JPH1033174A - Rnaの熱安定性の改良方法 - Google Patents

Rnaの熱安定性の改良方法

Info

Publication number
JPH1033174A
JPH1033174A JP19633196A JP19633196A JPH1033174A JP H1033174 A JPH1033174 A JP H1033174A JP 19633196 A JP19633196 A JP 19633196A JP 19633196 A JP19633196 A JP 19633196A JP H1033174 A JPH1033174 A JP H1033174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rna
chelating agent
reverse transcriptase
mrna
lane
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
JP19633196A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3709490B2 (ja
Inventor
Yoshihide Hayashizaki
良英 林崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RIKEN
Original Assignee
RIKEN
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 RIKEN filed Critical RIKEN
Priority to JP19633196A priority Critical patent/JP3709490B2/ja
Priority to US08/899,392 priority patent/US6013488A/en
Priority to EP97112672A priority patent/EP0821059B8/en
Priority to DE69734913T priority patent/DE69734913T2/de
Priority to EP02013871A priority patent/EP1243661B1/en
Priority to CA2512701A priority patent/CA2512701C/en
Priority to CA002211367A priority patent/CA2211367C/en
Priority to DE69738354T priority patent/DE69738354D1/de
Publication of JPH1033174A publication Critical patent/JPH1033174A/ja
Priority to US09/414,531 priority patent/US6221599B1/en
Priority to US09/803,952 priority patent/US6372437B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3709490B2 publication Critical patent/JP3709490B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネシウムイオンのような逆転写酵素の活
性化に必要な金属イオンを含有する反応液中、比較的高
い温度下でも、RNA を安定に存在させることができる方
法の提供。 【解決手段】 金属イオンを含有する溶液中でのRNA の
熱安定性の改良方法であって、前記溶液にデオキシヌク
レオチド トリフォスフェートのような金属イオンに対
するキレート剤を含有させる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、RNA の熱安定性の
改良方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ヒトの遺伝子配列を解明するプロジェク
トが進行されているが、その中で、遺伝子を鋳型として
mRNAを作成し、さらに、作成されたmRNAを鋳型として完
全長cDNAを得ることが試みられている。一方、限られた
条件下では、Superscript IIのような逆転写酵素(RNA
依存性DNA ポリメラーゼ)を用いることで、in vitroで
mRNAからcDNAを得ることができることも知られている。
【0003】上記mRNAから完全長cDNAを得るために上記
逆転写方法を利用することが考えられるが、従来の逆転
写方法では、mRNAから完全長のcDNAを得ることができな
かった。本発明者の検討によれば、Superscript IIの至
適温度である常温付近では、タンパク質の2次構造と同
様に、長鎖のmRNAは1本のmRNAの鎖内で2次構造を形成
してしまい、2次構造を形成している配列に対しては逆
転写酵素が作用せず、その結果、mRNAの末端まで逆転写
が行われないためである。
【0004】即ち、現在の技術的限界は、mRNAの安定な
2次構造の為、反応が早期に終了し転写単位の5'末端ま
で到達する効率が非常に低いことである。この技術的な
限界はライブラリーの品質に影響を与える。何故なら殆
どのクローンが3'端のみを持ち、完全長を持たない為で
ある。このステップを克服する為、今までにいくつかの
試みがなされてきた。例えば、第一鎖の合成の前に、mR
NAの2次構造を解く為に70℃の前処理をすることが挙げ
られる。また、mRNAの熱処理の代わりに水酸化メチル水
銀で処理することも可能である。これらの方法は第一鎖
合成の効率を上げるのに極めて効果的であるにも拘わら
ず、完全長cDNAを効率良く回収するには十分でなかっ
た。特に数Kbp 以上の長いmRNAを逆転写する場合には、
特に効率が悪い。
【0005】また、mRNAの2次構造が解ける温度条件で
使用可能な耐熱性の逆転写酵素であるTth ポリメラーゼ
を用い、昇温下でmRNAを逆転写することも試みられた。
しかるに、Tth ポリメラーゼの活性化に必要なマンガン
イオンの存在下かつ昇温下では、mRNAが短時間の内に切
断さてしまい、数Kbp 以上のcDNAを合成することはでき
なかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
上記2次構造に起因する問題を解決して完全長cDNAを得
るべく検討し、Superscript IIのような常温使用の酵素
の耐熱性と熱活性化の方法を新たに開発した。その結
果、mRNAが1本鎖の状態(2次構造を形成しない状態)
にある比較的高い温度で逆転写を行うことができるよう
になった。しかるに、比較的高い温度とすると、反応液
中にマグネシウムイオンのような金属イオンが含まれる
場合、前記マンガンイオンの場合と同様にmRNAが切断さ
れてしまい完全長のcDNAを得ることができないことがさ
らに判明した。マグネシウムイオンは逆転写酵素Supers
cript IIの活性化に必須のイオンであり、Superscript
IIによる逆転写のためには必須である。さらに、上記分
解は、SuperscriptIIによる逆転写の緩衝剤として一般
に使用されるトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン
〔以下、トリスという〕の共存下では顕著であった。
【0007】そこで本発明の目的は、マグネシウムイオ
ンのような逆転写酵素の活性化に必要な金属イオンを含
有する反応液中、比較的高い温度下でも、RNA を安定に
存在させることができる方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属イオンを
含有する溶液中でのRNA の熱安定性の改良方法であっ
て、前記溶液に金属イオンに対するキレート剤を含有さ
せることを特徴とする方法に関する。本発明の好ましい
態様の1つは、金属イオンを含有する溶液中でのRNA の
熱安定性の改良方法であって、前記溶液に金属イオンに
対するキレート剤と多価アルコールを含有させる方法で
ある。この方法によれば、RNA の熱安定性がさらに高ま
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明について説明する。本
発明の方法は、マグネシウムイオンのような逆転写酵素
の活性化に必要な金属イオンを含有する反応液に前記金
属イオンに対するキレート剤を存在させることを特徴と
する。酵素は活性化のため金属イオンを必要とすること
があり、逆転写酵素であるSuperscript IIは、活性化の
ため、金属イオンとしてマグネシウムイオンを必要とす
る。ところが、マグネシウムイオンを含む溶液中、特に
トリス(Tris)緩衝液中、比較的高い温度条件下で逆転写
反応を行うと、mRNAの切断が進み、完全長のcDNAを得る
ことが困難である。
【0010】それに対して、本発明の方法では、金属イ
オンを含み逆転写酵素の活性は維持しながら、かつmRNA
の切断を阻止できる方法として、金属イオンに対するキ
レート剤を存在させる。但し、逆転写酵素の活性化のた
めの金属イオンを完全にキレートしてしまうと逆転写酵
素が活性を示さなくなる。そこで、キレート力の比較的
強い、例えばEDTAのような強いキレート剤を用いる
場合には、金属イオンに対して当量未満のキレート剤を
用いることが適当である。また、キレート力の比較的弱
いキレート剤を用いる場合には、金属イオンに対してほ
ぼ当モル量またはそれ以上、例えば、2モル倍までのキ
レート剤を用いることが適当である。但し、酵素活性に
必要なマグネシウムやマンガン等の金属イオンの至適濃
度を調節する為、比較的弱いキレート剤を用いることが
好ましい。
【0011】キレート力の比較的弱いキレート剤として
は、例えば、デオキシヌクレオチドトリフォスフェート
(dNTP)を挙げることができる。キレート剤としてデオキ
シヌクレオチド トリフォスフェートを使用する場合
は、金属イオンに対して当量を添加することが適当であ
る。従って、キレート剤の添加量は、対象となる金属イ
オンに対するキリート力を考慮して、逆転写酵素活性は
維持でき、かつmRNAの切断も阻止できる量を適宜決定で
きる。尚、デオキシヌクレオチド トリフォスフェート
はdATP、dGTP、dCTP、dTTPのいずれか1種を使用しても
或いは2種以上を併用してもよい。また、dATP、dGTP、
dCTP、dTTPの4種を併用しても良い。
【0012】本発明の方法においては、上記のようなキ
レート剤に加えて、多価アルコールを補助剤として添加
することでさらにRNA の安定性を向上させることができ
る。多価アルコールとしては、例えば、グリセロール、
エチレングリコール、ポリエチレングリコール等を挙げ
ることができる。
【0013】以上は、逆転写酵素がSuperscript IIであ
る場合について主に説明したが、他の金属イオンを必要
とする逆転写酵素についても、同様にキレート剤を使用
することで、逆転写酵素の活性を維持しつつRNA を熱安
定化することができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明について詳細
に説明する。 実施例1金属イオン含有バッファーにおけるmRNAの安定性(dNTP
の付加) バッファー(50mM Tris pH8.3, 3mM MgCl2)に幾つかの
添加剤を添加した場合のRNA の安定性について検討する
ため、65℃でT7 RNAポリメラーゼでin vitro転写された
RNA を用い、下記の組成のバッファー中でインキュベー
ションした。制限酵素Notlによる切断により直線状に開
裂したpBluescript II SK をT7 RNAポリメラーゼでin v
itro転写することによりRNA を調製した。この反応のプ
ライマーにはpBluescript II SK の使用説明に書いてあ
るSKプライマーを用いた。
【0015】
【表1】
【0016】インキュベーション後のRNA の切断を見る
為に検体をSambrookらが記載しているRNA アガロースゲ
ル泳動に供した(Molecular Cloning, The second edit
ionpp 7.43-7.45)。ゲルはエチジウムプロマイドで染
め、RNA の切断の程度の評価はリポゾームRNA のバンド
の相対的強度を比較することにより評価した。アガロー
スゲル泳動の結果(レーン1〜7)を図1に示す。
【0017】レーン1に示すように、高濃度フリーのマ
グネシウムイオン(フリー Mg2+ )の下、つまりRNA を5
0mM Tris pH8.3, 3mM MgCl2 15%(v/v) グリセロール
でインキュベーションしたときには、グリセロールはRN
A を切断から守るのに十分働かなかった。事実、切断の
程度は50mM Tris pH8.3, 3mM MgCl2、グリセロール非存
在下で処理したもの(レーン2)と同程度であった。レ
ーン3に示すように、50mM Tris pH8.3, 3mM MgCl2, 2m
M dNTPで処理してもRNA の切断を十分には防ぎ切れなか
った。一方、レーン4に示すように、50mM Tris pH8.3,
3mM MgCl2, 3mM dNTP(NTPとMg2+は同一モル濃度)
の条件下ではRNA の切断を部分的に防止することができ
た。さらに、レーン5に示すように、50mM Tris pH8.3,
3mM MgCl2, 4mM dNTPの存在下、つまりMg2+よりdNTP
が 1mM多く含まれている条件下では、RNA は非常に安定
であったが、逆転写酵素の活性はやや下がった。そこ
で、レーン6に示すように、50mM Tris pH8.3, 3mM MgC
l2, 3mM dNTP (NTP とMg2+は同一モル濃度) に15%グ
リセロールを加えると、逆転写酵素活性は完全に保たれ
たままRNA も切断を受けなかった。レーン6で使用した
条件下ではRNA の安定性は、レーン7に示す滅菌水の安
定性と殆ど変わらなかった。
【0018】以上のように、キレート剤としてdNTPを緩
衝液中では、65℃という高温下でかつマグネシウムイオ
ンの存在下においてもRNA の安定性が維持されている。
【0019】実施例2逆転写酵素の耐熱化による逆転写効率の向上 上記レーン6で使用した新しい条件下において、逆転写
活性を見る為、T7 RNAポリメラーゼでin vitro転写され
たRNA を鋳型RNA として用い、それからcDNAを合成し、
その産物に関して評価した。in vitroで転写されたRNA
を鋳型にして変性ゲル電気泳動を用いると、逆転写反応
の効率を各々の検体で比較でき、また、早期の逆転写の
終結や反応効率の減少を示す非特異的転写の終結を評価
できる。
【0020】コントロールとして、逆転写の標準バッフ
ァーの条件は次のものを用いた。50mM Tris-HCl pH8.3,
75mM KCl, 3mM MgCl2, 10mMジチオスレイトール, 各dN
TP (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) 0.75mM。上記標準バッフ
ァーに 1μg 鋳型RNA, 400ngプライマー(20mer SK プラ
イマー, CGCTCTAGAACTAGTGGATC), とsuperscript II 2
00unitを20μl に調整する。0.2 μl の [α-P32]dGTP
を逆転写産物標識の為に用いた。その他の全ての基質を
入れる前に、RNA とプライマーの混合検体は65℃にイン
キュベートされた。その後の反応は42℃1時間で実行し
た。反応産物は変性アガロース電気泳動法に供され、完
全長cDNAの回収率と、短い不完全伸長による産物との割
合を調べる為にオートラジオグフィで電気泳動パターン
を調べた。結果を図2のレーン1に示す。尚、逆転写酵
素superscript IIは、上記標準バッファー条件下では50
℃以上の温度にすると失活した。
【0021】オリゴ糖類を添加すると酵素反応が安定化
されることを示す為に、逆転写のバッファー条件を次の
ように設定した。50mM Tris-HCl pH8.3, 75mM KCl, 3mM
MgCl2, 10mM ジチオスレイトール, 各dNTP (dATP, dG
TP, dCTP, dTTP) 0.75mM, 20 %(w/v) トレハロース、
20%(v/v) グリセロール。上記バッファーに 1μg 鋳型
RNA, 400ngプライマー(20mer SK プライマー) と200uni
t のsuperscript IIを24μl の水溶液中で反応させた。
0.2 μl の [α-P32]dGTP を逆転写産物標識の為に用い
た。この条件下では逆転写酵素superscript IIは標準温
度 (42℃) のコントロール反応より高い活性を有した。
酵素活性はプライマーと鋳型RNA を37℃で2分間アニー
ルした後、60℃で測定した。
【0022】反応産物は上記と同様に変性アガロース電
気泳動法に供され、完全長cDNAの回収率と、短い不完全
伸長による産物との割合を調べる為にオートラジオグフ
ィで電気泳動パターンを調べた。結果を図2に示す。レ
ーン1に示すように、標準バッファー42℃での条件下で
は、途中の特異的な部分で逆転写が止まった産物や非特
異的に逆転写が停止した産物がみられる。レーン2に示
すように、同じく42℃においては20%トレハロース20%
グリセロールを加えてもこれらの途中で停止した産物は
同様にみられた。レーン3に示すように、60℃に温度を
上げると、途中で合成反応が停止した産物は極めて少な
くなり、完全長が合成されている。レーン5に示すよう
に、レーン3の条件にさらに0.125 μg/μl のBSAを
加えると、更に酵素活性が安定化した。しかし、20%ト
レハロース20%グリセロールを添加せず、BSAのみで
は酵素の耐熱化は十分ではなかった。レーン4に示すよ
うに、レーン3の条件にさらにtriton X100 を0.05%加
えると、途中で停止した不完全逆転写反応物はさらに減
少した。しかし、逆転写酵素全体の活性がやや低下し
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で得られたアガロースゲル泳動結果
を示す図面に代わる写真。
【図2】 実施例2で得られたアガロースゲル泳動結果
を示す図面に代わる写真。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属イオンを含有する溶液中でのRNA の
    熱安定性の改良方法であって、前記溶液に金属イオンに
    対するキレート剤を含有させることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 キレート剤が1種又は2種以上のデオキ
    シヌクレオチド トリフォスフェートである請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 金属イオンがマグネシウムイオンまたは
    マンガンイオンである請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記溶液がトリス(ヒドロキシメチル)
    アミノメタンを含有する請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 45〜90℃の温度反での熱安定性を改善す
    る請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記溶液がさらに1種又は2種以上の多
    価アルコールを含有する請求項1〜5のいずれか1項に
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 多価アルコールがグリセロールである請
    求項6に記載の方法。
JP19633196A 1996-07-25 1996-07-25 Rnaの熱安定性の改良方法 Expired - Fee Related JP3709490B2 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19633196A JP3709490B2 (ja) 1996-07-25 1996-07-25 Rnaの熱安定性の改良方法
US08/899,392 US6013488A (en) 1996-07-25 1997-07-23 Method for reverse transcription
DE69734913T DE69734913T2 (de) 1996-07-25 1997-07-24 Verfahren für reverse Transkription
EP02013871A EP1243661B1 (en) 1996-07-25 1997-07-24 The use of certain substances for improving heat stability of RNA
CA2512701A CA2512701C (en) 1996-07-25 1997-07-24 Improved method for reverse transcription
CA002211367A CA2211367C (en) 1996-07-25 1997-07-24 Improved method for reverse transcription
EP97112672A EP0821059B8 (en) 1996-07-25 1997-07-24 Method for reverse transcription
DE69738354T DE69738354D1 (de) 1996-07-25 1997-07-24 Verwendung bestimmter Substanzen für das Verbessern der Wärmestabilität von RNS
US09/414,531 US6221599B1 (en) 1996-07-25 1999-10-08 Method for improving heat stability of RNA
US09/803,952 US6372437B2 (en) 1996-07-25 2001-03-13 Method for improving heat stability of RNA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19633196A JP3709490B2 (ja) 1996-07-25 1996-07-25 Rnaの熱安定性の改良方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1033174A true JPH1033174A (ja) 1998-02-10
JP3709490B2 JP3709490B2 (ja) 2005-10-26

Family

ID=16356057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19633196A Expired - Fee Related JP3709490B2 (ja) 1996-07-25 1996-07-25 Rnaの熱安定性の改良方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3709490B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3709490B2 (ja) 2005-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0821059B1 (en) Method for reverse transcription
US5512462A (en) Methods and reagents for the polymerase chain reaction amplification of long DNA sequences
US6183998B1 (en) Method for reversible modification of thermostable enzymes
US6444424B1 (en) Cloned DNA polymerases from Thermotoga neapolitana
US6300069B1 (en) Generation and amplification of nucleic acids from ribonucleic acids
US20070238158A1 (en) Method for enhancing enzyme activity at elevated temperature
EP3029146B1 (en) Reduced inhibition of one-step rt-pcr
WO1997035026A1 (en) Target nucleic acid sequence amplification
JPWO2002036822A1 (ja) 核酸塩基配列決定方法
JP2003504018A (ja) 核酸合成の感度および特異性の増大のための組成物および方法
US20080145844A1 (en) Methods of cDNA preparation
JP3206894B2 (ja) 酵素を熱活性化する方法
JPH07177885A (ja) 核酸の特異的クローニング方法
JPH1033174A (ja) Rnaの熱安定性の改良方法
Auer et al. Properties of the 5'. fwdarw. 3'Exonuclease/Ribonuclease H Activity of Thermus thermophilus DNA Polymerase
JP2007111048A (ja) プルーフリーディング特性を有するdnaポリメラーゼを用いるポリメラーゼ連鎖反応のための方法
Zarlenga cDNA Cloning and the Construction of Recombinant DNA
JP3536052B2 (ja) 改良された逆転写方法
CA2512701C (en) Improved method for reverse transcription
Imboden et al. An exonuclease requiring an intact helical stem for specificity produces the 3'end of Acanthamoeba castellanii 5 S RNA.
JP4216165B2 (ja) 酵素を熱活性化する方法
JP2004073118A (ja) ポリヌクレオチドの合成方法
JP2001136965A (ja) 核酸配列の増幅方法
JPH03147787A (ja) 新しいdnaクローニング方法
JPH0353882A (ja) 核酸配列の増幅方法およびクローニング方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Effective date: 20031201

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Effective date: 20040414

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040915

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050627

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

Effective date: 20050720

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20050726

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819

Year of fee payment: 4

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

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100819

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819

Year of fee payment: 6

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

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120819

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

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130819

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees