムである。これら の流路は並べて配列させることができ、同時に多数の試料を分析して高処理量を 可能にする。(キャピラリーカラムおよび一定の変性条件を使用するとき、本明 細書に記載する方法も、定変性剤キャピラリー電気泳動法(constant denaturant capillary electrophoresis)、すなわちCDCEと言う)。 本発明の1つの態様において重要なことは、ポリマーマトリックスが“取り替 えられる2ように形成される、すなわち試料の泳動後に流路から容易に取り出せ (抽出または押し出される)、次の試料を泳動する前に流路中に新しいポリマー マトリックスを導入できる点である。このように連続的なCDCEのサイクルを 容易に行うことができる。各サイクルには、試料をCDCEに供すること、分離 されたヘテロ二重鎖を含む部分を回収すること、場合によっては適当な増幅手段 により部分を増幅すること、ポリマーマトリックスを交換すること、および再度 ヘテロ二重鎖をCDCEに供することが含まれる。CDCEの各サイクルは、突 然変異体DNAの検出を有意に向上させることができる。 別の態様では、流路は溝または小さいプレートに切断されたカナル(canal)、 またはチップ(chip)である。各チップは単一または多流路を含むことができ、し たがってまた多数の試料の分析が可能である。 本発明に記載する分離および分析法は、低温イソ−融解ドメインを融解するが 、高温イソ−融解ドメインは融解しない部分変性条件下で行われる。1つの態様 では、問題の各DNA配列のための適当な部分変性条件は、流路内に含まれるポ リマーマトリックスの温度、およびポリマーマトリックス内に含まれる化学変性 剤(例えば尿素および/またはホル ムアミド)の組み合わせにより行われる。別の態様では、適当な部分変性条件は 、ポリマーマトリックス単独の温度により達成される。例えば、変性条件は周囲 温度(例えば、周辺温度または室温)よりわずかに高い温度、およびポリマーマ トリックス中の化学変性剤の適度な濃度により達成される。あるいは、ポリマー マトリックス中の変性剤の濃度を増加させるならば、より低温を使用することも できる。変性条件はポリマーマトリックス中に化学変性剤の存在無しに、温度の みで達成することができる。この態様では、変性条件に到達するために選択した 温度は、非−突然変異体/非−突然変異体ホモ二重鎖の低温イソ−融解ドメイン が融解する温度、またはその温度に近い温度である。一般的に本明細書に記載す る方法は、ポリマーマトリックスの温度が約24℃から約100℃である。しか し、特定のDNA配列には、問題のヌクレオチド配列に応じて、部分融解を達成 するためにわずかに高い、またはわずかに低い温度が必要かもしれない。いずれ の態様においても、部分変性条件は一定であるか、あるいは段階的に達成できる 。 ポリマーマトリックスを、マトリックス中のホモ二重鎖からヘテロ二重鎖を分 離するために十分な時間、高電場に供する(例えば、約50から約1200ボルト/cm )。二重鎖の相対移動度は、それらがマトリックスを通って移動し、そして固定 した場所に位置する検出器を通った時に検出できる。あるいは、マトリックスを 通る二重鎖の移動は、電場を切ることにより、または二重鎖の移動を妨害する特 別な条件をポリマーマトリックス中に達成することにより、本質的にマトリック ス中の二重鎖を“固定2する特別な時間で停止される。次に止めた二重鎖の相対 的位置を、マトリックスをスキャンニングすることにより決定できる。最終的に 二重鎖の相対的移動は、ヘテロ二重鎖およびホモ二重鎖を含む流出液をマ トリックスから出る時にモニタリングすることにより(すなわち溶出液)検出で きる。(このポリマーマトリックス中の、またはそれらがマトリックスから出た 時の二重鎖の相対位置のプロフィールを、本明細書では電気泳動図と言う。)い ずれの場合においても、マトリックスを通るヘテロ二重鎖およびホモ二重鎖の相 対的移動度は、特別な部分変性条件下のDNA断片のイソ−融解ドメインの協同 的平衡により支配される。 マトリックスを通過した二重鎖の移動の検出(または記録)は、放射性、蛍光 または化学発光手段を含む様々な手段により行うことができる。特に、レーザー 誘導蛍光(laser-induced fluorescence:LIF)は便利であり、そして高感度な 検出が可能である。溶出液画分は、流路を出る時に集めることもできる。回収し た画分を増幅して、またはしないで周知のシークエンシング法により分析でき、 回収した画分中に含まれるDNAの核酸配列を決定できる。あるいは、野生型D NA画分に比べてヘテロ二重鎖部分を濃縮する手段として、画分を回収し、そし てヘテロ二重鎖含有画分をポリマーマトリックスに何回も通すことができ、そし てこのようにして問題の突然変異の検出を増大させる。 本明細書に記載する分離および検出法の重要な利点は、迅速な熱の消散および 低電流の発生を可能にする薄いポリマーマトリックスの使用であり、これにより 高電場の使用を可能にする。高電場の使用で、従来の変性ゲル電気泳動を使用す る時間よりも短時間で、突然変異体および野生型DNA配列の分離が可能である 。さらに、粘性レベルを減少させるために、低濃度の化学変性剤を含む、または 化学変性剤を含まない非−架橋−結合ポリマーマトリックスの使用により、各泳 動後のマトリックスの交換が可能となり、これは再現性および各操作の容易性を 大いに増大させる。 典型的な100−200塩基対(bp)DNA断片に関して、突然変異体一含 有ヘテロ二重鎖は、野生型ホモ二重鎖配列から一般的に30分以内で分離される 。本明細書に記載する方法の利点は、問題のDNA配列が同数の塩基対(例えば 、同じ長さの配列)を含むことがてきる点である。本明細書に記載する方法の別 の利点は、試料中の全DNA配列の中に小部分を示すだけの問題のDNA配列を 検出する能力である。特に、この方法は試料中に存在する全DNA分子の中に小 部分を示すだけの突然変異体DNA分子の検出を可能にする。例えば、本明細書 に記載されるようなキャピラリーカラムで泳動された突然変異体および野生型分 子の全混合物の、わずか3×10-4を示す突然変異体DNA分子部分を検出でき る。すなわち、本明細書に記載する一定の変性条件下で泳動されるポリマーマト リックスを含有するキャピラリーカラムは、ピークあたり1010−1011分子で 飽和せず、dsDNAのわずか3×104コピーのピークがLIFを使用してバ ックグラウンドより高く視覚化できる。また本明細書に記載するように、この突 然変異体DNA分子の部分は、より一層少量の突然変異体分子(例えば5×10-6 )でさえも検出できるように、連続的なCDCEのサイクルで濃縮できる。 本明細書に記載する方法は、突然変異体が試料中に含まれる全DNAの小部分 だけを表す時、野生型配列から突然変異体DNA配列を分離そして検出する迅速 かつ再現性のある方法を提供する。本発明の分離法は、突然変異体配列の検出が 重要である任意のバイオテクノロジー的応用に良く適している。この方法は、D NA配列中の点突然変異、プラスミド中の突然変異、ならびに遺伝子治療に使用 する核酸配列の検出、突然変異的スペクトロメトリー(例えば、p53腫瘍抑制 遺伝子のような、与えられた配列に関する突然変異の種類および数の決定)、あ るいは多形 性または胚突然変異についてプールしたヒト組織試料を同時にスクリーニングす るために、特によく適している。図面の簡単な説明 図1Aは、HPRTエキソン3融解マップおよび増幅法で使用したオリゴヌク レオチドプライマーの相対位置を表す概略図である。 図1Bは、HPRTエキソン3のPCR法の概略を示している。 図2は、室温で7M尿素中での7%モノマー直鎖ポリアクリルアミドを使用す る野生型HPRTエキソン3断片のDNA結合プロフィールを示すキャピラリー 電気泳動図である。唯一のピーク、非−突然変異体/非−突然変異体ホモ二重鎖 が観察される。 図3は、60℃で7M尿素中での7%モノマー直鎖ポリアクリルアミドを使用 する野生型HPRTエキソン3断片のDNA結合プロフィールを示すキャピラリ ー電気泳動図である。高温融解ドメインを含む幾つかのホモ二重鎖が完全に融解 した。これは電気泳動で高速な一本鎖DNAを生成する。 図4は、60℃で7M尿素中での7%モノマー直鎖ポリアクリルアミドを使用 するHPRT-Munich突然変異体エキソン3断片のDNA結合プロフィールを示す電 気泳動図である。 図5は、60℃で7M尿素中での7%モノマー直鎖ポリアクリルアミドを使用す る野生型HPRTエキソン3断片混合物のDNA結合プロフィールを示す電気泳 動図である。ここでは低イソ−融解ドメインの種々の融解温度で、突然変異体お よび非−突然変異体ホモ二重鎖が明瞭に分離されたことが分かる。 図6は、CW7、J3と命名された非−突然変異体ヒトミトコンドリアDNA 断片の融解マップ、およびPCRプライマーの位置を示す。垂 直の矢印は、本発明を試験するために使用した配列中のCW7およびCJ3それ ぞれの唯一の塩基対差の位置を示す。マップ上の1塩基対は、ヒト ミトコンド リアゲノムのbp10,011に対応する。 図7は、図6の配列を使用した、通常のスラブーゲル変性勾配ゲル電気泳動(d enaturing gradient gel electrophoresis:DGGE)分離を示す。2つのホモ二重鎖 (GCおよびAT)ならびに2つのヘテロ二重鎖(GTおよびAC)の等モル混 合物。ss=一本鎖断片。 図8は、カラム温度に関する一定変性剤キャピラリー電気泳動(CDCE)分離を示 す一連の電気泳動図である。 図9A、9Bおよび9Cは、様々な変性条件で得た一連の電気泳動図を示し、 これでは突然変異体/非−突然変異体ヘテロ二重鎖の鋭さがこれら条件に相関す るようである。 図10A、10Bおよび10Cは、レーザー−誘導蛍光発生およびフルオレセ イン標識DNA断片と組み合わせた時のCDCEの起動的範囲を示す一連の電気 泳動図である。ピーク付近の数はピーク面積を示す。 図11は、大過剰な野生型DNAが存在する中で少量の突然変異体部分(3× 10-4)の検出を示す電気泳動図を表す。 図12Aは、一回のCDCE/PCR増幅後のヘテロ二重鎖の検出を示すキャ ピラリー電気泳動を表す。 図12Bは、適当な増幅および2回のCDCE/PCR増幅後のヘテロ二重鎖 の検出を示すキャピラリー電気泳動を表す。発明の詳細な説明 本発明は、生物試料に由来する核酸配列に存在する非−突然変異体核酸配列か ら突然変異体核酸配列を分離または分割し、試料中に含まれる全DNAに比較し て突然変異体DNAの部分を濃縮する方法、ならびに 点突然変異を検出する、または突然変異の範囲または突然変異のプロフィールを 決定する方法に関する。生物試料は核酸を含む任意の起源、例えば血液、尿、脳 脊髄液、リンパ節組織および痰のような特に細胞を含む組織または体液、プラス ミド、組換え核酸、組換え植物のような農産物起源、あるいは任意の合成核酸配 列のような任意の起源に由来してよい。特に本明細書に記載する方法は、選択し た突然変異体DNA配列を、選択した、または標的とした突然変異体DNA配列 (すなわち、問題の配列)、選択した突然変異体DNA配列以外の突然変異体D NA配列および非突然変異体(本明細書では野生型とも言う)DNA配列を含む 複雑なDNA分子群から分離、そして同定するために有用である。したがって、 本明細書に記載する変性条件、ポリマーマトリックスおよび高電場を使用して、 約100−200塩基対のDNAイソ−融解配列中に単一の塩基対差、または幾 つかの塩基対差(例えば、ここで用語“幾つか”とは25塩基対も含むことがで きる)を含むDNA配列を迅速かつ高い再現性で分離することが可能である。 さらに本明細書に記載した方法は、突然変異体配列が試料中に存在する全DN Aの小部分のみを表すとき、野生型DNA配列から突然変異体DNA配列を分離 する手段を提供する。さらに本明細書に記載した方法の変更により、最高約1000 塩基対長のDNAイソ−融解配列中のほとんどの突然変異の検出を合理的に行う ことができる。本明細書に記載するように、突然変異体核酸は、対応する野生型 (非−突然変異体または無変化)配列と1つ以上のヌクレオチドが異なる配列で ある。これらの差異には、ヌクレオチド修飾、欠損、置換または挿入を含む。核 酸配列はDNAまたはRNA配列であることができる。突然変異体核酸配列は、 例えば自然にメチル化したDNAまたは化学的発癌物質と反応したDN Aのような化学的に変化した塩基対を含む配列でもある。 問題の突然変異体配列の存在を分析すべきDNA試料、または問題の突然変異 体配列は、細胞を含む体液または他の試料(例えば、細菌、ウイルス、他の微生 物またはプラスミド)から、周知技法を使用して得られる。分析に必要な細胞数 は、ある一定の応用(検出すべき特定の突然変異(1つまたは複数))、ならび に細胞あたりに存在する分析すべき問題のDNA配列のコピー数に依存する。問 題のDNAは、標準的な実験法により単離して、タンパク質、炭化水素、脂肪お よびRNAを含まない単離DNA(またはDNAを含まないRNA)を得る。 本明細書に記載した方法は、高温イソ−融解ドメインおよび低温イソ−融解ド メインの両方を有する二本鎖DNA配列を分離するために使用できる。イソ−融 解ドメインは、配列が完全にアニールするか、または完全に融解するために、中 のすべての塩基対が本質的に同時に融解するドメインである。完全に融解したド メインと非融解ドメイン間に協同的平衡が存在する。本明細書に記載する方法に よる分離に適するDNA配列は、2つのイソ−融解ドメインを含み、その中の“ 高”温融解ドメインは“低”温融解ドメインよりも約5℃高い温度で融解する。 低温融解ドメインは、高温融解ドメインと隣接している。 与えられたDNA配列の融解特性は、周知のコンピューター法により決定でき る。例えば、DNA配列の特別なドメインの融解温度は、FischerおよびLerman( Fischer,S.G.,およびLerman,L.S.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:1579-1583(1983) :Lerman,L.S.,およびSilverstein,K.,Meth.Enzymol.155:482-501(1987))により 開発されたアルゴリズムを使用して算出できる。このアルゴリズムは、DNAの 融解温度をそのヌクレオチド配列のみに基づいて予測する。例えば、Fischerお よびLerman法によ り算出されたヒトヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ( HRPT)のエキソン3に関する融解マップを、図1Aに示す。DNA配列が数 百塩基対のドメイン中に組織されていることに注目されたい。あるいは、低温イ ソ−融解ドメインを融解するために必要な条件は、本明細書に記載する方法を使 用して実験的に決定できる。どの条件が配列内に含まれるドメインの融解を生じ るかを決定するために、問題のDNA試料のアリコートを様々な変性条件下で泳 動できる。 したがって本発明の分離に適当なDNAは、2つの隣接するイソ−融解ドメイ ンを含む。第一イソ−融解ドメインを本明細書では低温イソ−融解ドメインと言 い、そして第二融解ドメインを本明細書では高温イソ−融解ドメインと言う(す なわち、第一イソ−融解ドメインよりも高熱耐性のドメイン)。問題の突然変異 は、高熱耐性のドメインに連続している低温融解ドメインに存在すべきである。 しかし、高温融解ドメインが天然に存在するDNA分子中の突然変異を含むドメ インに連続して見いだされなければ、様々な技術を使用して高熱耐性ドメインを 適切な位置に組み込むことができ、このように問題の突然変異を含むドメインを 、本質的に高温融解ドメインに連続する低温融解ドメインに転換する。 例えば、より高熱耐性(すなわち、より高い融解温度)の二本鎖DNA配列の “クランプ”を、当該技術分野で周知な方法により問題のDNA配列へ結合させ ることができる(Cariello,N.F.,ら、Am.J.Hum.Genet.,42:726-734(1988))。この 合成クランプ配列は、単調ではない核酸配列でなければならない。(例えば、グ アニン塩基(G)だけから成る核酸およびその相補鎖は、クランプとして適当で はない。)クランプ配列の結合は、周知のDNAライゲーション法により合成の 高温融解ドメインを問題の配列に連結することにより行える。あるいは高温融解 ドメイ ンは、以下に記載するようにヘテロ二重鎖を形成することにより、高温融解ドメ インに隣接し、そしてDNAポリメラーゼでヘテロ二重鎖の突然変異体DNA鎖 を高温融解ドメインに延長する合成的に作成した野生型の配列に結合できる。 時々、問題のDNAが適当なイソ−融解ドメインを含まないことがある。例え ば、低温イソ−融解ドメインの好適な長さは、約100から約150塩基対であ る。もし問題のDNAが100塩基対長未満ならば、さらに配列を付加して適当 なイソ−融解ドメインを得ることが必要かもしれない。問題のDNA配列を次に 修飾して、配列の1方の末端に高熱耐性ドメインを結合するだけでなく、配列の 他方に問題の天然に存在するDNA配列が融解する温度またはそれに近い温度で 融解するドメインを結合できる。この方法は、適当な低温イソ−融解ドメインを 作成するためにも同様に使用できる。これは高温イソ−融解ドメインを結合する ために、上記に記載したようにも行うことができる。 単離DNAを処理して、本方法での分離に適する状態の二本鎖DNAを生成す る。特別には、分離するためにDNAを適当な大きさ、または長さに断片化する 。本方法に使用するために適する断片化したDNA中の低温イソ−融解ドメイン の長さは、典型的には1000塩基対長未満であり、好ましくは75から200塩基対長 の間であり、そして最も好ましくは75から125塩基対長の間である。分析するD NA断片の最適な大きさは、分子中の突然変異の位置にも依存する。所定の長さ の断片を得るために、特別な長さの二本鎖DNA断片を、例えば断片化または消 化のような様々な方法により作成できる。重要なことは、本明細書に記載した方 法が、配列が同じ長さでも突然変異体および野生型DNA配列を分離できること である。一般的に、断片化は選択した制限エンドヌクレアーゼ(1つ または複数)、またはDNAを配列−特異的様式で認識して切断できる他の化学 試薬で切ることにより行われる。この制限エンドヌクレアーゼまたは他の試薬は 、問題の突然変異が所望の長さのDNA断片内に含まれるようにDNA配列を切 断するために選択される。 この断片化工程は、様々な長さの多くの種々のDNA断片を生じる。問題のD NA断片の部分単離は、PAGEまたは他の大きさで分離する手段のような様々 の標準的方法により行える。部分単離は、大部分の断片化DNAを除去し、そし て続くDNA処理、例えばDNA増幅を簡略にする。この工程で生成した二本鎖 DNA断片を、周知技術を使用してフルオレセイン、赤外線色素または放射性物 質のような検出可能なレポーター基で標識することもできる。 DNA断片の分離前、特に野生型DNA配列から突然変異体DNAを分離する 前に、二本鎖DNA配列を野生型DNA鎖および逆−平行突然変異体DNA鎖を 含むヘテロ二重鎖分子に転換する。この転換工程は、断片化工程に先立つか、ま たは断片化工程に続く。いずれの場合でも、ヘテロ二重鎖の転換は、試料中のD NA配列を加熱して二本鎖DNAを融解し(2本の鎖に分離)し、そして試料を 冷却して鎖を再度アニールして二重鎖を形成する。(例えば、米国特許第5,045, 450号明細書を参照にされたい、この教示は引用により本明細書に編入する。) 融解/再アニール工程中、非−突然変異体DNA配列が突然変異体DNA配列と 複合体を形成し、これを本明細書ではヘテロ二重鎖と呼ぶ。突然変異体/突然変 異体鎖および非突然変異体/非突然変異体鎖を含むホモ二重鎖も形成する。 突然変異体DNA配列がヘテロ二重鎖を形成することを確実にするために、過 剰な野生型配列が試料中に存在しなければならない。本方法よ り分析されるほとんどの試料中には、野生型DNAが突然変異体DNA配列の10 −10,000,000−倍過剰を示す。したがって、転換工程は試料をさらに処理する必 要無く行うことができる。過剰な野生型配列が存在しない場合には、モル過剰( ≧10X)の野生型配列が存在することを確実にするために、転換に先立ち野生 型配列を付加して過剰にすることが必要になるかもしれない。試料中にモル過剰 量の野生型配列が存在すると、突然変異体/突然変異体ホモ二重鎖を形成を有意 に減らす。したがって、突然変異体DNA配列と混合した優勢な野生型DNA配 列を含む試料混合物を加熱することにより、質量作用により、突然変異体ホモ二 重鎖の有意な部分が、1つの突然変異体および1つの野生型鎖を含むヘテロ二重 鎖に転換される。本方法の分析に適するDNAには、本方法の分析前にヘテロ二 重鎖の形成を必要としない自然な状態で得られるものもあることは特記すべき重 大なことである。 重要なことは、各ヘテロ二重鎖の融解温度はそのヘテロ二重鎖に特徴的であり 、そして完全に対合する野生型ホモ二重鎖の融解温度よりも有意に低い点である 。特別な条件下でのヘテロ二重鎖は部分的に融解して、非融解の完全に対合した ホモ二重鎖より遅い速度で移動するだろう。したがって、突然変異体は優勢な野 生型から容易に分離される形態に転換される。この工程で使用する野生型DNA 配列を、フルオレセインのような検出可能なプローブで標識し、標識化二重鎖を 形成でき、これは後の検出を容易にする。 突然変異体−含有ヘテロ二重鎖分子を、次に本明細書に記載した方法によりホ モ二重鎖分子から分離する。野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖、野生型/野生型 ホモ二重鎖、および元の試料に残る他のDNA配列の混合物を含む試料アリコー トを、ポリマーマトリックスを含有する流路に 添加する。電気泳動装置への導入法は、例えば電気注入、物理的添加、または他 の試料添加手段によりことができる。ポリマーマトリックスは流路に含まれてい る。流路は高電場に適するものではなければならない。例えば、もし流路がキャ ピラリーカラムならば、キャピラリーは典型的には小さい口径直径(例えば、約1 0から400ミクロン、より好ましくは50-200ミクロンの直径)を有する融合シリカ 管である。キャピラリーの内壁は中性の被覆材料で被覆され、融合シリカの荷電 が無視できる程度に減少している。被覆(例えばオルガノシラン)は流路の壁に 吸着または共有的に結合している。本方法の使用に適するキャピラリーカラムは 、米国特許第5,112,460号明細書で検討され、その教示は引用により本明細書に 編入する。キャピラリーカラムが本明細書に記載した分離法に好適だが、スラブ もまたこの方法に使用できる。スラブは薄く、約10-400ミクロン、好ましくは50 -200ミクロンの厚さを有するべきである。 本発明の分離法は、小さいプレート、または“チップ(chip)”または一連の“ チップ”での使用にも適合できる。例えば流路をチップにエッチングまたは切断 し、そしてポリマーマトリックスを充填し、試料を添加し、完全な大きさのキャ ピラリーカラム分離と同じ解像度で、そして野生型ホモ二重鎖を野生型/突然変 異体ヘテロ二重鎖から分離するのに十分な条件で電気泳動する。さらに、チップ を容易に取りはずし、そして新しいチップを各分離に使用できる。 ポリマーマトリックスは一般的にポリアクリルアミドである。しかし、メチル セルロース、デキストランまたはポリエチレングリコール(PEG)のような他 のポリマーマトリックスを使用できる(例えば、Ganzler,K.,ら、Anal.Chem.64: 2665-2671(1992)を参照にされたい)。本方法の好適な態様では、ポリマーマトリ ックスは“交換可能”である。すな わち、流路に含まれるポリマーマトリックスに各試料アリコートを載せる前に、 典型的には古いマトリックスを吹き出すことにより消費したマトリックスを取り 出し、そして新しいマトリックスを入れる。各泳動のために流路中のポリマーマ トリックスを交換できる能力は、本分離方法の再現性に重要である。試料がマト リックス中を泳動した後、そのイオン強度は変化し、マトリックスの伝導度が変 化する。高温に暴露することもマトリックスに対して破壊的である。消費したマ トリックスを流路から吹き出し、そして新しいマトリックスを各試料泳動に導入 することは、再現性のある変性条件を確実にする。あるいは、もしチップを使用 するならば、チップは各泳動後に捨てることができる。 ポリアクリルアミドマトリックスは一般的に、15%以下のモノマー濃度を有 する。好ましくは、本方法には7%以下の濃度が使用され、そしてより好ましく は交換可能なポリマーマトリックスについて、濃度は4−6%の間である。ビス アクリルアミド架橋結合剤または他の適当な架橋結合剤は、省略されるか、また は大変低濃度でのみ含まれる。好ましくは交換可能なポリマーマトリックスに関 しては、マトリックスは直鎖ポリアクリルアミドである。ポリマーマトリックス への試料添加は、二重鎖を融解せずに試料のマトリックス中への最初の移動が可 能となる条件下で導入できなければならない。 DNAホモ二重鎖からDNAヘテロ二重鎖の分離は、流路に高電場を供するこ とにより始まり、そこを負に荷電したDNAが移動する、すなわちポリマーマト リックスを通って反対の流路末端の正に荷電した陽極に向かって移動する。電場 は分離の条件に依存して変化できる。例えば、流路がキャピラリーカラムである とき、1200ボルト/cm以上の電場をこの方法に使用できる。典型的には、電場は 50から1200ボルト/cmの間で あり、そして好ましくは電場は100−500ボルト/cmの間である。いったん電場を 適用したら、試料がカラムの伝導度よりも低い伝導度を有するならば、試料アリ コート中のDNAは流路の頂点で大変小容量に“集束”するか、または濃縮する 。DNA試料の集束は、本方法により達成される高解像度に対する重要な因子で ある。分離法のこの時点で、すべての二重鎖は同じ、またはほとんど同じ速度で マトリックスを通過している。好ましくはこの速度は、約1−2cm/分である。 ポリマーマトリックスの始めから短い距離で、移動している二重鎖は“変性ゾ ーン”と言う流路の部分に入る。変性ゾーンは、ヘテロ二重鎖が部分的に変性す るがホモ二重鎖は完全なままである条件の流路内の部分を含んで成る。部分的な 変性ヘテロ二重鎖は、マトリックスを通る移動が遅い。すなわち、いったん野生 型ホモ二重鎖および野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖がこの変性ゾーンに入ると 、それらの速度が区別できるようになる。すなわち、変性ゾーン中での野生型ホ モ二重鎖の速度は、野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖の速度よりも大きい。例え ば、二重鎖分子が変性ゾーン中を移動するとき、少なくとも1つの誤対合塩基対 を含むヘテロ二重鎖分子は、野生型ホモ二重鎖分子が融解する変性条件とは異な る変性条件で融解する。したがって変性ゾーンの条件は、野生型ホモ二重鎖分子 が野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖の速度よりも早い速度で移動し、そして野生 型ホモ二重鎖が変性ゾーン中の野生型突然変異体ヘテロ二重鎖からの相対的位置 として分離できる。 この方法で使用する変性ゾーン条件は、問題のDNAの融解特性に依存する。 特に変性ゾーン内の条件は、ヘテロ二重鎖DNA分子、特に低温イソ−融解ドメ インの部分的変性を起こさなければならない。部分変性条件は、ゾーン中で一定 であるか、または断続的であり(例えば、ポ リマーマトリックス内に形成された温度勾配または化学変性剤の勾配)。部分変 性条件は、温度または、温度およびゾーン内のポリマーマトリツクス中に含まれ る化学変性剤の組み合わせにより形成される。典型的には、温度は加温温度(本 明細書では加温温度とは周囲温度よりも高い温度を意味する)である。例えば、 周囲温度が約22℃ならば(約72°F)、加温温度は約24℃以上で泳動され る。化学変性剤がポリマーマトリックスに存在するならば、本方法は周囲温度で 行うことができる。一般的に、加温によりポリマーマトリックス中で望ましくな い化学反応が起こることなく、迅速なマトリックス通過が起こる。しかし、化学 変性剤が存在すると、マトリックスをゆっくりと通過するように温度を下げるこ とができる。温度および化学変性剤の最適な組み合わせは、問題の各配列によっ て異なるだろう。これらの条件は、部分変性条件を変える本方法で、問題のDN Aの試験アッセイにより実験的に決定できる。 キャピラリーカラムの温度は、ウォータージャケット、加熱ブロックまたは他 の適当な手段によりキャピラリーの周囲部分から周囲温度より高く上げることが できる。一般的に、カラムの開始部および反対の終了部は変性ゾーンに含まれて いない。例えば、キャピラリーの有効長が18cmである場合(注入からカラム上の 検出点まで)、キャピラリーの10cm部分が加熱される。ランプまたは熱風のよう な他の従来の熱制御法も使用できる。 選択した温度は、問題のDNA配列の融解特性、ならびにあるとすればポリマ ーマトリックス中の化学変性剤の量および種類に依存するだろう。一般的に、温 度範囲は周囲温度より高い(例えば、約24℃から約100℃の間)。マトリックス 中に化学変性剤が存在するならば、使用する温度は周辺温度に近くなるかもしれ ない。化学変性剤がマトリックス中 に存在しなければ、加温だけで所望の変性条件を達成できる。最適な温度は、問 題の各配列について経験的に定めることができる。例えば、問題のDNA配列の 融解温度が63℃ならば、最初の泳動を60℃で、第二泳動を61℃で行うことができ 、そして第4回までそのようにして、電気泳動図から観察される所望の部分変性 剤条件に到達するように最適温度が決定される。したがって、もし温度を野生型 /突然変異体ヘテロ二重鎖の融解温度よりも数度高く設定すれば、野生型ホモ二 重鎖は、ほとんど最大速度で、非融解状態でカラムを通過する一方、より低い熱 耐性を有する野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖は、部分的に融解してゾーンをよ り遅い移動度で通過するだろう。変性ゾーンの外側の流路領域は、すべての二本 鎖DNA種が未融解で、そして一定速度で移動する。したがって、変性ゾーンを 移動している間、部分融解した状態の野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖は、未融 解の野生型/野生型ホモ二重鎖よりも遅い速度で移動し、ホモ二重鎖からヘテロ 二重鎖の分離を生じる。 典型的には、ホルムアミドおよび尿素のような化学変性剤が、単独または組み 合わせて使用される。しかし、二本鎖DNAを融解する傾向がある他の標準的化 学変性剤を本発明に使用することができ、それには例えばジメチルスルホキシド (DMSO)がある。最適な化学変性剤およびその最適濃度は、問題のDNA配 列に大変依存する。化学変性剤の濃度は変性剤ゾーンで一定であるか、または例 えばゾーン始めの低濃度からゾーン終わりの高濃度へと広がる勾配濃度であるこ とができる。最適な化学変性剤およびその適当濃度を決定できる。 本発明の1つの態様では、ポリマーマトリックス中の部分変性条件は一定であ る。一定の変性条件下のキャピラリーカラムを使用することを、本明細書では一 定変性キャピラリー電気泳動法またはCDCEと呼ぶ。 本発明の別の態様では、勾配変性条件を使用して突然変異体配列を分離そして検 出することができる。勾配(化学品または温度)は、試料中に含まれるホモ二重 鎖から多くのヘテロ二重鎖を一回のアッセイで分離することができる。したがっ て、勾配はさらなる分析に使用する一定変性条件の迅速な決定のために使用でき る。勾配変性条件は、分析する多くの配列が異なる融解特性をもつ場合にも望ま しい。さらに、勾配変性条件は、二重鎖の相対的位置を決定するためにマトリッ クス中をスキャンニングする目的のために、二重鎖をポリマーマトリックス中で “固定”するための方法として使用できる。例えば、移動している二重鎖はマト リックスを通過し、そして特定の点で変性条件が変化して移動が停止し、そして 二重鎖がマトリックス中で固定されるようになる。続いて、マトリックス中の二 重鎖の相対的位置を測定するために、マトリックスをスキャンニングすることが できる。既知の融解特性を用いた標準を、マトリックスをキャリブレーションす るために使用できる。 分離した野生型ホモ二重鎖および野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖の検出は、 マトリックスを通過した二重鎖の移動のモニタリング、またはマトリックスから の二重鎖の溶出、あるいは特別な時間で電場を切ることにより二重鎖の移動を流 路に対する相対的位置で止め、そしてマトリックスをスキャンニングすることを 含む数々の方法で行うことができる。特に、キャピラリー電気泳動法は、少数の ヘテロ二重鎖分子のオン−ライン検出について重大な利点を提供する。(Karger 、B.L.,ら、J.Chromatog.492:585-614(1989))。適当なオン-ライン法は高圧液 体クロマトグラフィー(HPLC)について開発された検出法に準じる。例えば、DN A断片を蛍光化合物、または近赤外線色素で従来法により分離前に標識できる。 そのような多数の化合物は当該技術分野で周知であり、フルオレセ インがこの種の化合物の員として通常使用されている。 流路の変性ゾーンを越えた任意の便利な点に(流路の添加点から離れた端)、 光源(例えば、アルゴンレーザー)および検出器(例えば、光電子増倍管)を配 置する。レーザーは蛍光性化合物の蛍光を引き出すと知られている波長に合わせ られ、そして流路を通った光が検出器に向けられるように配置する。蛍光的に標 識された化合物がアルゴンレーザービームを通過した時、蛍光性化合物は励起さ れ、そしてその蛍光が検出器により検出される。検出器はアナログ−デジタルイ ンターフェイスを介して制御ユニットにデータを送る。次にデータが電気泳動図 にレコーダーでプロットされる(すなわち、溶出または移動プロフィール)。 本発明の1つの態様では、レーザー誘導蛍光(LIF)検出デバイスがマトリ ックスを移動しているホモ二重鎖およびヘテロ二重鎖をモニターするために使用 され、このようにして電気泳動図が作成される。流路は、ヘテロ二重鎖および/ またはホモ二重鎖を含む既知試料を流すことによりキャリブレーションすること ができる。次に未知試料の電気泳動図を標準的な電気泳動図と比較して、問題の ヘテロ二重鎖およびホモ二重鎖を同定できる。 上記の分光法に加えて、他の検出法も開発された。伝導度はHuangら(J.Chroma tog. 458:303(1988))により成功裏に利用された。この検出器は、高伝導性のイ オン用として有用であることが示されている。電気化学的検出器も、Wallingfor dおよびEwing(Anal.Chem.59:1762(1987))により開発された方法を使用して使用 できる。第三の検出型の開発は放射性検出器である(例えば、Gordonら、Science 242:224(1988))。 キャピラリー電気泳動と組み合わせて有用な別の検出器は、マススペクトロメ ーターである。(Smithら、Anal.Chem.60:1948(1988));(Leeら、J.Chromatogr. 458:313(1988))。 別の従来法も、分離したDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖を分析す るために使用できる。例えば分離した二重鎖を含む個々の部分を、それらがポリ マーマトリックスから出た時に回収することができる。次にこれらの部分を、特 別な場合では紫外線光検出器の吸収(例えば、UV光への暴露が分析の精度を妨 害しない場合)およびシンチレーションカウンターのような遠隔検出器に供する 。あるいは、必要ならばこれらの回収した部分を増幅でき(例えばクローニング により、または米国特許出願第07/999,179号明細書(この教示は引用により本明 細書に編入する)に記載されたような高度に忠実に複製するPCR法:high fielity PCRによる)、そして標準的方法を使用して配列決定し、部分に含まれる二重鎖の 正確な核酸配列を決定する。あるいは、流出が膜上に直線的痕跡を生成するよう にキャピラリーの遠方の先端を移動膜に接触させることができる。次に膜を、染 色またはオートラジオグラフィーのような従来の分析に供することができる。 本発明の1つの態様では、ポリマーマトリックスは交換可能なマトリックスで あり、これは第一分離泳動後に流路から容易に取り出すことができる。したがっ て、問題のDNA二重鎖を含む部分がマトリックスから出て来た時に回収した後 、古いマトリックスを吹き出し、そして新しいマトリックスと交換する。ヘテロ 二重鎖を含む回収した部分、または回収したプール部分を、場合によっては適当 な低−誤差増幅法により増幅することができ、そして新しいポリマーマトリック スに再度導入し、そして上記のように再び同一の部分変性条件下、または異なる 条件下で高電場に供することができる。例えば200倍に濃縮した突然変異体D NAは、さらにもう1回行った。ヘテロ二重鎖を含むこの部分(1つまた は複数)を、再度集め、場合によっては増幅し、そしてヘテロ二重鎖のDNA配 列を決定するためにシークエンシングすることができる。この分離工程で、回収 した部分中にヘテロ二重鎖が濃縮され、したがって問題の突然変異を分析し易い 。 本明細書に記載する野生型ホモ二重鎖を野生型/突然変異体ヘテロ二重鎖から 分離する方法は、問題の突然変異体DNA配列を含むDNA試料から野生型DN A配列を効率的に除く再現性ある手段を提供し、したがって突然変異体−含有部 分を濃縮する。例えば、問題のDNA配列の典型的な分析は、現在約7.5時間で 行うことができる。さらに本明細書に記載した至適化法により、この時間をさら に合理的に短縮できる。さらに、本明細書に記載した方法は容易に自動化でき、 これにより試料または一連の試料の迅速な処理が可能になる。 ヒト ヒポキサンチン グアニン ホスホリボシル トランスフェラーゼ(H PRT)遺伝子は、本明細書に記載した分離法により、ヒト細胞中の点突然変異 を検出する実験のための適当なモデルである。HPRT遺伝子は、ゲノムDNA 中に約44kb広がり、そして9つのエキソンに分かれている。エキソン3はコ ーディング枠の最大連続部分を含む(28%)。このエキソンは図1Aに概略して 示すような、104塩基対(bp)の低温イソ−融解ドメインに隣接する80bpの高温イ ソ−融解ドメインを含む。 さらに、通風を生じる原因であるHPRT遺伝子の突然変異体は同定され、そ して配列決定された。突然変異体対立遺伝子はHPRT-Munichと命名された。この 突然変異体対立遺伝子は、エキソン3の低温融解ドメイン中、エキソンの3’末 端から7塩基対の塩基対312でGCからTAへのトランスバージョンを含む。換 言すると、野生型(wt)および突然 変異体(mu)は、低温融解ドメイン中のエキソンの3’末端から第7番目の位置が 、唯一CGからATへトランスバージョンして異なる184bp ds DNA分子であ る。(Cariello,N.F.,ら、Am.J.Hum.Genet.,42:726-734(1988))。 野生型HPRTエキソン3およびHPRT-Munichエキソン3を、実施例1に詳細 に記載するようにゲノムDNAから単離して増幅した。個々の増幅生成物を、こ れも実施例1に記載したようにPAGEおよびDGGEにより精製した。DNA 断片をゲルに添加する前に、断片を混合して野生型/突然変異体DNA配列を含 むヘテロ二重鎖を形成できるようにした。再アニールした生成物をDGGEに供 し、そして分離したヘテロ二重鎖およびホモ二重鎖をゲルから分離し、そしてマ イクロリットルあたり約108コピーに希釈した。 野生型HPRTエキソン3DNAを単独で、室温で実施例1に記載するように キャピラリー電気泳動システムを用い初めに泳動した。7M尿素を含む変性ポリ マーマトリックスで泳動した時、室温で野生型断片の低温融解ドメインは融解し ない。図2を見るとわかるように、野生型二重鎖DNAは、レーザー誘導蛍光( LIF)検出器を単一ピークで27から28分の間に通過した。 図3は、60℃の加温温度で野生型配列単独の電気泳動図を示す(水中に約1 08のコピー数)。注入後17と18分との間の早いピークは、一本鎖DNAを 表すと考えられる。注入後38と39分との間に現れる第二ピークは、部分変性 した部分的に二重鎖構造を表すと思われる。 図4は、HPRT-Munich DNA(約108コピー)を60℃の加温温度でキャピ ラリーカラムで泳動した実験の電気泳動図を表す、早い主ピークが約19分に現 れ、これは野生型実験で見られるよりも幾分早い。注 入後43と44分の間に現れる後のピークは、HPRT-Munich二重鎖断片の部分変 性状態を表すと考えられる。 HPRT-Munich断片は野生型HPRTよりも低温で融解することが知られている 。これは、野生型ピークがHPRT-Munichピークよりも電気泳動図上で早く現れる 、という事実から合理的に説明される。図3および4の後のピークをそれぞれ含 む野生型および突然変異体断片が、低温融解ドメインの変性と二重鎖状態との間 のコンホメーション的平衡状態で移動することを推定すると、HPRT-Munichに比 して野生型の平衡状態が完全な二重鎖状態に向かってシフトするであろうと予想 することは合理的である。これは野生型が突然変異体に比べて、そのより高い融 解温度ゆえに完全な二重鎖に向かう傾向が大きいという事実によるものである。 完全に二重鎖の状態は、より速くキャピラリーマトリックス中を移動し、それゆ えに図3の後のピークが、図4の後のピークよりも約4−5分早く現れる。 一本鎖野生型および突然変異体種は、それぞれ約18および20分に早いピー クとして現れるように、より低い程度で分離されることも分かる。そのような分 離は、そのような同様な多様性が一本鎖コンホメーションの多形性法(single-st randed conformational polymorphism technology)に使用された事実から得たも のはらは予想できないだろう。 図5は、野生型HPRT断片および突然変異体HPRT-Munich断片の混合物の電 気泳動図を示す。この混合物は約1:1であり、全断片数が約108である。図 5に4つのピークが現れる。初めの2つのピークは、図3、4および5に関連し て記載したように、完全な二重鎖および完全な一本鎖を含んで成るピークとほと んど同一の時点で検出器を通過した。第一は検出器を38から39分の間に通過 し、そして一部融解した二重 鎖状態の野生型HPRT断片を表す。後の第二ピークは43から44分の間に現 れ、そしてHPRT-Munich断片の一部融解二重鎖状態を表す。したがって本方法で 使用する一定変性条件で、平衡融解差により引き起こされる分別移動速度を介し て、試料中に含まれる二本鎖DNA種(すなわち、突然変異体/野生型ヘテロ二 重鎖、突然変異体/突然変異体ホモ二重鎖および野生型/野生型ホモ二重鎖)の 分離が起こる。 本発明の別の態様では、使用するアクリルアミドの濃度を約6%に下げること によりポリマーマトリックスの粘度を減少させ、そしてもし使用するならば、使 用する変性化学品の種類および濃度を変更する(例えば、3.3M尿素および20%ホ ルムアミド)。この適度な粘性のポリマーマトリックスは、“交換可能なポリマ ーマトリックス”の基本を形成する。今回、各試料の泳動後に、この消費マトリ ックスを簡単に都合よく吹き出し、そして新しいマトリックスを導入することに より交換が可能である。この方法は、各試料の泳動について高い再現性を可能に する。 実施例2では、従来の変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)および一定変性剤キ ャピラリー電気泳動(CDCE)の結果を、交換可能なポリマーマトリックスを 使用して比較している。ヒトミトコンドリアゲノム中の206bpのDNA配列を同 定し、これは部分的融解時に低温融解ドメインヘテロ二重鎖が野生型ホモ二重鎖 から分離できる、連続的な低温融解ドメイン(112bp)および高温融解ドメイン(94 bp)を有した。1つの塩基対が異なる2つの配列を、方法を説明するために使用 した。第一は、GCと呼ばれ、低温融解ドメインの末端から30bpにGC塩基対を 有し、そしてATと呼ばれる第二はこの位置にAT塩基対を有した。野生型(G C)断片の融解マップを図6に示す。DGGEについては、実施例2に記載した ように、これら両方の配列を同じプライマーの組(CW7(低 温融解ドメイン)およびJ3(高温融解ドメイン))によりPCR増幅し、そし てPAGEにより精製した。 等モル量のGCおよびAT配列の混合物を、加熱および再アニールし、4種を 作成し、それらは2つのホモ二重鎖に加えて誤対合ヘテロ二重鎖であり、GCお よびATのクロスハイブリダイゼーションにより生じたものである。これらの2 つのヘテロ二重鎖を、それぞれGTおよびACと呼ぶ。場合によっては、再アニ ーリング無しの加熱により得た一本鎖DNAも、試料中に含まれた。 図7は、32Pを用いた放射性検出を使用する従来のスラブ−ゲルDGGEによ り、4種の分離を表している。試料は実施例2に記載するように、これらの特別 な配列を分離するために至適化した標準的なDGGE条件下で泳動された。図7 に示すように、GC>AT>GT>ACの低温融解ドメインの熱耐性順序で、非 −再アニール化一本鎖断片(ss)が最も先に移動し、次に再アニール化断片が 続いた。 GCおよびATホモ二重鎖、ならびに一本鎖DNAの同一性を、別個のレーン に純粋種を泳動することにより決定した。2つのヘテロ二重鎖のピークを同定す るために、フルオレセイン標識AT(Aを含むホモ二重鎖の鎖を標識した)を、 非標識GCと再アニールした。この方法により、フルオレセイン標識ATおよび ACを生成するが、GCおよびGTは未標識である。隣接するレーン中の32P標 識断片の隣のフルオレセイン標識混合物のDGGE分離は、ACヘテロ二重鎖が 最も不安定なDGGEバンドと同じ距離移動した。 図8は、ピークパターンに対するキャピラリーカラム温度の役割を調査するこ とを通して、一定変性剤キャピラリー電気泳動法の重要な観点を示している。実 施例7と同じ試料(一本鎖DNAが無いことを除く) を、フルオレセイン標識DNA断片を使用して調製し、そしてキャピラリーカラ ムを各電気泳動図に掲げた数種の温度で泳動した。(実施例2を参照にされたい 。)等量の試料を各泳動で注入した。キャピラリーポリマーマトリックスは、6 %T直鎖ポリアクリルアミドで、3.3M尿素および20%(容量/容量)ホルムア ミド(TBE中)を含む泳動緩衝液を用いた。電場は250V/cmであった。 問題の特別なDNA配列に対する温度効果を図8に示す。図に示すように、31 ℃で、単一ピークが観察された。このピークは4つの二重鎖すべてを非融解状態 で含む。33℃で、dsDNAよりも遅く移動するさらなるピークが得られる。この ピークはすべての4つの二重鎖の中で最も不安定な、ヘテロ二重鎖ACである。 (図8のピークの同定は、図7に記載したものと同様な様式で決定した。) 温度を35℃に上げると、別の遅く移動するピーク、GTヘテロ二重鎖を生じる 。36℃で、4つのピークが観察され、これらは2つのホモ二重鎖GCおよびAT 、ならびに2つのヘテロ二重鎖GTおよびACである。温度を37℃、38℃および 40℃にあげると、分離はすべての4種が同一の遅い速度を有するまで変化する。 これは、すべての4種が変性ゾーン中で完全に部分変性状態に転換し、そして電 場中で同一の速度を有したことを意味するものと解釈された。 部分融解/再アニーリング段階は迅速に起こると予想すると、各バンドの移動 時間は部分融解工程の平衡定数Kに依存するだろう。 式中、Xはモル部分であり、そして下つき文字pmおよびumは、部分的に融解し た、および非融解断片である。変性ゾーン中の種の電気泳動速 度(ν)は、 V=XUMVUM+XPMVPM (2) と表記され、式中、νumおよびνpmはそれぞれ非融解および部分融解断片の速度 である。式(1)および(2)から、Kが変性ゾーン中の温度で増加すると、D NA種の速度はνumからνpmへ下がる(図8中、νum〜4νpm)。νを温度の関 数として測定することにより、νpmおよびνum値に加えて、キャピラリー内部の DNA融解平衡の熱力学的パラメーターを得ることができるということは注目す べきである。 上記の結果に基づき、単純な方法を利用して約100−200塩基対の特別な DNA配列中の突然変異を検出することができる。低温融解イソ−融解ドメイン のおよその融解温度は、Lermanのアルゴリズムを使用して、変性剤濃度に関する 適当な補正を用いて、最初に算出できる(Lerman,L.S.およびSilverstein,K.,Me th.Enzymol .155:482-501(1987)。この推定温度は、次に野生型配列を様々な温度 で試験泳動することにより確認にできる。ホモ二重鎖の最適分離温度は、野生型 配列が50%部分的に融解している温度であり(図8の38℃におけるGCについ て)、そしてヘテロ二重鎖の最適温度は、野生型がちょうどわずかに融解した温 度である(図8の36℃におけるGCについて)。各分離サイクルは、わずか5 −10分間で完了できるので、至適化は大まかに1/2時間で完了できた。この 至適化法は、予想される突然変異体に関して、事前に配列以外に何の情報も必要 としないことにも注目されたい。 本明細書に記載した方法の成功に極めて重要なことは、各泳動後に新しいマト リックスを作成する能力であった。この効果の原因を見い出すための一連の実験 で、二重鎖の不安定性は様々なDNA調製物で異なり、 そしてまた、DNA試料を分析するために同じキャピラリーカラムを連続的に使 用した時、悪くなることが分かった。この実験で、変化したDNA試料中の塩濃 度が、カラムを通る高い抵抗領域の先端と混ざると、各DNA試料をカラム中に 引きずるというように説明される結果をまねいた。一回目の試料ではこの効果は 小さかったが、続く実験では局部的加熱に付随する低抵抗領域がDNA二重鎖の 不安定性の明らかな原因であった。しかし、およそ30の泳動後にカラムに第二 回目の試料を注入すると、部分融解状態の移動時間の再現性が悪かった(20%よ り悪い)。実施例1で、各泳動前にキャピラリーの頂点を切断するか、またはキ ャピラリー全体を交換するかのいずれかを行い、記載した結果に達したことは注 目すべきである。これらの観察により、固定された低イオン強度と各泳動後のポ リマーマトリックスの物理的交換とを組み合わせる、本明細書のポリマーマトリ ックスへのDNAへの添加法が、シリンジ注入のように簡単な方法となる。交換 可能なマトリックスを使用して、良好な移動時間再現性が泳動毎に観察され、そ の再現性は約±2%の相対標準偏差であった。融解温度は媒質(例えばイオン強 度)にきわめて敏感なので、各泳動後の直鎖ポリアクリルアミドマトリックス/ 緩衝液交換が、部分融解した種の部分を一定にすることを維持するために提供さ れる。さらに、さらなる利点として、交換可能なポリマーマトリックス作成、緩 衝液およびマトリックス条件は、所望する時直ぐに交換できる。 もし試料が実施例8の条件下でカラムに2度目に注入されたとき、カラム中で 起こり得る変化の重要な例は、変性前の試料を注入することにより確認されたよ うな、唯一の一本鎖断片のピークが得られることである。マトリックスを交換し た時に、適切な4つのピークパターンガ再度観察された。 “使用済”または消耗したマトリックスへの2回目の注入による一本鎖ピーク 出現の理由は、キャピラリーの陰極末端の回りで見いだされる低伝導度ゾーンの 形成かもしれない。このゾーンは、バルク溶液および分子ふるいマトリックス中 の緩衝液イオンの移動数の差異による。この小さいゾーンを通る電圧低下が高い ので、ジュール熱が生じ、そしてこの熱がこの条件下ではDNA断片を完全に融 解して一本鎖種にするのに十分なようである。おそらく、低伝導度のために融解 温度もこの低伝導度“熱ゾーン”中で下がり、そしてこれによりdsDNAの変性 を助長する。 図8に示す結果により説明される驚くべき特徴は、非融解状態に比べて部分融 解DNA断片のピーク幅が有意に上昇することである(たとえ移動度の差異を補 正した後でも)。部分融解した状態の分離能(それぞれの平均ピーク幅で除算し た2種に関する移動時間の差異として定義される)が突然変異配列の混合物の分 離に重要なので、分離能に対する幾つかの操作パラメーターの役割を、2つのヘ テロ二重鎖GTおよびACの分離について調査した。 図9A、9Bおよび9Cは、電場および温度の分離能に対する役割を説明する 一連の電気泳動図である。5%の一本鎖DNA(ss)を添加した試料を、以下の ように泳動した:(A)36℃で、条件は図8;(B)(A)と同じであるが、83 V/cmそして(C)6%Tのマトリックス、63℃で125V/cm、泳動緩衝液TBE、 変性剤無し。電気泳動図を視覚的に比較できるようにするために、3つの泳動の 時間軸は、バンドが同時に現れるように調整した。 初めに注目すべきことは、変性ゾーン中でバンドが滞在する時間を延長すると (図9B)、分離能が図9Aよりも1.6倍向上する。図9Aに 匹敵する分離能は、250V/cmの電場でバンドがキャピラリーの加熱部分滞在する 時間を、変性ゾーンの長さを3倍延長すことにより同等に延ばした時、すなわち 加熱ゾーン内により多くのキャピラリーを含む時に見いだされた。変性ゾーン内 での時間に伴う分離能の上昇は、図9Bに見られるように、ヘテロ二重鎖につい てより狭いピーク幅(移動時間に対して標準化された)による。部分融解状態の バンド幅は、このように拡散工程よりは動力学的工程により制御される。そのよ うな遅い動力学は、部分融解状態と直鎖ポリアクリルアミドとの相互作用から生 じたか、あるいは融解/再アニーリング工程自体によるものである。 このような知見に基づき、より高温を試験した。図9Cは63℃にてポリマーマ トリックス中に変性剤無しで操作した結果を示す。図9Aと比較して、ここでも 主により鋭いバンドにより、分離時間の増加無しに2.6倍まで分離能が向上する 。加温により速度制限動力学工程が加速され、より狭いバンドをもたらした。ss DNAの位置も異なる操作条件により図9Cではシフトしたことに注目されたい 。 実施例に示すように、レーザー誘導蛍光(LIF)は、蛍光色素で標識した少数の DNA分子を検出する高感度な手段を提供する。これにもかかわらず、大量のD NAを添加できる能力が極めて重要となる場合もある(突然変異のスペクトロメ トリーを含む)。本システムの起動範囲(例えば分子数を検出できる能力の範囲 )を決定するために、示した量のGCホモ二重鎖を、0.2μlの試料からキャピラ リーカラムに注入し、そして周囲温度(22℃)で泳動した。結果を図10に示す。 1010コピーについては、レーザービームを10倍縮小し、そして増幅は通常の1/10 であった。3×104コピーについては、レーザー出力を5倍に増加し、そしてノイ ズはカーブの各点を囲む10秒間隔にわたって平均化することによりフィイ ルターした。(ピーク面積は電気泳動図に含まれることに注意されたい。)1011 ものコピーが添加され、そして測定された。しかし、1010分子より多くの添加は 、ピークの歪みを生じた。dsDNAの3×104コピーのピークは、システムのバッ クグラウンドよりは高く、目で見ることができる。分子数対ピーク面積のキャリ ブレーションプロットは、3×104−1011分子の全範囲で直線に近いことが分かっ た。 さらに低い検出レベルも理論的には可能であるが、検出のより重要な測定は、 大過剰の野生型ホモ二重鎖の存在中で突然変異体の部分が観察できることである 。図11は、野生型ホモ二重鎖とわずか0.3%のヘテロ二重鎖混合物が、本発明 の方法を使用して測定できることを示している。ACおよびGT突然変異体ヘテ ロ二重鎖、各々3×105コピーを大過剰(109)の野生型GCホモ二重鎖コピーと 混合し、そして35℃(変性剤を含む交換可能なマトリックス)にてキャピラリー で泳動した。図10に示すものとは対照的に、図11で見られるバックグラウン ドノイズは、少量で存在する突然変異体の同定を妨害し、明らかに化学的に反応 した野生型DNA分子から成っている。 実施例3に示すように、シグナル対ノイズ比は、DNA試料を2サイクルの一 定変性キャピラリー電気泳動に供することにより、有意に減少させることができ る。GTおよびACヘテロ二重鎖、各々5×104コピーを109コピーの野生型GC ホモ二重鎖と混合し、そしてCDCEに供した。分離したヘテロ二重鎖を含む部 分を集め、高複製PRCにより増幅し、そして第2サイクルのCDCEに供した 。各サイクルで試料は新しいポリマーマトリックスを使用するCDCEに供し、 ヘテロ二重鎖を含む部分を回収し、そして回収した部分を適当な増幅手段により 増幅した。 図12Aで、約16.5および18.0分に出現するヘテロ二重鎖−含有ピー クは、ノイズピークよりも数十倍大きい。図12Bで、2サイクル目のCDCE 後、ヘテロ二重鎖−含有ピークはノイズピークよりも数百倍大きい。重大な知見 は、バックグラウンドノイズレベルはヘテロ二重鎖−含有部分の増幅と同時に増 幅されなかったことである。これはもとの標準試料中、わずか5×10-6の突然変 異体が検出できたことを示している。本発明の使用 本発明に記載の方法は、突然変異体核酸配列の検出が重要である任意のバイオ テクノロジー的応用に有用である。低温イソ−融解ドメイン中に突然変異を含む 任意のDNAが、本明細書に記載した方法による分離に適している。この分離法 は、特に試料中の全DNAの少部分を表す突然変異体DNAの検出に適する。特 に、本明細書に記載した方法は遺伝子治療に使用するDNAまたはRNA、プラ スミドDNAの分析、組換えDNAまたは組換え植物DNAの分析、突然変異の スペクトロメトリーのような特別なDNA座での体細胞突然変異の検出、ならび に前悪性突然変異体の組織をスクリーニングするために有用である。腫瘍学 腫瘍細胞の検出では、腫瘍学者は新たな腫瘍の早期診断を、あるいは腫瘍が見 いだされた場合には、癌細胞移入(転移)または化学療法後もしくは放射線療法 後の再発の程度を調べる。さらに、腫瘍抑制遺伝子中の特定の特別な突然変異に より、人は特定の腫瘍に早くかかりやすくなることが知られている。本発明はそ のような稀な配列を、実際的かつ効率的に検出および測定可能する。癌と思われる集団のスクリーニング 稀に遺伝する癌性突然変異の場合には、血液または組織試料中に含まれるDN AのPCR増幅、ならびにその結果をシークエンシングして、 突然変異が個体および採取したDNA配列中に存在するか否かを明らかにできた (この様式で検出できる頻度で突然変異が存在するならば)。しかし、1万人に 1人の個体が、そのような幾つかの調査した配列に突然変異を持つかもしれない だけである。本発明を用い、研究室で各千の試料に由来する血液のマイクロリッ トルアリコートを混ぜ、そしてアッセイしたDNA配列の任意のヌクレオチド中 、に1つ以上の突然変異を持つ存在についてアッセイすることができる。次に罹 患している個体の同定は、サブ集団試料の幾つかを検査して、正常配列を持つも のを排除することができる。癌細胞検出 本発明は、任意のヒト組織または糞便(結腸癌の検出)、尿(膀胱癌の検出) 、唾液(気管支癌の検出)、血液(白血病、リンパ腫等)あるいは胸部吸込物( breast aspirate)(乳癌)を含む体液のDNAに応用できる。この分析法はD NA断片の重要な大きさのスクリーニングを可能にし、したがって調査したDN A配列の任意の突然変異体の本質的な検出感度に加えて、癌細胞検出の可能性も 増す。他の方法に勝る、特定の塩基対置換に特異的な本発明の利点は、発癌遺伝 子が腫瘍抑制遺伝子の“すべての可能な発癌性突然変異体”というよりも“より 可能性のある”発癌性突然変異体を目的とすることである。本方法により、すべ ての可能な発癌性突然変異体を所望の配列中に見いだすことができる。 未診断の癌の場合の早期発見に加えて、本発明の方法は疾患の転移または再発 の程度を判断するための臨床病理学に応用できる。時を得た様式で得られるその ような知見は、治療的手段の効果を増すものと考えられる。例は乳腺をドレイン する軸のリンパ節の調査である。乳癌が広がり始めるとき、幾つかの細胞がこれ らのリンパ節に捕まり、そして識別 染色された組織試料の分析のような標準的な方法を使用して有資格者の病理学者 により認識されるだろう。リンパ節の関与が起こっているならば、より積極的な 治療的手段が示される。本発明は染色した組織試料中で見えるよりはかなり低い 頻度の癌細胞に共通な突然変異体DNA配列を検出できた。癌細胞の周囲で突然 変異することがよく見られるp53のような腫瘍抑制遺伝子については、本発明 は千に1つの突然変異体を検出するために使用された。本明細書に記載した方法 は、適当なDNA増幅法と組み合わせて、そのようなリンパ節試料中の突然変異 体の測定を、患者がバイオプシーのために未だに麻酔をかけられている間に、外 科的切除の範囲を決定する時間スケールで測定することを可能にすることさえで きる。 癌の化学療法は、本質的に腫瘍の各細胞を殺すことである。もし1つの細胞ま たは幾つかの細胞が処置で生き残ったならば、それらは成長して再度腫瘍を発生 させる。これらの細胞の成長を早期に認識することが、後の治療を成功させるこ とになると考えられている。本方法は、患者の特別な突然変異に関する知識と組 み合わせて、そのような再発について患者を日常的に、そして効率的にスクリー ニングできる。この方法は、既知の任意の発癌遺伝子または腫瘍抑制遺伝子中に 発癌性の突然変異を持つ多くの患者をモニタリングするための同じ装置および材 料を使用できる。 最後にこの方法の早さおよび簡便性は、核酸融解の熱力学および動力学、なら びにDNAと他のDNAまたはRNA配列との結合相互作用、ならびに協同的平 衡により支配されているDNA−タンパク質相互作用に関する研究を楽にする。 したがって本明細書に記載した研究の結果、新たな突然変異の分析法 が提供された。この方法は迅速であり、部分的に融解した種の解像度が優れてい る。本方法は、野生型および突然変異体DNAの混合試料中に含まれる突然変異 体DNAの部分を濃縮するための優れた手段を提供する。さらなる濃縮は、濃縮 した試料を続いて再度濃縮することにより得られる。そのようなリサイクリング は、10-3未満の突然変異体部分、特に10-8−10-3の範囲であるときに極めて重要 である。 本明細書に記載した方法はレーザー誘導型蛍光検出法を使用して、広範な直線 的な起動範囲で高感度である。特に本明細書に記載した方法は、容易にコンピュ ーター化および自動化される。さらに、試料の高処理量は多チャンネルアレイの 平行処理により行うことができる。 本発明は、限定するものではない以下の実施例により説明される。実施例1:HPRTの電気泳動 DNA試料の調製 野生型HPRTエキソン3ならびにHPRT-Munichエキソン3を、単離ゲノムD NAから図1Bに概略して示すようにPCR法を変更することにより増幅した。 野生型ゲノムDNAを指数的重力モルのTK6ヒトリンパ芽球から単離した(例 えば、Porteous,Somat.Cell.Mol.Genet.11:445-454(1985)を参照にされたい)。 以下のプライマーを増幅法に使用した: P1: 5'-CATATATTAAATATACTCAC-3'(配列番号:1) P2: 5'-TCCTGATTTTATTTCTGTAG-3'(配列番号:2)および P3: 5'-GACTGAACGTCTTGCTCGAG-3'(配列番号:3) 1回目の増幅で、野生型HPRTエキソン3の約106コピーおよびHPRT-Munich エキソン3の106コピーを、非標識プライマーP1およびP2を用いたプライミ ング増幅法により別個に増幅し、224塩基対の増幅生 成物を作成した。DNAを約100万倍、各々約1012コピーに増幅した。増幅 はSequenase(商標)ポリメラーゼ(U.S.バイオケミカルズ:U.S.Biochemicals)を使 用して、製造元の指示に従い行った。増幅したDNAを次にポリアクリルアミド ゲル電気泳動(PAGE)で精製した。 約106コピーの精製224塩基対増幅生成物を、第2回目の増幅に供した。第2 回目では、合成を204塩基対DNA断片を生成するプライマーP1およびP3で 釣り上げた。プライマーP3を従来法でフルオレセインを用いて末端−標識した 。重合をVent(商標)ポリメラーゼ(ニューイングランドバイオラボズ:New Engla nd Biolabs)を用いて、製造元の指示に従い行った。このDNAも約100万倍 に増幅した。 204塩基対断片を2回の精製に供し、突然変異を誘導する任意のポリメラーゼ を除去した。1回目の精製はPAGEにより行った。204塩基対バンドをアクリ ルアミドゲルから切り取り、従来法により溶出した。第2回目の精製は、変性勾 配ゲル電気泳動(DGGE)であった(例えば、Carielloら、Am.J.Hum.Genet.42 :726-734(1988)を参照にされたい)。DNAを変性勾配マトリックスに添加する 前に、204塩基対断片を変性させた。野生型HPRTおよび204塩基対断片に由来 するHPRT-Munichの両方を、別の試験管中で煮沸してDNAを変性させた。変性 したDNAを次に65℃で約3時間インキューベーションし、そして再アニーリン グさせた。再度アニールした生成物を、エタノール沈殿させ、再懸濁し、そして 変性勾配ゲルで分離した。野生型HPRT断片およびHPRT-Munich断片を変性勾 配ゲルから切り取り、溶出し、エタノール沈殿させ、そして水中に再懸濁させた 。これら試料の濃度をマイクロリットルあたり約108に希釈した。キャピラリー電気泳動装置 この研究に使用したキャピラリー電気泳動装置は、60kVの高電圧d.c.パワーサ プライを使用してマトリックスを充填したキャピラリーに電位を作成することを 除いて、Cohenら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:9660(1988))により記載されたよ うに構成した。 使用したレーザー検出システムは、KuhrおよびYeung(Anal.Biochem.60:2642(1 988))に記載されたものと同様であった。4×6脚の光学テーブル上に搭載した アルゴンイオンレーザーは、8−10mWで光−調節モードで操作した。レーザー光 を、ビームステーラーを使用して反射により向けられた狭いバンドパスフィルタ ーを通し、そして24-ターン焦点距離レンズでキャピラリー中に集束させた。試 料からの蛍光を40×顕微鏡対物レンズで集め、そして干渉フィルターおよびカラ ーガラスフィルターを通した。700Vで操作した光電子倍増管および光電子倍増管 の表示を、蛍光検出に使用した。生じる電圧出力はストリップチャートレコーダ ーに表示され、そして同時にアナログ−から−デジタル(A/D)インターフェ イスに伝達されてPCに送られる。 加温デバイスは、キャピラリーが中に挟まれている2つのセラミックブロック から作られていた。75ワットのヒーターおよび温度制御機は、ブロック中に導入 され、ブロックの温度を加熱および制御する。80%以上のキャピラリーが2つの セラミックブロックに挟まれ、所望の温度に加熱される。上記に掲げた部品のモ デル番号および製造元は、Cohenら、J.Chromatog.516:49-60(1990)に与えられて いる。キャピラリーカラム キャピラリー電気泳動は、内径が75μm、375μm OD.、有効長(1)=320−350mm 、全長(L)=500mmの融合−シリカ管(ポリミクロ テクノロジーズ:Polymicro T echnologies、フェニックス、アリゾナ州)中で行っ た。キャピラリーはHeigerら、(J.Chromatog.516:33-48(1990))に記載されてい るように調製した。簡単に述べると、メタクリルオキシプロピル−トリメトキシ シランを始めに融合−シリカキャピラリー壁に共有結合させた。0.1M Tris−ホ ウ酸(pH8.2)、2.5mM EDTAおよび7M尿素中のアクリルアミド溶液(7%T、0% C)を調製し、脱気し、そして処理したキャピラリーに過硫酸アンモニウム(APS )およびN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン(TEMED)に続いて導入した。試 料はカラムに、キャピラリーの陰極末端を試料液につけることにより注入し、そ して300V/cmの電圧を10-20秒かけた。分離は300V/cmの典型的な電場で行った。実施例2 :交換可能なマトリックスを用いた一定変性剤キャピラリー電気泳動 準備は実施例1に記載したものと同様であった。簡単に述べると、パワーサプ ライは30kVdcであり(モデルCZE 1000R-2032、スペルマン:Spellman プレインビ ュー、ニューヨーク州)。低出力アルゴンイオンレーザー(オムニクロム:Omnich rome、チーノ、カリフォルニア州)を5mWで使用した。垂直型レーザービームを 488nm(10nmバンド幅)フィルター(コリオン:Corion、ホリストン、マサチューセ ッツ州)を通してフィイルターし、そして水平型の分離キャピラリー中に集束し た。集束レーン、キャピラリーおよび対物レンズを、3−Dのマイクロポジショ ナーに搭載し、そしてシステムを光学ベンチに置いた。発光を顕微鏡の対物レン ズにより(オリエル:Oriel、スタムフォード、コネチカット州)、キャピラリ ーおよびビームの両方に対して右の角度で集め、そして2つの520nm(10nmのバン ド幅)フィルターを通して光電子倍増管中(オリエル)に向けた。光電子倍増管か らの信号を電流プレアンプリファイヤー(オリエル)によりI0Vのフルスケールに 増幅(108V/A)し、そして16 ビットのデータ取得システムにより(MP100、バイオパックシステムズ:Biopac S ystems、ゴレタ、カリフォルニア州)記録した。キャピラリー電気泳動条件 電気泳動は、実施例1のように被覆し、そしてTBE(89mM Tris、89mMホウ酸お よび1mM EDTA、pH8.3)中の5−6%の直鎖ポリアクリルアミド、3.3M 尿素、20 %(容量/容量)ボルムアミドを充填した75μm ID、350μm ODキャピラリー( ポリミクロテクノロジーズ社:Polymicro Technologies,Inc.,フェニックス、ア リゾナ州)に、様々な電場をかけて行った。図9Cの1つの例では、化学変性剤 の尿素およびホルムアミドを省略した。 アクリルアミドは10mlのガラスシリンジ管中で、長いポリマー鎖が形成される ような条件で重合した。重合が完了した後、シリンジを−15℃で数週間保存でき た。10mlシリンジからの直鎖ポリアクリルアミドを、必要に応じて100μlの高圧 ガス−充填シリンジ(ハミルトン:Hamilton、レノ、ネバタ州)中に分配した。 このシリンジは各泳動前にポリアクリルアミドマトリックスを交換するために使 用した。典型的には、キャピラリーは数週間使用し、そして数百回の注入に耐え た。 例えば検出器の検量のようなキャピラリー中への正確なDNA注入量が重要な 場合には、水または希釈緩衝液中(0.1×TBE以下)の0.2μlの試料を350μmI.D.か らキャピラリー中に電気-注入した(1μAで2分)。キャピラリーの注入末端にテフ ロンローブを付けた。いったん検出器を検量したら、試料は1μAオーダーの電 流を数秒間かけることにより大容量(典型的には5μl)から直接注入した。必 要な場合には、2μl試料から多くても85%のDNA物質を1回の注入で注入し た(1μAで2分間)。変性勾配マトリックス電気泳動(DGGE) DNAの調製 全DNAを凍結ヒト女性のTK−6リンパ芽球から単離した。DGGE用に、 問題の断片をpfu DNAポリメラーゼ(ストラタジーン:Stratagene、ラジョラ 、カリフォルニア州)を用い、製造元の手順に従い増幅し、標準的な8%PAG Eにより精製し、そしてエチジウムブロミド染色により定量した。プライマーは 次の通りである: CW7 5'-ACCGTTAACTTCCAATTAAC(配列番号:4);CWmut 5'-ACCGTTAACTTCCAATTA ACTAGTTTTGATAACATTCAAA(配列番号:5)および5'-フルオレセイン標識、なら びに非標識 J3 5'-ATGGAGAAAGGGACGCGGGC(配列番号:6)をシンセティック ジェニティック ス(Synthetic Genetics)(サンディエゴ、カリフォルニア州)から得た。DG GEの放射活性検出の場合には、J3をPCR増幅前に32PでY標識した。GC をAT置換に導入するために、プライマーCW7mut(これはT:C誤対合を鋳型を 用いて30位に形成する)を用いPCR反応でCW7を置換した。点突然変異の導入 は、PCR生成物をシークエンシングすることにより確認した。煮沸および再ア ニーリングのために、水中のDNAを100℃で10秒間加熱し、そして200mM NaCl 、10mM Tris HCl pH8、2mM EDTAに調整し、そして60℃で2時間インキューベーシ ョンした。2つのホモ二重鎖(GCおよびAT)ならびに2つのヘテロ二重鎖( GTおよびAC)の等モル量の混合物を、これらの特別な配列のために至適化し た以下のスラブマトリックスに標準的なDGGE条件下で泳動した:60℃で16時 間;マトリックス:12%アクリルアミド、0.4%ビス−アクリルアミド、1×TAE ;20cm長の直線変性剤勾配:頂点:6%(容量/容量)ホルムアミド、1.05M尿素、 底部14%(容量/容量)ホルムアミド、2.8M尿素。DNAを32Pで末端標識した :マトリックスを乾 燥し、そしてホスホイメージャー(Phosphoimaher)(モレキュラー ダイナミック ス:Molecular Dynamics)でスキャンした。 DGGE分離の結果はCDCE分離の結果と、上記記載のように比較した。実施例3 :交換可能なマトリックスを用いた繰り返しサイクルでの一定変性剤キ ャピラリー電気泳動 DNA試料を実施例2に記載したように調製した。2つの可能な対(GTおよ びAC)の突然変異体/野生型ヘテロ二重鎖を、野生型/野生型ホモ二重鎖を混 合し、109の野生型/野生型(WT/WT)ホモ二重鎖に加えて5×104の各ヘテロ 二重鎖を含む試料混合物を得た。 この混合物を、実施例2に記載した条件下で一定変性剤キャピラリー電気泳動 により分離した。突然変異体/WTヘテロ二重鎖を含む部分(約14から20分から 現れる部分)を集め、高複製ポリメラーゼ連鎖反応により増幅し、そして混合物 を新しいポリマーマトリックスを使用して一定変性剤キャピラリー電気泳動に供 した。図12Aに見られるように、4つの明らかなピークが電気泳動図に現れる 。約6.0分に現れるピークは、内部対照(PCRプライマー)を表す。約11.0分 に現れるピークはWT/WTホモ二重鎖を表す。約16.5および18分に現れるピークは 、GTおよびAC突然変異体/WTヘテロ二重鎖をそれぞれ表す。 ヘテロ二重鎖を含む部分を、再度集め、プール増幅し、そしてCDCE分離に 供した。結果を図12Bに示す。約10.5分に現れるピークは、WT/WTホモ二 重鎖を表し、約12.0分に現れるピークは突然変異体/突然変異体ホモ二重鎖を表 し、そして約15および17分に現れるピークはGTおよびACヘテロ二重鎖を表す 。均等物 当業者は、日常的な実験を使用するだけで本明細書に記載した本発明の特別な 態様の多くの均等物を知り、または確認することができる。これらの、および他 のすべての均等物は以下の請求の範囲に包含されるものと考える。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年3月4日 【補正内容】 請求の範囲 1.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイン を含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは、第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含む、非−突然変異体DNAから突然変異体D NAの分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)a)で得た問題のDNAを断片化して断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た問題の断片化二本鎖DNAを融解し、そして二重鎖DNAを 形成るするために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二 重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; d)工程c)で生成した混合物を交換可能なポリマーマトリックスに導入し、こ れによりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能な ポリマーマトリックスを生成し; e)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能なポリ マーマトリックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテ ロ二重鎖が部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNA ヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖よりも交換可能なポリマーマトリックス中を遅 い速度で移動し、DNAヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 2.工程b)がさらに、大きさの分離により断片化した問題の二本鎖D NAを部分単離することを含んで成る、請求の範囲第1項に記載の方法。 3.検出工程が、a)特定した時間に交換可能なポリマーマトリックス中のDN Aヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテ ロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検出 器を通過する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二 重鎖の相対的移動を、それらが交換可能なポリマーマトリックスから出る時に検 出する、ことから成る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の範 囲第1項に記載の方法。 4.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらが交換可能な ポリマーマトリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二 重鎖のヌクレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第3項 に記載の方法。 5.シークエンシング前に回収した部分中の二重鎖を増幅することをさらに含ん で成る、請求の範囲第4項に記載の方法。 6.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された制 限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第1項 に記載の方法。 7.変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第1項に記載の方法。 8.工程e)において部分変性条件が、交換可能なポリマーマトリックス中の化 学変性剤の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで 成り、そして高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第1項に記 載の方法。 9.工程e)において、交換可能なポリマーマトリックスが化学変性剤 を含まず、部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含 んで成り、そして高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第1項 に記載の方法。 10.交換可能なポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第1項に 記載の方法。 11.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第10項に記載の方法。 12.得られた時に、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが1つのイ ソ−融解ドメインを含むが、このイソ−融解ドメインはより高熱耐性のイソ−融 解ドメインとは連続していない、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの 分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)工程a)で得た問題のDNAを断片化して、断片化した問題の二本鎖DNA を得; c)問題の断片化DNAを大きさの分離により部分的に単離して、部分単離DN A断片を得; d)c)で部分単離した問題の断片化DNAに、得られた時にDNAに含まれる イソ−融解ドメインよりもより高熱耐性のイソ−融解ドメインであるDNA配列 を結合し、これによりより高熱耐性のイソ−融解ドメインに連続したイソ−融解 ドメインを含むDNA配列を含んで成る目的のDNA断片を生成し; e)工程d)で得たDNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成するために 適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖およびDNA ホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物を交換可能なポリマーマトリックスに導入し、これに ょりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能なポリ マーマトリックスを生成し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能なポリ マーマトリックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテ ロ二重鎖が部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNA ヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖よりも交換可能なポリマーマトリックス中を遅 い速度で移動し、DNAヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 13.検出工程が、a)特定した時間に交換可能なポリマーマトリックス中のD NAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘ テロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検 出器を通過する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ 二重鎖の相対的移動を、それらが交換可能なポリマーマトリックスから出る時に 検出する、ことから成る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の 範囲第12項に記載の方法。 14.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらが交換可能 な ポリマーマトリックスから出た時に回収し、そして回収した部分中に含まれる 二重鎖のヌクレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第1 3項に記載の方法。 15.シークエンシング前に回収した部分中の二重鎖を増幅することをさらに含 んで成る、請求の範囲第14項に記載の方法。 16.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第1 2項に記載の方法。 17.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基により標識さ れている、請求の範囲第12項に記載の方法。 18.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第12項に記載の方法。 19.工程g)において部分変性条件が、交換可能なポリマーマトリックス中の 化学変性剤の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含ん で成り、そして高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第12項 に記載の方法。 20.工程g)において、交換可能なポリマーマトリックスが化学変性剤を含ま ず、そして部分変性条件が約24℃から約100℃の交換可能なポリマーマトリック ス温度を含んで成り、そして電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範 囲第12項に記載の方法。 21.交換可能なポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第12項 に記載の方法。 22.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第21項に記載の方法。 23.得られた時に、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが1つのイ ソ−融解ドメインを含むが、このイソ−融解ドメインはより高熱耐性のイソ−融 解ドメインとは連続していない、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの 分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して、断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)断片化DNAを大きさの分離により部分的に単離して、部分単離DNA断片 を得; d)工程c)で得たDNA断片を融解し、そしてより高熱耐性のDNA配列を結 合して得られているイソ−融解ドメインを含むDNA配列を含んで成る合成DN Aと、1方の鎖が他方の鎖よりも短い2つのDNA鎖を含んで成る二重鎖DNA を形成するために適切な条件下で再アニーリングさせ、; e)工程d)で得た二重鎖DNAの短鎖をDNAポリメラーゼを用いて延長させ て同じ長さの二重鎖を形成させ、これによりより高熱耐性のイソ−融解ドメイン に連続したイソ−融解ドメインを含むDNAを含んで成るDNAヘテロ二重鎖お よびDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物を、DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混 合物を含む交換可能なポリマーマトリックスに導入し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能なポリ マーマトリックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテ ロ二重鎖が部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNA ヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移 動し、DNAヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 24.検出工程が、a)特定した時間に交換可能なポリマーマトリックス中のD NAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出す る、b)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが 固定した位置の検出器を通過する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖 およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが交換可能なポリマーマトリッ クスから出る時に検出する、ことから成る群から選択される、検出工程をさらに 含んで成る請求の範囲第23項に記載の方法。 25.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらが交換可能 な ポリマーマトリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる 二重鎖のヌクレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第2 4項に記載の方法。 26.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第2 3項に記載の方法。 27.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基により標識さ れている、請求の範囲第23項に記載の方法。 28.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第23項に記載の方法。 29.工程g)において部分変性条件が、交換可能なポリマーマトリックス中の 化学変性剤の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含ん で成り、そして高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第23項 に記載の方法。 30.工程g)において、交換可能なポリマーマトリックスが化学変性剤を含ま ず、そして部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含 んで成り、そして電場が約50から約1200ボルト/cmで ある、請求の範囲第23項に記載の方法。 31.交換可能なポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第23項 に記載の方法。 32.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第31項に記載の方法。 33.得られた時、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが適当なイソ −融解ドメインを欠く、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの分割法で あって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)断片化DNAを、大きさの分離により部分単離して、部分的に単離したDN A断片化を得; d)工程c)で部分単離した問題の断片化DNAの1方の末端に、断片化DNA よりもより高熱耐性のイソ−融解ドメインであるDNA配列を結合し、そして他 方の末端に、断片化DNA配列の平均融解温度、またはそれに近い温度で融解す るイソ−融解ドメインであるDNA配列を結合し、これによりより高熱耐性のイ ソ−融解ドメインに連続した問題のDNA配列を含む適当なイソ−融解ドメイン を含んで成るDNA断片を形成し; e)工程d)で得た問題のDNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成する ために適切な条件下で再アニーリングさせ、これによりDNAヘテロ二重鎖およ びDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物を、ポリマーマトリックスに導入し、これに よりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを生成し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 34.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第33項に記載の方法。 35.検出工程が、a)特定した時間にポリマーマトリックス中のDNAヘテロ 二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテロ二重鎖 およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検出器を通過 する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相 対的移動を、それらがポリマーマトリックスから出る時に検出する、ことから成 る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の範囲第34項に記載の 方法。 36.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらがポリマー マトリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二重鎖のヌ クレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第35項に記載 の方法。 37.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、 請求の範囲第34項に記載の方法。 38.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基で標識される 、請求の範囲第34項に記載の方法。 39.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第34項に記載の方法。 40.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第33項に記載の方法。 41.工程g)において部分変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第34項に記載の方 法。 42.工程g)において、ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして 部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、 そして電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第34項に記載の方 法。 43.ポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第34項に記載の方 法。 44.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第43項に記載の方法。 45.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイ ンを含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含 む、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの分割法であって、 a)問題のDNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して、問題の断片化二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成する ために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖および DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; d)工程c)で得た混合物を流路に含まれるポリマーマトリックスに導入し、こ れによりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマ トリックスを生成し; e)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; f)DNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖の相対移動を、それらがポリマーマ トリックスから出る時に検出し、そしてDNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖 を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから出る時に回収し; g)流路からポリマーマトリックスを取り出し;そして新しいマトリックスを流 路に導入し、そして h)工程f)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しいポリマーマトリックスに再 導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖を含む新しいポリマーマトリックスを形 成し、そしてこのポリマーマトリックスを高電場に供 し、そして工程e)を行い、そしてDNAヘテロ二重鎖を含む部分を、それらが ポリマーマトリックスから出る時に回収する、 工程を含んで成る上記分割法。 46.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第45項に記載の方法。 47.工程f)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を、工程h)の 前に適当な増幅法により増幅することを含んで成る、請求の範囲第46項に記載 の方法。 48.工程f)から工程h)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第46項に記載の方法。 49.工程h)がさらに、部分中に回収されたDNAヘテロ二重鎖のDNA配列 を決定することを含んで成る、請求の範囲第46項に記載の方法。 50.工程h)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第46項に記載の方法。 51.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイ ンを含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含む、DNA試料の突然変異体のスクリーニン グ法であって、 a)問題のDNAを生物源から単離し; b)単離DNAを断片化して、問題の断片化二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た問題の断片化DNAを、検出可能なレポーター基を用いて標 識し、これにより問題の標識化DNAを生成し; d)問題の標識化二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成るする ために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖および DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; e)工程d)で生成した二重鎖の混合物を、流路に含まれる交換可能なポリマー マトリックスに導入し; f)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対移動を、それらがポリマ ーマトリックスから出る時に検出し、そしてDNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二 重鎖を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから出る時に回収する、上記 スクリーニング法。 52.さらに、 h)流路から交換可能なポリマーマトリックスを取り出し、そして流路に新しい交換可能な ポリマーマトリックスを導入し; i)工程g)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しい交換可能なポリマーマトリ ックスに再導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖を含む新しい交換可能なポリ マーマトリックスを形成し、そしてこの交換可能なポリマーマトリックスを工程 f)のように高電場に供し、そしてDNAヘ テロ二重鎖を含む部分を、それらが交換可能なポリマーマトリックスから出る時 に回収することを含んで成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 53.工程g)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅することを含んで成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 54.工程g)から工程i)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第51項に記載の方法。 55.工程i)がさらに、DNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含 んで成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 56.工程i)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 57.変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第51項に記載の方法。 58.工程d)の変性条件が、交換可能なポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第51項に記載の方 法。 59.交換可能なポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして部分変性 条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして電 場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第51に記載の方法。 60.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第51項に記載の 方法。 61.二本鎖DNA断片が2つのイソ−融解ドメインを含み、低温イソ−融解ド メインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一温度で融解し、そして高温イ ソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメインは、より高温の第二温度 で融解し、そして突然変異体DNAは問題の突然変異を低温イソ−融解ドメイン 中に含む、少なくとも1塩基対が異なる二本鎖DNA断片の2種以上を分割する 方法であって、 a)蛍光レポーター基で標識された二本鎖DNΛ断片を含む液体試料を提供し; b)標識二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成するために適切 な条件下で再アニーリングして二本鎖DNAを形成し、これにより標識DNAヘ テロ二重鎖および標識DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; c)工程b)で生成した二重鎖の標識混合物を、キャピラリーに含まれる交換可 能な ポリマーマトリックスに導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖およびDN Aホモ二重鎖を含む交換可能なポリマーマトリックスを形成し; d)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含む交換可能なポリ マーマトリックスを、一定変性キャピラリー電気泳動に供し、これによりDNA ヘテロ二重鎖が部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてD NAヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖よりも交換可能なポリマーマトリックス中 を遅い速度で移動し、DNAヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; e)標識DNAヘテロ二重鎖および標識DNAホモ二重鎖の相対移動を、 それらがキャピラリーカラムから出る時に、キャピラリーカラムの末端部を蛍光 レポーター基の蛍光を刺激するために適切な波長エネルギーに暴露し、そして検 出器で蛍光を検出することにより検出し、これにより別れた標識DNA二重鎖の 相対移動を交換可能なポリマーマトリックスを出る時に検出し;そして f)標識DNAヘテロ二重鎖を含む部分を、それらが交換可能なポリマーマトリ ックスから出る時に回収する工程を含んで成る、上記分割法。 62.さらに、 g)キャピラリーカラムから交換可能なポリマーマトリックスを取り出し、そし てキャピラリーカラムに新しい交換可能なポリマーマトリックスを導入し; i)工程f)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しい交換可能なポリマーマトリ ックスに再導入し、そしてこの交換可能なポリマーマトリックスを工程d)のよ うな一定変性キャピラリー電気泳動に供し、そしてDNAヘテロ二重鎖を含む部 分をそれらが交換可能なポリマーマトリックスから出る時に回収することを含ん で成る、請求の範囲第61項に記載の方法。 63.工程f)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅することを含んで成る、請求の範囲第61項に記載の方法。 64.工程f)から工程く)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第62項に記載の方法。 65.工程h)がさらに、DNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含 んで成る、請求の範囲第61項に記載の方法。 66.工程h)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第61項に記載の方法。 67.工程e)の変性条件が、交換可能なポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第61項に記載の方 法。 68.交換可能なポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして部分変性 条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして電 場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第61項に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シリー, ウイリアム・ジー アメリカ合衆国マサチユセツツ州02172ウ オータータウン・アルデンロード23 (72)発明者 フオレツト, フランテイセク アメリカ合衆国マサチユセツツ州02148マ ルデン・ハイランドアベニユーナンバー4 デイ525 (72)発明者 クラプコ, コンステインテイン アメリカ合衆国マサチユセツツ州02146ブ ルツクライン・ビーコンストリート1069・ アパートメントナンバー9 (72)発明者 ケオハボング, フオウソン アメリカ合衆国ペンシルベニア州15206ピ ツツバーグ・ハステイングスストリート 412 (72)発明者 コーエン, アハロン・エス アメリカ合衆国マサチユセツツ州02159ニ ユートン・ナーデルロード61 (72)発明者 ギース, ロジヤー・ダブリユー アメリカ合衆国マサチユセツツ州02170ク インシー・オークランドアベニユー45 (72)発明者 ベレンキイ, アレクセイ アメリカ合衆国マサチユセツツ州02159ニ ユートン・クラークストリート162

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイン を含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは、第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含む、非−突然変異体DNAから突然変異体D NAの分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)a)で得た問題のDNAを断片化して断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た問題の断片化二本鎖DNAを融解し、そして二重鎖DNAを 形成るするために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二 重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; d)工程c)で生成した混合物をポリマーマトリックスに導入し、これによりD NAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリックス を生成し; e)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 2.工程b)がさらに、大きさの分離により断片化した問題の二本鎖DNAを部 分単離することを含んで成る、請求の範囲第1項に記載の方法。 3.検出工程が、a)特定した時間にポリマーマトリックス中のDNAヘテロ二 重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテロ二重鎖お よびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検出器を通過す る時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対 的移動を、それらがポリマーマトリックスから出る時に検出する、ことから成る 群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の範囲第1項に記載の方法 。 4.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらがポリマーマ トリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二重鎖のヌク レオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第3項に記載の方 法。 5.シークエンシング前に回収した部分中の二重鎖を増幅することをさらに含ん で成る、請求の範囲第4項に記載の方法。 6.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された制 限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第1項 に記載の方法。 7.変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第1項に記載の方法。 8.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第1項に記載の方法。 9.工程e)において部分変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤の 存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そし て高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第1項に記載の方法。 10.工程e)において、ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、部分変 性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして 高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲 第1項に記載の方法。 11.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第1項に記載の方法。 12.ポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第1項に記載の方法 。 13.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第12項に記載の方法。 14.得られた時に、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが1つのイ ソ−融解ドメインを含むが、このイソ−融解ドメインはより高熱耐性のイソ−融 解ドメインとは連続していない、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの 分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)工程a)で得た問題のDNAを断片化して、断片化した問題の二本鎖DNA を得; c)問題の断片化DNAを大きさの分離により部分的に単離して、部分単離DN A断片を得; d)c)で部分単離した問題の断片化DNAに、得られた時にDNAに含まれる イソ−融解ドメインよりもより高熱耐性のイソ−融解ドメインであるDNA配列 を結合し、これによりより高熱耐性のイソ−融解ドメインに連続したイソ−融解 ドメインを含むDNA配列を含んで成る目的のDNA断片を生成し; e)工程d)で得たDNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成するために 適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖およびDNA ホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物をポリマーマトリックスに導入し、これによ りDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリッ クスを生成し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 15.検出工程が、a)特定した時間にポリマーマトリックス中のDNAヘテロ 二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテロ二重鎖 およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検出器を通過 する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相 対的移動を、それらがポリマーマトリックスから出る時に検出する、ことから成 る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の範囲第14項に記載の 方法。 16.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらがポリマー マトリックスから出た時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二重鎖のヌ クレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第15項に記載 の方法。 17.シークエンシング前に回収した部分中の二重鎖を増幅することをさらに含 んで成る、請求の範囲第4項に記載の方法。 18.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第1 4項に記載の方法。 19.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基により標識さ れている、請求の範囲第14項に記載の方法。 20.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第14項に記載の方法。 21.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第14項に記載の方法。 22.工程g)において部分変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第14項に記載の方 法。 23.工程g)において、ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして 部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、 そして電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第14項に記載の方 法。 24.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第14項に記載の方法。 25.ポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第14項に記載の方 法。 26.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第25項に記載の方法。 27.得られた時に、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが1つのイ ソ−融解ドメインを含むが、このイソ−融解ドメインはより高熱耐性のイソ−融 解ドメインとは連続していない、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの 分割法であって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して、断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)断片化DNAを大きさの分離により部分的に単離して、部分単離DNA断片 を得; d)工程c)で得たDNA断片を融解し、そしてより高熱耐性のDNA配列を結 合して得られているイソ−融解ドメインを含むDNA配列を含んで成る合成DN Aと、1方の鎖が他方の鎖よりも短い2つのDNA鎖を含んで成る二重鎖DNA を形成するために適切な条件下で再アニーリングさせ、; e)工程d)で得た二重鎖DNAの短鎖をDNAポリメラーゼを用いて延長させ て同じ長さの二重鎖を形成させ、これによりより高熱耐性のイソ−融解ドメイン に連続したイソ−融解ドメインを含むDNAを含んで成るDNAヘテロ二重鎖お よびDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物を、DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混 合物を含むポリマーマトリックスに導入し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 28.検出工程が、a)特定した時間にポリマーマトリックス中のDNAヘテロ 二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテロ二重鎖 およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固 定した位置の検出器を通過する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖お よびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらがポリマーマトリックスから出る 時に検出する、ことから成る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請 求の範囲第27項に記載の方法。 29.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらがポリマー マトリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二重鎖のヌ クレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第28項に記載 の方法。 30.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第2 7項に記載の方法。 31.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基により標識さ れている、請求の範囲第27項に記載の方法。 32.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第27項に記載の方法。 33.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第27項に記載の方法。 34.工程g)において部分変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第27項に記載の方 法。 35.工程g)において、ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして 部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、 そして電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第27項に記載の方 法。 36.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第27項に記載の方法。 37.ポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第27項に記載の方 法。 38.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第37項に記載の方法。 39.得られた時、突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが適当なイソ −融解ドメインを欠く、非−突然変異体DNAから突然変異体DNAの分割法で あって、 a)問題の二本鎖DNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して断片化した問題の二本鎖DNAを得; c)断片化DNAを、大きさの分離により部分単離して、部分的に単離したDN A断片化を得; d)工程c)で部分単離した問題の断片化DNAの1方の末端に、断片化DNA よりもより高熱耐性のイソ−融解ドメインであるDNA配列を結合し、そして他 方の末端に、断片化DNA配列の平均融解温度、またはそれに近い温度で融解す るイソ−融解ドメインであるDNA配列を結合し、これによりより高熱耐性のイ ソ−融解ドメインに連続した問題のDNA配列を含む適当なイソ−融解ドメイン を含んで成るDNA断片を形成し; e)工程d)で得た問題のDNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成する ために適切な条件下で再アニーリングさせ、これによりDNAヘテロ二重鎖およ びDNAホモ二重鎖の混合物を生成し; f)工程e)で得た混合物を、ポリマーマトリックスに導入し、これに よりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを生成し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離する、 工程を含んで成る上記分割法。 40.検出工程が、a)特定した時間にポリマーマトリックス中のDNAヘテロ 二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対位置を検出する、b)DNAヘテロ二重鎖 およびDNAホモ二重鎖の相対的移動を、それらが固定した位置の検出器を通過 する時に検出する、およびc)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相 対的移動を、それらがポリマーマトリックスから出る時に検出する、ことから成 る群から選択される、検出工程をさらに含んで成る請求の範囲第39項に記載の 方法。 41.DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の部分を、それらがポリマー マトリックスから出る時に回収し、そして回収した部分中に含まれる二重鎖のヌ クレオチド配列を決定することをさらに含んで成る、請求の範囲第40項に記載 の方法。 42.工程b)の断片化二本鎖DNAが、問題の単離DNAを適当に選択された 制限エンドヌクレアーゼを用いて消化することにより得られる、請求の範囲第3 9項に記載の方法。 43.工程b)の断片化二本鎖DNAが、検出可能なレポーター基で標識される 、請求の範囲第39項に記載の方法。 44.部分変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第39項に記載の方法。 45.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第39項に記載の方法。 46.工程g)において部分変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤 の存在および約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そ して高電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第39項に記載の方 法。 47.工程g)において、ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして 部分変性条件が約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、 そして電場が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第39項に記載の方 法。 48.ポリマーマトリックスが交換可能なポリマーマトリックスである、請求の 範囲第39項に記載の方法。 49.ポリマーマトリックスが流路に含まれる、請求の範囲第39項に記載の方 法。 50.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第49項に記載の方法。 51.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイ ンを含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含む、非−突然変異体DNAから突然変異体D NAの分割法であって、 a)問題のDNAを生物源から単離し; b)問題の単離DNAを断片化して、問題の断片化二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成する ために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖および DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; d)工程c)で得た混合物を流路に含まれるポリマーマトリックスに導入し、こ れによりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマ トリックスを生成し; e)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; f)DNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖の相対移動を、それらがポリマーマ トリックスから出る時に検出し、そしてDNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二重鎖 を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから出る時に回収し; g)流路からポリマーマトリックスを取り出し;そして新しいマトリックスを流 路に導入し、そして h)工程f)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しいポリマーマトリックスに再 導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖を含む新しいポリマーマトリックスを形 成し、そしてこのポリマーマトリックスを高電場に供し、そして工程e)を行い 、そしてDNAヘテロ二重鎖を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから 出る時に回収する、 工程を含んで成る上記分割法。 52.工程f)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を、工程h)の 前に適当な増幅法により増幅することを含んで成る、請求の範囲第51項に記載 の方法。 53.工程f)から工程h)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第51項に記載の方法。 54.工程h)がさらに、部分中に回収されたDNAヘテロ二重鎖のDNA配列 を決定することを含んで成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 55.工程h)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第51項に記載の方法。 56.突然変異体DNAおよび非−突然変異体DNAが2つのイソ−融解ドメイ ンを含み、低温イソ−融解ドメインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一 温度で融解し、そして高温イソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメ インは、より高温の第二温度で融解し、そして突然変異体DNAは低温イソ−融 解ドメイン中に問題の突然変異を含む、DNA試料の突然変異体のスクリーニン グ法であって、 a)問題のDNAを生物源から単離し; b)単離DNAを断片化して、問題の断片化二本鎖DNAを得; c)工程b)で得た問題の断片化DNAを、検出可能なレポーター基を用いて標 識し、これにより問題の標識化DNAを生成し; d)問題の標識化二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成るする ために適切な条件下で再アニーリングし、これによりDNAヘテロ二重鎖および DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; e)工程d)で生成した二重鎖の混合物を、流路に含まれるポリマーマ トリックスに導入し; f)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、高電場および部分変性条件に供し、これによりDNAヘテロ二重鎖が 部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ二重 鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、DN Aヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; g)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の相対移動を、それらがポリマ ーマトリックスから出る時に検出し、そしてDNAヘテロ二重鎖がDNAホモ二 重鎖を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから出る時に回収する、上記 スクリーニング法。 57.さらに、 h)流路からポリマーマトリックスを取り出し、そして流路に新しいポリマーマ トリックスを導入し; i)工程g)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しいポリマーマトリックスに再 導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖を含む新しいポリマーマトリックスを形 成し、そしてこのポリマーマトリックスを工程f)のように高電場に供し、そし てDNAヘテロ二重鎖を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから出る時 に回収することを含んで成る、請求の範囲第56項に記載の方法。 58.工程g)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅することを含んで成る、請求の範囲第56項に記載の方法。 59.工程g)から工程i)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第56項に記載の方法。 60.工程i)がさらに、DNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含 んで成る、請求の範囲第56項に記載の方法。 61.工程i)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第56項に記載の方法。 62.変性条件が一定変性条件である、請求の範囲第56項に記載の方法。 63.変性条件が勾配変性条件である、請求の範囲第56項に記載の方法。 64.工程d)の変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤の存在およ び約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして高電場 が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第56項に記載の方法。 65.ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして部分変性条件が約24 ℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして電場が約50か ら約1200ボルト/cmである、請求の範囲第56項に記載の方法。 66.流路がキャピラリーカラムである、請求の範囲第56項に記載の方法。 67.二本鎖DNA断片が2つのイソ−融解ドメインを含み、低温イソ−融解ド メインと呼ばれる第一のイソ−融解ドメインは第一温度で融解し、そして高温イ ソ−融解ドメインと呼ばれる第二のイソ−融解ドメインは、より高温の第二温度 で融解し、そして突然変異体DNAは問題の突然変異を低温イソ−融解ドメイン 中に含む、少なくとも1塩基対が異なる二本鎖DNA断片の2種以上を分割する 方法であって、 a)蛍光レポーター基で標識された二本鎖DNA断片を含む液体試料を提供し; b)標識二本鎖DNA断片を融解し、そして二重鎖DNAを形成するために適切 な条件下で再アニーリングして二本鎖DNAを形成し、これにより標識DNAヘ テロ二重鎖および標識DNAホモ二重鎖の混合物を生成し; c)工程b)で生成した二重鎖の標識混合物を、キャピラリーに含まれるポリマ ーマトリックスに導入し、これによりDNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重 鎖を含むポリマーマトリックスを形成し; d)DNAヘテロ二重鎖およびDNAホモ二重鎖の混合物を含むポリマーマトリ ックスを、一定変性キャピラリー電気泳動に供し、これによりDNAヘテロ二重 鎖が部分的に融解し、そしてDNAホモ二重鎖が融解せず、そしてDNAヘテロ 二重鎖がDNAホモ二重鎖よりもポリマーマトリックス中を遅い速度で移動し、 DNAヘテロ二重鎖をDNAホモ二重鎖から分離し; e)標識DNAヘテロ二重鎖および標識DNAホモ二重鎖の相対移動を、それら がキャピラリーカラムから出る時に、キャピラリーカラムの末端部を蛍光レポー ター基の蛍光を刺激するために適切な波長エネルギーに暴露し、そして検出器で 蛍光を検出することにより検出し、これにより別れた標識DNA二重鎖の相対移 動をポリマーマトリックスを出る時に検出し;そして f)標識DNAヘテロ二重鎖を含む部分を、それらがポリマーマトリックスから 出る時に回収する工程を含んで成る、上記分割法。 68.さらに、 g)キャピラリーカラムからポリマーマトリックスを取り出し、そして キャピラリーカラムに新しいポリマーマトリックスを導入し; i)工程f)で回収したDNAヘテロ二重鎖を新しいポリマーマトリックスに再 導入し、そしてこのポリマーマトリックスを工程d)のような一定変性キャピラ リー電気泳動に供し、そしてDNAヘテロ二重鎖を含む部分をそれらがポリマー マトリックスから出る時に回収することを含んで成る、請求の範囲第67項に記 載の方法。 69.工程f)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅することを含んで成る、請求の範囲第67項に記載の方法。 70.工程f)から工程く)が1回以上繰り返され、回収した部分中のDNAヘ テロ二重鎖を濃縮する、請求の範囲第68項に記載の方法。 71.工程h)がさらに、DNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含 んで成る、請求の範囲第67項に記載の方法。 72.工程h)がさらに、部分中に回収したDNAヘテロ二重鎖を適当な増幅法 により増幅し、そしてDNAヘテロ二重鎖のDNA配列を決定することを含んで 成る、請求の範囲第67項に記載の方法。 73.工程e)の変性条件が、ポリマーマトリックス中の化学変性剤の存在およ び約24℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして高電場 が約50から約1200ボルト/cmである、請求の範囲第67項に記載の方法。 74.ポリマーマトリックスが化学変性剤を含まず、そして部分変性条件が約24 ℃から約100℃のポリマーマトリックス温度を含んで成り、そして電場が約50か ら約1200ボルト/cmである、請求の範囲第67項に記載の方法。
JP52074395A 1994-02-03 1995-02-01 融解温度多形性の高電場検出 Expired - Fee Related JP3710142B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/190,919 1994-02-03
US08/190,919 US5633129A (en) 1989-07-13 1994-02-03 Electrophoretic detection and separation of mutant DNA using replaceable polymer matrices
PCT/US1995/001364 WO1995021268A1 (en) 1994-02-03 1995-02-01 High electric field detection of melting temperature polymorphism

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004218477A Division JP3748877B2 (ja) 1994-02-03 2004-07-27 融解温度多形性の高電場検出

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09508793A true JPH09508793A (ja) 1997-09-09
JP3710142B2 JP3710142B2 (ja) 2005-10-26

Family

ID=22703342

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52074395A Expired - Fee Related JP3710142B2 (ja) 1994-02-03 1995-02-01 融解温度多形性の高電場検出
JP2004218477A Expired - Fee Related JP3748877B2 (ja) 1994-02-03 2004-07-27 融解温度多形性の高電場検出

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004218477A Expired - Fee Related JP3748877B2 (ja) 1994-02-03 2004-07-27 融解温度多形性の高電場検出

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5633129A (ja)
EP (1) EP0742839A1 (ja)
JP (2) JP3710142B2 (ja)
WO (1) WO1995021268A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532073A (ja) * 2000-04-25 2003-10-28 スペクトラメディックス コーポレイション 高温条件下での生体分子の変性剤−フリー電気泳動

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5874212A (en) * 1993-05-13 1999-02-23 Thomas Jefferson University Detection of single base mutations and other variations in double stranded DNA by conformation-sensitive gel electrophoresis
GB9502660D0 (en) * 1995-02-10 1995-03-29 Univ London Detection of mutations or variations in DNA
US6361940B1 (en) * 1996-09-24 2002-03-26 Qiagen Genomics, Inc. Compositions and methods for enhancing hybridization and priming specificity
US6287822B1 (en) * 1997-08-05 2001-09-11 Transgenomic, Inc. Mutation detection method
WO1998054363A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Massachusetts Institute Of Technology Application of helix-random chain thermodynamics to nucleic acid analysis
JP2001510057A (ja) * 1997-07-17 2001-07-31 ティーエム テクノロジーズ, インク. 核酸の融解温度を調節する方法及び組成
US6132968A (en) * 1998-05-13 2000-10-17 University Of Alberta Methods for quantitating low level modifications of nucleotide sequences
US6117326A (en) * 1998-06-26 2000-09-12 Rohm And Haas Company Capillary electrochromatography separation media
US7225079B2 (en) 1998-08-04 2007-05-29 Transgenomic, Inc. System and method for automated matched ion polynucleotide chromatography
AU3118600A (en) * 1998-12-09 2000-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Methods of identifying point mutations in a genome
US6994962B1 (en) 1998-12-09 2006-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Methods of identifying point mutations in a genome
US6716948B1 (en) * 1999-07-31 2004-04-06 Symyx Technologies, Inc. Controlled-architecture polymers and use thereof as separation media
US6969587B2 (en) * 2000-04-04 2005-11-29 Taylor Paul D Detection of nucleic acid heteroduplex molecules by anion-exchange chromatography
US20020132244A1 (en) * 2000-09-27 2002-09-19 Xiao-Cheng Li-Sucholeiki Methods for detecting rare polymorphic variants in genomic DNA sequences
EP1404878A4 (en) * 2001-07-11 2006-12-06 Applera Corp INTERNAL CALIBRATION STANDARDS FOR ELECTROPHORETIC ANALYZES
WO2003040411A1 (en) * 2001-11-05 2003-05-15 Transgenomic, Inc. Methods, systems, and kits for analysis of polynucleotides
US9353405B2 (en) 2002-03-12 2016-05-31 Enzo Life Sciences, Inc. Optimized real time nucleic acid detection processes
WO2003093796A2 (en) * 2002-05-02 2003-11-13 Transgenomic, Inc. Sample preparation method and device
US6989085B2 (en) * 2002-12-02 2006-01-24 Genomac International, Ltd. Method for separation of compounds using cycling denaturing conditions
US7935479B2 (en) * 2004-07-19 2011-05-03 Cell Biosciences, Inc. Methods and devices for analyte detection
US7846676B2 (en) 2004-07-19 2010-12-07 Cell Biosciences, Inc. Methods and devices for analyte detection
US8945361B2 (en) * 2005-09-20 2015-02-03 ProteinSimple Electrophoresis standards, methods and kits
US20100140465A1 (en) * 2006-03-29 2010-06-10 Chulso Moon Apparatus and Method for Filtration to Enhance the Detection of Peaks
US20080227209A1 (en) * 2007-03-14 2008-09-18 David Xing-Fei Deng Methods, Kits And Devices For Analysis Of Lipoprotein(a)
US10107782B2 (en) 2008-01-25 2018-10-23 ProteinSimple Method to perform limited two dimensional separation of proteins and other biologicals
JP5588970B2 (ja) * 2008-05-27 2014-09-10 ダコ・デンマーク・エー/エス ハイブリダイゼーション組成物及び方法
US9303287B2 (en) 2009-02-26 2016-04-05 Dako Denmark A/S Compositions and methods for RNA hybridization applications
WO2013046033A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Dako Denmark A/S Hybridization compositions and methods using formamide
EP3252173A1 (en) 2011-10-21 2017-12-06 Dako Denmark A/S Hybridization compositions and methods
WO2013155634A1 (en) 2012-04-19 2013-10-24 Jiaqi Wu Dual wavelength isoelectric focusing for determining drug load in antibody drug conjugates
US9766206B2 (en) 2013-09-27 2017-09-19 ProteinSimple Apparatus, systems, and methods for capillary electrophoresis

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4683195A (en) * 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US5112460A (en) * 1986-10-21 1992-05-12 Northeastern University High performance microcapillary gel electrophoresis
NO169351C (no) * 1987-10-02 1992-06-10 Boerresen Anne Lise Masseundersoekelsesmetode for deteksjon av enkeltbasemutasjoner i multiple loci i genomisk dna ved bruk av denatureringsgradient-gelelektroforese fulgt av effektiv overfoeringog hybridisering til forskjellige prober
US5087559A (en) * 1988-03-18 1992-02-11 Mount Sinai School Of Medicine Of The City University Of New York Method of detecting single base substitutions in nucleic acids
EP0423278B2 (de) * 1989-05-01 1998-04-15 Rhone-Poulenc Viscosuisse Sa Verfahren zur herstellung von feinen monofilamenten
WO1990013668A1 (en) * 1989-05-05 1990-11-15 Lifecodes Corporation Method for genetic analysis of a nucleic acid sample
US5045450A (en) * 1989-07-13 1991-09-03 Massachusetts Institute Of Technology Determination of a mutational spectrum
FR2686621B1 (fr) * 1992-01-24 1996-03-15 Appligene Sa Procede de detection de mutations par electrophorese en gradient de denaturation d'adn double brin stabilise par photopontage.
GB9206567D0 (en) * 1992-03-25 1992-05-06 Univ Bristol Dna analysis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532073A (ja) * 2000-04-25 2003-10-28 スペクトラメディックス コーポレイション 高温条件下での生体分子の変性剤−フリー電気泳動

Also Published As

Publication number Publication date
WO1995021268A1 (en) 1995-08-10
JP3748877B2 (ja) 2006-02-22
JP3710142B2 (ja) 2005-10-26
JP2005040138A (ja) 2005-02-17
US5633129A (en) 1997-05-27
EP0742839A1 (en) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3710142B2 (ja) 融解温度多形性の高電場検出
Khrapko et al. Constant denaturant capillary electrophoresis (CDCE): A high resolution approach to mutational anaylsis
Kleparnik et al. DNA diagnostics by capillary electrophoresis
Tian et al. Single-strand conformation polymorphism analysis by capillary and microchip electrophoresis: a fast, simple method for detection of common mutations in BRCA1 and BRCA2
Wartell et al. Detecting single base substitutions, mismatches and bulges in DNA by temperature gradient gel electrophoresis and related methods
JPH09510614A (ja) Dnaメルトメーターおよびその使用方法
EP0482078B1 (en) Determination of a mutational spectrum
JPH078240B2 (ja) 遺伝的変異を検出する方法
US6887668B2 (en) Nucleic acid separation and detection by electrophoresis with a counter-migrating high-affinity intercalating dye
Dietmaier et al. Detection of microsatellite instability by real time PCR and hybridization probe melting point analysis
Ekstrøm et al. Detection of low-frequency mutations in exon 8 of the TP53 gene by constant denaturant capillary electrophoresis (CDCE)
Hestekin et al. An optimized microchip electrophoresis system for mutation detection by tandem SSCP and heteroduplex analysis for p53 gene exons 5–9
Zhang et al. DNA mutation detection with chip-based temperature gradient capillary electrophoresis using a slantwise radiative heating system
CN100357450C (zh) 检测样品中核酸片段突变的方法和装置
Ekstrøm et al. Two-point fluorescence detection and automated fraction collection applied to constant denaturant capillary electrophoresis
Schwartz et al. Separation of DNA by capillary electrophoresis
JP3186259B2 (ja) キャピラリー電気泳動法を用いた遺伝子多型解析方法および解析装置
JP2004512850A5 (ja)
US20040157236A1 (en) Multitemperature single strand conformation polymorphism (MSSCP)
Zhang et al. Rapid detection of low-abundance K-ras mutation in stools of colorectal cancer patients using chip-based temperature gradient capillary electrophoresis
Ren Chemical mismatch cleavage analysis by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection
Kim et al. Applications of constant denaturant capillary electrophoresis and complementary procedures: measurement of point mutational spectra
Rong et al. Determination of the Plasmid of Protokaryon and Eukaryon by the Restriction Endonuclease Fingerprinting-Capillary Electrophoresis with Laser Induced Fluorescence Detection
WO2016196850A1 (en) Methods for nucleic acid identification
Zheng et al. Scanning low-frequency point mutants in the mitochondrial genome using constant denaturant capillary electrophoresis

Legal Events

Date Code Title Description
A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20040427

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20040614

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees