JPH10500862A

JPH10500862A - 核酸のコピーの産生

Info

Publication number: JPH10500862A
Application number: JP8500512A
Authority: JP
Inventors: ミンター，スティーブン・ジョン
Original assignee: テプネル・メディカル・リミテッド
Priority date: 1994-05-28
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1998-01-27
Also published as: DE69527355D1; NZ287118A; DE69527355T2; CA2191426A1; EP0763135A1; AU2572895A; FI964735A7; ATE220424T1; US5922574A; FI964735A0; CN1152946A; AU707391B2; EP0763135B1; WO1995033073A1

Abstract

(57)【要約】固相支持体上に固定されたオリゴヌクレオチドを用いる核酸の増幅が開示されている。（分析されるサンプル中の）標的核酸鎖をオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ、標的鎖を鋳型として用い、コピー標的鎖（固定されたオリゴヌクレオチドに組み入れる）を産生する。該標的鎖をコピー標的鎖より変性させ、伸長していないオリゴヌクレオチドに再ハイブリッド形成させる。次の工程にて、新たなコピー標的（１）鎖が標的鎖にハイブリッド形成したオリゴヌクレオチドより合成され、同時にコピー標的（２）鎖が前に生成されたコピー標的（１）鎖を用いて合成される。コピー標的（１）およびコピー標的（２）鎖の変性、再ハイブリダイゼーションおよび産生を必要ならば繰り返し、所望の増幅度を得る。

Description

【発明の詳細な説明】核酸のコピーの産生本発明は核酸鎖の少なくとも一部のコピーの産生方法に関する。遺伝子工学の分野において、多くの場合、サンプル中にほんの少量だけの核酸が存在するが、研究または診断テストを目的としていくらか多量の完全なまたは部分的な配列を必要とする。また、（ヒトが、ＤＮＡまたはＲＮＡのいずれかの特定のウイルスに感染しているか、または核酸中における特定の配列の有無を決定するために）特定の核酸がいったいサンプル中に存在するかどうかを知る必要があるかもしれない。核酸の量は、サンプル中にあるとしても、検出可能な限界より少ないため、（あるとすれば）多量の核酸が産生されるようにそのサンプルを増幅反応に付す必要がある。ついで、核酸の存在あるいはその逆を測定するために試験を行ってもよい。その試験が正であるならば、これは核酸が最初のサンプル中に存在したことを確認する。反対に、試験が負であるならば、これは核酸が最初のサンプル中に不在であったことの確認となる。本発明は種々の技法であって、その技法によってサンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸を多量に産生することのできる技法に関する。本発明の第一の態様によれば、サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖（「標的鎖」）の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）その上に標的鎖とハイブリッド形成能を有する複数の一本鎖オリゴヌクレオチドを固定した固体支持体系を準備し、（ii）一本鎖形態の標的鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ（オリゴヌクレオチドの数は実質的に標的鎖の数より多い）、（ii）（ａ）その支持体系を洗浄し、非ハイブリッド形成の物質を除去し、（iii）その固定されたオリゴヌクレオチドを組み入れ、標的鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列を有するコピー標的１鎖を産生し（コピー標的１鎖は標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に産生され、必要ならば、コピー標的１配列の形成を完了する）（iv）コピー標的１鎖とハイブリッド形成した鎖を変性させ、所望により先の鎖の少なくともいくらかをコピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドに再ハイブリッド形成させてもよく、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１鎖を鋳型として用いて、当該核酸配列からなるコピー標的２鎖を（コピー標的１鎖とハイブリッド形成させたプライマーより）生成し、（ｂ）標的鎖が固定されたオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成しているならば、それを鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および（vi）要すれば、工程（iv）および（ｖ）を数回繰り返し、各工程（iv）および（ｖ）の繰り返しにて、コピー標的２鎖を用いてさらなるコピー標的１鎖を生成する工程からなる方法を提供する。前記したように、本発明の方法は、問題の核酸を含有していても、または含有していなくてもよいサンプルに対して行うことができる。核酸が存在しないならば、前記した工程（iii）ないし（vi）がコピー標的１鎖およびコピー標的２鎖の産生を誘導しないことは明らかであろう。とはいっても、コピー標的２鎖の存在を測定するのに行われた検出操作での負の結果は標的鎖が最初のサンプル中に存在しなかったことを立証しているため、コピー標的２鎖が産生されないという事実は有意義な情報を提供する。洗浄工程（ii）（ａ）は、工程（iii）にて用いるために、標的鎖の清澄なサンプルが固体支持体系に存在するように、非ハイブリッド形成の物質を支持体系より除去するものである。したがって、最初のサンプル中に存在するかもしれない夾雑物は本発明の方法と無関係である。工程（iv）において、標的鎖を支持体上の伸長していないオリゴヌクレオチドと再びハイブリッド形成させることができる。別法として、当初の標的鎖を工程（ｖ）の前に固体支持体系より除去してもよい。さらに、固体支持体系を洗浄し、および／または各ハイブリダイゼーション反応の後に、および／または工程（iii）ないし（vi）のこの全経路内に行われる各鎖合成反応および／または連結反応の後に試薬を除去することが好ましい。かくして、例えば、工程ｖ（ｂ）で導入される過剰なプライマーは（少なくとも一部またはさらなる）コピー標的１鎖の生成前に除去される。オリゴヌクレオチドは、固体支持体に共有結合していることが好ましい。好ましくは、該固体支持体系は粒状系であり、オリゴヌクレオチドは該粒子上に固定される。粒状支持体系の使用は本来的に重要な特徴であり、したがって本発明の第２の態様によれば、サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖（「標的鎖」）の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）その上に標的鎖とハイブリッド形成能を有する複数の一本鎖オリゴヌクレオチドを固定した粒状の支持体系を準備し、（ii）一本鎖形態の標的鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ（オリゴヌクレオチドの数は実質的に標的鎖の数より多い）、（iii）固定されたオリゴヌクレオチドを組み入れ、標的鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列からなるコピー標的１鎖を産生し（コピー標的１鎖は標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に産生され、必要ならば、コピー標的１配列の形成を完了する）、（iv）コピー標的１鎖とハイブリッド形成した鎖を変性させ、所望により先の鎖の少なくともいくらかをコピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドと再ハイブリッド形成させ、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１鎖を鋳型として用いて、当該核酸配列からなるコピー標的２鎖を（コピー標的１鎖にハイブリッド形成されたプライマーより）生成し、（ｂ）標的鎖が固定されたオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成しているならば、それを鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および（vi）要すれば、工程（iv）および（ｖ）を数回繰り返し、各工程（iv）および（ｖ）の繰り返しにて、コピー標的２鎖を用いてさらなるコピー標的１鎖を生成する工程からなる方法を提供する。工程（ii）の後、粒状固体支持体を洗浄し、工程（iii）を実施する前にハイブリッド形成されていない物質を除去することが、本発明の第２の態様の好ましい特徴である。粒子は非多孔姓シリカであることが好ましく、５０ないし２００（より好ましくは１００ないし２００）ミクロンの大きさを有することが好ましい。これらの粒子はまた、オリゴヌクレオチドと反応し、シロキサンマトリックスを介して支持体上にそれを固定させる反応基（例えば、エポキシ基）を有する架橋シロキサンマトリックスを有していてもよい。適当な粒子はＷＯ−Ａ−９３／１３２２０（Ｔepnel）に記載されている。固体支持体をカラムに充填することが好ましく、その中におよびそこから液体を容易に導入し、かつ除去することのできる。このようなカラムの使用により、試薬（例えば、ハイブリダイゼーションバッファー、ヌクレオチド）が容易に反応系中に導入されることが可能となる。さらには、いずれの段階の後であっても、「清澄な」サンプルが次の段階の実施にてカラム上に残るように、このカラムを洗浄し、容易に過剰な試薬などを除去することができる。適当なカラム配置はＷＯ−Ａ−９３／１３２２０に開示されている。前記の操作にて、コピー標的１鎖は多数の方法にて生成できる。第１に、支持体上のオリゴヌクレオチドの配向は、コピー標的１鎖を直接産生するように、その効果が（鋳型として標的鎖またはその中にハイブリッド形成されたコピー標的２鎖を用い）工程（ｖ）（ｂ）にて伸長していてもよいプライマーとして供するものであってもよい。第２に、オリゴヌクレオチドの配向は、それが前文にて限定されている方式にて伸長できないものであってもよい。この場合、コピー標的または固定されたオリゴヌクレオチドにハイブリッド形成されたコピー標的２鎖とハイブリッド形成するであろう別のプライマーを加え、ついで（標的を鋳型として用い）この鎖をオリゴヌクレオチドに向かって逆に伸長させ、その後、それに結合させてコピー標的１鎖の調製を完了することが必要である。工程（ii）にて、ハイブリッド形成する標的鎖よりも固体支持体系上に実質的により多くのオリゴヌクレオチドがあるのが本発明の方法の特徴である。より具体的には、支持体上のオリゴヌクレオチドの総数は、好ましくは少なくとも１０のファクター、より好ましくは少なくとも１００のファクター、さらにより好ましくは少なくとも１０００のファクターで工程（ii）で導入される標的鎖の数よりも多いことを意味する。工程（ｖ）（ａ）は当該核酸配列からなるコピー標的２鎖の産生を誘導する。工程（ｖ）（支持体上に固定されたオリゴヌクレオチドに加えて、液相プライマーの使用を包含する）の終わりに、コピー標的２鎖をコピー標的１鎖にハイブリッド形成させ、最初の工程（ｖ）の操作の後、コピー標的２鎖の数は、伸長していないオリゴヌクレオチドの数と比較して相対的に少ない。したがって、工程（ iv）の最初の繰り返しにて、コピー標的２鎖（コピー標的１鎖より変性された）は、コピー標的１鎖と再びハイブリッド形成するよりも、伸長していないオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成する傾向にある。かくして、工程（ｖ）（ｂ）の繰り返しにおいて、オリゴヌクレオチドとハイブリッド形成したコピー標的２鎖は別のコピー標的１鎖の生成に供し、一方、さらなるコピー標的２鎖が工程（ｖ）（ａ）にて（以前に産生されたコピー標的１鎖より）同時に産生される。工程（iv）および（ｖ）を必要なたびに繰り返す。少なくとも該方法の初期のサイクルの間、工程（ｖ）を繰り返す度に多くのコピー標的２鎖が産生され、もちろん、伸長していないオリゴヌクレオチドの数が減少するであろう。これらの初期の段階は、産生されるコピー標的２鎖の数の幾何学的増加をもたらす。その後の工程（iv）の繰り返しの間、コピー標的１鎖と再びハイブリッド形成するコピー標的２鎖の増加する可能性があり、この組み合わせはさらなるコピー標的１またはコピー標的２鎖の産生を誘導しない。工程（iv）および（ｖ）を十分繰り返すことで一点となり、その点で支持体上に存在するすべてのまたは実質的にすべての最初のオリゴヌクレオチドは、コピー標的１鎖を産生するように伸長されるであろう。反応はこの点に到達するように行うことが好ましい。工程（ｆ）の生成物は、それに固定化された２本鎖核酸を有する固体支持体系からなる。より詳細には、各２本鎖は、１の鎖として、支持体に固定化されそれにハイブリダイゼーションしたもとのオリゴヌクレオチドを含んでいるコピー標的１鎖、他方の鎖として、もとの標的鎖由来の対象配列のコピーを含んでいるコピー標的２鎖からなっている。もとの配列が再生される実際の程度は、例えば、（i）工程（ii）においてオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成する標的鎖の領域、および（ii）工程ｅ（i）においてプライマーがハイブリッド形成するコピー標的１鎖の領域に依存する。工程（ｆ）の生成物を多くの方法で使用することができる。まず、コピー標的２鎖を固定化コピー標的１鎖から変性させて、量が増加した（もとの標的量と比較して）の対象配列のコレクションを得ることができる。コピー標的２鎖が変性され、系から除去されたならば、以下の手順によりさらなる量の対象配列を少なくとも１回得ることに使用できる固体支持体系が残る。（vii）コピー標的１鎖を鋳型として用いて、プライマー伸長生成物が対象配列を含むような位置でコピー標的１鎖をプライマーとハイブリッド形成させ、（viii）コピー標的１鎖を鋳型として用いてプライマーを伸長させ、次いで、（ix）生成物鎖をコピー標的１鎖から変性させ、生成物鎖を収集する。好ましくは、工程（vii）〜（ix）を少なくとも１回、好ましくは複数回繰り返し、工程（vii）〜（ix）の各繰り返しにより実質的に同量の生成物鎖を得る。それゆえ、累積により、工程（vii）〜（ix）の繰り返しにより量が直線的に増加する生成物鎖が得られる。得られる生成物鎖の量を最大にするためには、すべてまたは実質的にすべてのもとのオリゴヌクレオチドをコピー標的１鎖に変換することが明らかに望ましい。工程（vi）から得られた生成物（または工程（viii）から得られた生成物）に関するもう１つの使用は、支持体から２本鎖生成物を開裂するために制限酵素を使用することである。２本鎖生成物をベクター中にクローン化してもよく、あるいは他の方法で使用してもよい。慣用的方法、例えば、核酸にハイブリダイゼーション可能な酵素標識オリゴヌクレオチドを用いて、本発明方法により製造された核酸を検出することができる。本発明方法は多くの方法において有効でありうる。第１の具体例において、オリゴヌクレオチドを固体支持体系に固定化して、標的鎖がそれにハイブリダイゼーションするようにし、適当な酵素系を用いて、オリゴヌクレオチドが自分自身で伸長してコピー標的１鎖を生成するようにする。一般的には、このことは、オリゴヌクレオチドがそれらの５'末端を介して固体支持体系に結合してオリゴヌクレオチドの伸長が５'から３'方向に進行することを意味するであろう。この具体例において、コピー標的２鎖を得るために工程（ v）（ａ）に用いるプライマーは、支持体から離れた位置においてコピー標的１鎖にハイブリッド形成し、支持体の後方に伸長してコピー標的２鎖を生成する溶液相プライマーである。コピー標的２鎖の生成の間、固定化オリゴヌクレオチドの伸長によりさらなるコピー標的１鎖（支持体に固定化されている）が生成されることが、もちろん、理解されるであろう。その最も単純な実施において、本発明の第１の具体例は、１のタイプの固定化オリゴヌクレオチドを含む固体支持体系を用いる（２本鎖配列の１の標的鎖とハイブリッド形成させるために）。本発明の第１の具体例の発展において、固体支持体系は２つの異なる固定化オリゴヌクレオチドを含み、１のオリゴヌクレオチドは２本鎖核酸の鎖の１つにハイブリッド形成するようになっており、他方のオリゴヌクレオチドは核酸の他方の鎖にハイブリッド形成するようになっている。この発展により、互いに相補的であって（ハイブリッド形成する場合には）もとの２本鎖配列の少なくとも一部を再生する、２つのタイプのコピー標的２鎖を得ることが可能であることが理解されるであろう。本発明の第２の具体例において、標的鎖がハイブリッド形成する場合に、プライマーが標的鎖にハイブリッド形成し、オリゴヌクレオチドの後方に伸長しうるような方向で、オリゴヌクレオチドを固体支持体に固定化する。この場合、プライマー伸長生成物をオリゴヌクレオチドに結合することによってコピー標的１鎖の完全な調製を完結することが必要である。一般的には、本発明のこの具体例は、オリゴヌクレオチドがそれらの３'末端を介して固体支持体に結合されてプライマー（標的鎖にハイブリッド形成している）の伸長が支持体の後方へ向かって５'から３'方向へと進行することを意味する。本発明の第２の具体例において、相補的コピー標的２配列が生じうるように、固体支持体は単一タイプの固定化オリゴヌクレオチドまたは２つのタイプの固定化オリゴヌクレオチドのいずれかを含んでいる。本発明の第１および第２の具体例を一緒にして固体支持体系が２つの固定化オリゴヌクレオチドを含むようにすることも可能である。すなわち２つのオリゴヌクレオチドとは、（ｉ）自分自身で伸長してコピー標的１鎖を生成しうる第１のオリゴヌクレオチド（本発明の第１の具体例に関する）および（ii）（コピー標的１鎖を生成する目的で）標的鎖にハイブリッド形成させたプライマーの伸長生成物に結合することが必要とされる第２のオリゴヌクレオチドである。上記のように、固体支持体系は２つの異なる固定化オリゴヌクレオチドを含んでいてもよく、１のオリゴヌクレオチドは２本鎖核酸の１の鎖にハイブリッド形成するようになっており、他方のオリゴヌクレオチドは核酸の他方の鎖にハイブリッド形成するようになっている。このことは本来的に重要な特徴であり、それゆえ、本発明の第３の態様によれば、試料中に存在または潜在的に存在する核酸鎖の少なくとも一部のコピーを製造する方法であって、下記工程（ｉ）それぞれが２本鎖核酸の２本の相補鎖のそれぞれ１つにハイブリッド形成させる、固定化された２つの異なる１本鎖オリゴヌクレオチド０および０'のそれぞれを複数個有する固体支持体系を準備し、該相補鎖は標的１および１'鎖を生じるものであり、（ii）１本鎖形態の標的１および１'鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドにハイブリダイゼーションさせ、オリゴヌクレオチド数が実質的に標的数を超えるものであり、（iii）それぞれ固定されたオリゴヌクレオチド０または０'、およびそれぞれ標的１または１'鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列を含んでいるコピー標的１および１'鎖を得て、該コピー標的１および１'鎖は少なくとも部分的に個々の標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１または１'配列の少なくとも一部を得ることにより得られるものであり、必要な場合には、コピー標的１配列および／またはコピー標的１'配列の形成を完了し、（iv）コピー標的１鎖にハイブリッド形成した鎖を変性させ、次いで、所望により前記鎖の少なくともいくつかを、コピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドに再ハイブリッド形成させ、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定化されたコピー標的１鎖を鋳型として用いて（コピー標的１鎖にハイブリッド形成させたプライマーから）対象の核酸配列からなるコピー標的２鎖を得て、（ｂ）固定化オリゴヌクレオチドに標的鎖がハイブリッド形成しているならば、標的鎖を鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を得て、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、次いで、（vi）工程（iv）および（v）を必要な回数繰り返し、標的２鎖を用いて工程（i v）および（v）の各繰り返しを行ってさらなるコピー標的１鎖を得るからなる方法が提供される。添付図面を参照することによってのみ、一例として本発明をさらに説明する。図１は、本発明方法が実施されうる装置の１の具体例を説明する。図２は、本発明の第１の態様による手順をスキーム的に説明する。図３は、本発明の第１の態様によるさらなる手順をスキーム的に説明する。図４は、本発明の第２の態様による手順をスキーム的に説明する。図５は、本発明の第２の態様によるさらなる手順をスキーム的に説明する。図６は、本発明の第３の態様による手順をスキーム的に説明する。図７は、本発明の第３の態様によるさらなる手順をスキーム的に説明する。図８および９は、実施例１の結果を説明するグラフであり、図１０および１１は、実施例２の結果を説明するグラフである。まず、図１を参照すると、説明される装置は、横切っている仕切り２を有するフロースルーカラム１からなり、仕切りの上部には粒子状支持体Ｐ_Aがあり、仕切りの下部には粒子状支持体Ｐ_Bがある。かかる支持体Ｐ_AおよびＰ_Bのそれぞれは、以下に詳細に説明するようにそれらに固定化された各オリゴヌクレオチド３および４を有している。仕切り２は、液体はそれを通過しうるが粒子Ｐ_AおよびＰ_Bは通過しないようになっている。しかしながら、仕切り２を省き、支持体Ｐ_A およびＰ_Bを混合することが同等に可能である。図示したように、ハイブリダイゼーション用バッファー、酵素、ヌクレオチドおよび洗浄溶液の供給流れがカラム２に接続される。カラムから生成物を供給することができ、（下記のように）そこから生成物をカラムに戻すことができる貯蔵装置５がカラムに接続されている。ヒーター６も必要に応じてカラム１を加熱するように装備される。最後に、図示されたように弁を装備して、図示されたように試薬をカラムに出し入れする。シリンジ、例えば、取り替え可能シリンジを用いてカラムへの液体の出し入れを行ってもよい。支持体Ｐ_AおよびＰ_BはＷＯ−Ａ−９３／１３２２０に記載されているようなものであってもよい。かくして、支持体は、その外表面に（それぞれ）オリゴヌクレオチド３および４が結合しているシロキサンマトリックスを有する固体シリカであってもよい。オリゴヌクレオチドが支持体に結合する様式はＷＯ−Ａ−９３／１３２２０に記載されているようなものであってもよい。支持体Ｐ_AおよびＰ_Bは、それらに結合しているオリゴヌクレオチドのみが異なる。ＤＮＡ分子はハイブリダイゼーションした相補的な鎖ＡおよびＢからなることに留意すること。支持体Ｐ_Aに結合しているオリゴヌクレオチドは、（鎖Ｂから変性される場合に）鎖Ａがそれにハイブリダイゼーションし、一方では、支持体Ｐ_B上のオリゴヌクレオチドが鎖Ｂにハイブリダイゼーションできるようなものである。今度は、個々の配列ＸおよびＹを有するように示される対象配列の２本鎖配列のコピーを得るための本発明の第１の具体例の使用を説明する図２を参照する。カラムは、図２にＰ１およびＰ２として示す２タイプの粒子を含んでいる。説明目的で、鎖ＸおよびＹはそれらの末端領域において示されるような任意の塩基配列を有すると仮定する。工程は以下のものを包含する：１．標的配列を含むＤＮＡを、カラム外部から変性させ、次いで、カラム上に導入してもよく、あるいは２本鎖ＤＮＡをカラム上に導入し、次いで、その位置で変性させてもよい。両方の場合、ＤＮＡを上昇した温度に供するか、あるいはＤＮＡを変性させるための当該分野で知られている化学的手段に供する。いずれの場合にも、変性したＤＮＡをカラム中で支持体と混合する。次いで、カラムの温度を低下させ、標的と粒子結合オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションを可能にする。このハイブリダイゼーション反応は非常に正確な温度で起こる（反応のＴｍ（融解温度）という）。Ｔｍは標的配列中の塩基の比率に支配される。高いＡＴ比のものは高いＣＧ比を含むＤＮＡよりも低温で融解する（一定の塩濃度において）。配列Ｘ（標的）の３'末端を、配列ＡＡＡＡを有するものとして示す。粒子Ｐ１はそれに固定化（それらの５'によって）された、配列ＴＴＴＴ、すなわち、配列Ｘの３'末端にハイブリダイゼーションする配列のオリゴヌクレオチドを有しており、そのことにより、この鎖がトラップされうる（工程（ｂ））。鎖Ｚ（標的）を、その３'において配列ＧＧＧＧを有するものとして示す。粒子Ｐ２は、それに固定化（それらの５'末端によって）された、鎖Ｙの３'領域にハイブリダイゼーションする配列ＣＣＣＣを有するオリゴヌクレオチドを有しており、そのことにより、好ましくは鎖がトラップされうる（工程（ｂ））。２．カラムを洗浄して不純物（非標的ＤＮＡおよび阻害する蛋白を包含する）、脂質および塩類を除去した後、手順の次の工程にとり理想的なバッファーでカラムを洗浄し続ける。次いで、カラム結合オリゴヌクレオチドを伸長させるためにポリメラーゼ酵素およびヌクレオチドを添加し、ヌクレオチドはプライマーとして役立ち、それにより、トラップされた鎖がプライマーからコピーされ（工程（ｃ））、支持体上に固定化されたコピー標的１鎖が得られる。３．この反応が完結したら、カラムを洗浄して所望でない（使用しない）試薬を除去する。４．次いで、標的鎖を固定化コピー標的１鎖から変性させ（工程（ｄ））、次いで、もとの２本鎖分子の量と比較すると過剰と考えられる未伸長オリゴヌクレオチドと再度ハイブリダイゼーションさせる（工程（ｅ））。５．次の工程（工程（ｆ））において、配列ＴＴＴＴおよびＣＣＣＣを有する遊離（溶液相）プライマーを添加し、図示したように、粒子Ｐ１またはＰ２に共有結合したそれらの鎖にハイブリダイゼーションさせる。次いで、洗浄工程を用いて過剰な遊離プライマーをカラムから除去する。６．粒子Ｐ１およびＰ２のそれぞれについて２つの伸長反応、すなわち、（i）核酸鎖がハイブリッド形成するそれらの共有結合したオリゴヌクレオチド（例えば、Ｐ１についてはＴＴＴＴ）の伸長（これは支持体Ｐ１およびＰ２から遠ざかる方向で起こる）（それによりコピー標的１鎖が得られる）、および（ii）共有結合的に固定化された鎖にハイブリッド形成する、添加された「遊離」ブライマーの伸長（これは支持体Ｐ１およびＰ２に向かって起こる）（それによりコピー標的２鎖が得られる）が同時に起こるように酵素およびヌクレオチドを添加する（工程（ｇ））。工程（i）は、共有結合的に固定化された配列Ｚが粒子Ｐ１上で合成され、共有結合的に固定化された配列Ｘが粒子Ｐ２上で合成されるようにする。工程（ii ）は、粒子Ｐ１上での配列Ｘの合成および粒子Ｐ２上での配列Ｚの合成を導く。これは、標的ＤＮＡの幾何学的コピーの開始である。７．次いで、カラムを洗浄して所望でない試薬を除去する。８．必要な回数だけ（ｄ）〜（ｇ）の手順を繰り返してもよい。支持体上に大過剰のもとの固定化オリゴヌクレオチドが存在する。そのようなものとして、プロセスの最初のサイクルは以下のように進行するであろう（粒子Ｐ１のみ考慮する）。工程（ｇ）の終わりに、粒子Ｐ１は、２つの共有結合固定化鎖Ｚおよび固定化鎖Ｚへのハイブリッド形成により結合した２つの鎖Ｘを有していると仮定する。工程（ｄ）〜（ｅ）の最初の繰り返しによって、対応する形態は各鎖ＸおよびＺの４本であろう。次の繰り返しによって、８本の各配列が存在することとなる、等である。しかしながら、この累積的タイプの増加は支持体上に固定化されたオリゴヌクレオチドの数によって限定される。かくして、工程（ｇ）において合成されるハイブリッド形成した鎖の量は、最終的には、引き続いての変性および再ハイブリダイゼーション工程（工程（ｄ）および（ｅ））の間に、いくつかの鎖Ｘは未伸長オリゴヌクレオチドとハイブリッド形成するが他のものは固定化プライマーの伸長物として形成された鎖Ｚとハイブリダイゼーションするようなレベルまで増加する。最終的には、すべての固定化プライマーが伸長され、粒子Ｐ１は２本鎖核酸で飽和される（同様な説明が粒子Ｐ２に適用される）。２本鎖核酸を支持体から「切断」することができる（適当な制限酵素を用いて）。別法として、コピー標的２生成物を、工程（ｇ）で得られた支持体から変性させ、次いで、以下の一連の工程を繰り返すことにより量が直線的に増加するコピー標的２鎖の生成に用いることができる。（i）固定化コピー標的１鎖にプライマーＣＣＣＣおよびＴＴＴＴをハイブリダイゼーションさせ、（ii）プライマーを伸長させ、次いで（iii）伸長生成物（すなわち、コピー標的２鎖）を変性させ収集する。今度は、図２に示す手順の改変を説明する図３について言及する。図３の手順は、１の鎖Ｘがそれぞれその５'および３'末端において示される任意の末端配列ＡおよびＢを有し、他方の鎖Ｙが任意の末端配列ＣおよびＤを有する２本鎖核酸（ＡはＣと相補的であり、ＢはＤと相補的である）から開始する。配列ＡおよびＢの間において、Ｘ鎖の一部は、Ｙ鎖上の配列Ｍに相補的な配列Ｌを有している。２つのタイプの粒子Ｐ１およびＰ２を準備する。粒子Ｐ１は、５'末端を介して固定化（Ｐ１支持体上に）された複数の配列Ｍのオリゴヌクレオチドを担持している。粒子Ｐ２は、５'末端を介して固定化された（Ｐ２支持体上に）複数の配列Ｌのオリゴヌクレオチドを担持している。図３の手順は図２と同じ全配列を用いるものであり、それゆえ、詳細に再説明しない。しかしながら、以下の点に留意すべきである。図２の方法では、２つの固定化オリゴヌクレオチド（ＴＴＴＴおよびＣＣＣＣ）があり、この結果、合成されたコピー標的１鎖は、相補的塩基配列を有した。これは、一方のオリゴヌクレオチド（ＣＣＣＣ）が配列Ｘの１つの端に対応しており、他方のオリゴヌクレオチド（ＴＴＴＴ）が配列Ｚの反対の端に対応しているためであった。対照的に、図３の方法では、鎖Ｘは、その中間領域Ｌにより、粒子Ｐ１上のオリゴヌクレオチドＭにハイブリダイズされ、鎖Ｚは、その中間配列Ｍにより、粒子Ｐ２上のオリゴヌクレオチドＬに固定化される。次なる伸長反応（工程(ｃ)）の間、粒子Ｐ１上で生成されたコピー標的１生成物は、以下の配列：を有しており、一方、粒子Ｐ２上で生成されたものは、配列：を有する。かくして、２つのコピー標的１生成物は、相補的ではない。工程(ｅ)の間、粒子Ｐ１は、オリジナル鎖Ｘの一部のコピーを表す配列：のコピー標的２生成物を生成し、一方、粒子Ｐ２は、配列：のコピー標的２、すなわち、オリジナル鎖Ｚの一部のコピーを生成する。図４を用いて、本発明の第２の具体例を説明する。当該方法は、鎖ＸおよびＹを有する二本鎖ＤＮＡを用いて開始する。カラム上で２つのタイプの粒子Ｐ３およびＰ４が用いられる。第１のタイプの粒子Ｐ３は、鎖Ｘの５'末端領域にハイブリダイズするであろうオリゴヌクレオチドＧＧＧＧを（その３'末端により）固定化していた。他のタイプの粒子Ｐ４は、鎖Ｚの５'末端領域に固定化するであろうオリゴヌクレオチドＡＡＡＡを（その３'末端により）固定化していた。標的二本鎖ＤＮＡの変性および粒子Ｐ３およびＰ４へのハイブリダイゼーションの後、該粒子を洗浄して、不純物を除去する（前記のとおり）。ハイブリダイゼーション反応は、関心のある配列をトラップする。２つの遊離プライマー（ＣＣＣＣおよびＴＴＴＴ）を添加し、粒子に結合したＤＮＡにハイブリダイズさせる。１つのかかるプライマー（ＴＴＴＴ）は、鎖Ｘの３'末端領域にハイブリダイズするであろう。他方のプライマー（ＣＣＣＣ）は、固定化鎖Ｚの３'末端にハイブリダイズするであろう（工程ｃ）。次いで、該粒子を洗浄して過剰の試薬を除去する。酵素およびヌクレオチドを該カラムに添加し（これは、プライマーを用いて同時に行われる可能性がある）、伸長反応を起こさせて、支持体に向かって、固定化オリゴヌクレオチドまで（結合しないが）プライマーを伸長させる（工程ｄ）。工程（ｄ）の生成物における記号「**」は、伸長生成物が固定化オリゴヌクレオチドに結合されていないことを表す。ＤＮＡリガーゼを添加して、（プライマーの）伸長生成物を固定化オリゴヌクレオチドに連結し、これにより、支持体に固定化したコピー標的１鎖を生成する（工程ｅ）。変性および再ハイブリダイゼーション（工程ｆ）の後、２つのプライマーＴＴＴＴおよびＣＣＣＣを再度添加する。プライマーＴＴＴＴは、粒子Ｐ４上のコピー標的１鎖の３'末端にハイブリダイズし、Ｐ３上のハイブリダイズした核酸の３'末端にもハイブリダイズする。同様に、プライマーＣＣＣＣは、粒子Ｐ３上の固定化したコピー標的１鎖の３'末端にハイブリダイズし、粒子Ｐ４上のハイブリダイズした核酸の３'末端にもハイブリダイズする。次いで、カラムを洗浄して、過剰の試薬を除去する。ポリメラーゼおよびヌクレオチドを添加し、次いで、伸長反応を行う（工程ｓ、ｇおよびｈ）。プライマーは、示すとおり伸長され（コピー標的２鎖を生成する）、（カラムの洗浄後）、ライゲーション反応を行い、支持体Ｐ３およびＰ４の各々のコピー標的１鎖の調製を完了する。コピー標的１およびコピー標的２鎖の数を増やすのに必要なだけ工程(ｆ)〜( ｉ)を繰り返す。後者は、最終的に、生成物として回収され、前者（それらの支持体に固定化した）は、前記方法でさらなるコピー標的２生成物の生成のために用いられる。図５を用いて、図４の方法の変形例を説明する。図５の方法は、図３と同一の二本鎖核酸を用いて開始する。さらにまた、図５の方法は、２つのタイプの粒子、すなわち、３'末端により固定化された配列Ｍのオリゴヌクレオチドを有する粒子Ｐ３、および３'末端により固定化された配列Ｌのオリゴヌクレオチドを有する粒子Ｐ４を用いる。図５の方法のための反応のシーケンスは、図４の方法のためと同一である。図５の反応のシーケンスは、図４の方法についてと同一である。図５の方法の生成物は、配列：の固定化されたコピー標的１鎖を有する支持体からなる。これらの支持体は、オリジナル二本鎖核酸中に存在する増加した量の配列：を生成するために用いられる。図６を用いて、実質的に図２および図４で説明した方法の組合せである本発明の第３の具体例に従った方法を説明する。図６の方法では、第１のタイプの粒子Ｐ５は、その３'末端によって、（オリジナル二本鎖核酸の）配列Ｘをトラップする（図２における粒子Ｐ１を参照）。第２のタイプの粒子Ｐ６は、その５'末端によって配列Ｙをトラップする（図４における粒子Ｐ４を参照）。全体の反応スキームは、図６に示すとおりである。粒子Ｐ５に対して影響を及ぼす反応のシーケンスは、粒子Ｐ１についての配列に密接に従う。粒子Ｐ５およびＰ６は、同一のカラム中に提供されるが、Ｐ６に対して影響を及ぼす結合反応は、Ｐ５に対する効果を有しない。図６の方法は、オリジナル核酸中に存在する増加した量の配列ＸおよびＹを生じるために用いられる支持体を生成する。図６の方法は、図３に示したタイプの核酸を用いて開始する図７に示すように作用するように変更されてもよい。図７では、粒子Ｐ５は、それらの５'末端を介してそれに固定化された配列Ｍのオリゴヌクレオチドを有するが（図３における粒子Ｐ１を参照）、一方、粒子Ｐ６は、それらの３'末端を介してそれに固定化された配列Ｌのオリゴヌクレオチドを有する（図５における粒子Ｐ４を参照）。図７における反応シーケンスは、図５または図６について反応シーケンスと同一である。このシーケンスの間、粒子Ｐ５は、図３における粒子Ｐ３と同一の方法で機能するが、一方、粒子Ｐ６は、図５における粒子Ｐ４と同一の方法で機能する。図７の方法は、オリジナル核酸試料中に存在する場合、増加した量の配列：を生成するために用いられる。以下の非限定的な実施例を単に用いて、例証として本発明を説明する。実施例１この実施例において、「緩衝液」なる用語は、１０mＭトリス・ＨＣl（pＨ８. ３）、５０mＭＫＣlおよび１.５mＭＭgＣl₂からなる組成物を意味する。ＷＯ−Ａ−９３／１３２２０［テプネル（Ｔepnel）］に開示されている方法を用いて、シロキサンマトリックスを介してＭ−フェーズ（Ｍ−phase）なる名称の下に３Ｍから入手可能な粒状支持体（サイズ１０５μm）上に、以下の配列( Ｉ)：を有する２４−merオリゴヌクレオチドをその５'末端を介して固定化した。内径２mmを有するカラム配置を介して５本の流れの各々に、支持体２mgを置いた。該支持体は、１０mm離れて配置された２つのフリットによって正しい位置に保持された。次いで、緩衝液中に含有された配列（II）：を有するモデル４８−merオリゴヌクレオチド２５fmolをカラムの各々に導入し、次いで、まず、９５℃で１０分間維持した。次いで、該温度を７２℃に低下させた。この方法の結果、固定化された配列(Ｉ)での配列(II)のハイブリダイゼーションを生じた。次いで、該カラムを緩衝液で洗浄し、温度を５７℃に低下させ、該カラムに、４つのｄＮＴＰ各０.２mＭおよびポリメラーゼ酵素［サーマス・アクアティカス（Ｔhermas aquaticus）］１.２５ユニットを含有するさらなる緩衝液を添加した。該カラムを５７℃に２分間維持して、鋳型としてハイブリダイズした４８−me rオリゴヌクレオチドを用いて、固定化した２４−merオリゴヌクレオチド（配列 (Ｉ)）を伸長させた。次いで、該カラムの温度を２分間９５℃に上昇させて、伸長した配列(Ｉ)から４８−mer配列(II)を変性させた。次いで、該カラムを７２℃に冷却し、次いで、該カラムに４つのｄＮＴＰ各０ .２mＭ、ポリメラーゼ酵素［サーマス・アクアティカス（Ｔhermas aquaticus）］１.２５ユニットおよび配列(III)：を有するビオチニル化した２４−merオリゴヌクレオチド２５pmolを含有する緩衝液を導入し、７２℃で２分間維持し、これにより、配列(II)を非伸長配列(Ｉ) にハイブリダイズさせ、配列(III)を伸長した配列(Ｉ)にハイブリダイズさせた。次いで、該カラムを５７℃の温度に冷却し、これを２分間維持し、配列(Ｉ)および(III)を伸長させた。次いで、以下に記載の検出方法で用いるために、これらのカラムのうちの１つにおける支持体を回収した。次いで、残りのカラムを、前記に詳述した方法を用いて、９５℃での変性（２分間）、さらなる配列(II)の添加および７２℃での再ハイブリダイゼーション（２分間）および５７℃での伸長（２分間）（より短い時間を用いることができたが）のサイクルに付した。４回目、９回目、１９回目および２９回目に支持体を回収した（したがって、かかる試料は、各々、合計５回、１０回、２０回および３０回の伸長反応に付された）。以下の方法でブランク実験も行った：（ａ）１つのカラムは、固定化された配列(Ｉ)を有する支持体および緩衝液を含有した。該カラムを、さらなる核酸または試薬を添加せずに、前記方法を介して循環させた。全ての回収した試料を以下の検出方法に付した。回収した粒子をストレプトアビジン・アルカリホスファターゼコンジュゲートと反応させた。洗浄により過剰のコンジュゲートを除去し、次いで、粒子を市販のアルカリホスファターゼ検出系［Ａmpak，ex Ｄako］で処理した。これは、色を生じ、継時的に４９０nmでモニターした。結果を、吸光度ｖｓ増幅器インキュベーション時間のプロットである図８に示す。第９図は、吸光度の変化の速度ｖｓ試料が付される伸長サイクルの数のプロットである。このデータから、増幅が指数関数的であることを明らかに見ることができる。実施例２配列(Ｉ)、(II)および(III)を各々以下の配列(Ｉａ)、(IIａ)および(IIIａ)に代えた以外は、実施例１の方法を繰り返した：さらに対象実験を以下のとおり行った：（ｂ）伸長した配列(Ｉ)を含有する１つのカラムを、配列：を有する非相補的（配列(Ｉ)に対する）ビオチニル化２４merオリゴヌクレオチドでプローブした。カラムを３０回循環させた。（ｃ）伸長した固定化配列(Ｉ)を有する支持体を含有する１つのカラムを０回サイクル対照として４℃で維持した。結果を、各々図１０および図１１にプロットした。再度、増幅が指数関数的であることを見ることができる。配列(II)および(IIａ)が相補的であるということが認識されるであろう。したがって、固定化した配列(Ｉ)について準備された粒子と固定化した配列(II)について準備された粒子との組合せを用いて、配列(II)および(IIａ)の増幅を行うことが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖（「標的鎖」）の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）その上に標的鎖とハイブリッド形成能を有する複数の一本鎖オリゴヌクレオチドを固定した固体支持体系を準備し、（ii）一本鎖形態の標的鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ（オリゴヌクレオチドの数は実質的に標的鎖の数より多い）、（ii）（ａ）その支持体系を洗浄し、非ハイブリッド形成の物質を除去し、（iii）その固定されたオリゴヌクレオチドを組み入れ、標的鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列を有するコピー標的１鎖を産生し（コピー標的１鎖は標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に産生され、必要ならば、コピー標的１配列の形成を完了する）（iv）コピー標的１鎖とハイブリッド形成した鎖を変性させ、所望により先の鎖の少なくともいくらかをコピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドに再ハイブリッド形成させてもよく、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１鎖を鋳型として用い、当該核酸配列からなるコピー標的２鎖を（コピー標的１鎖とハイブリッド形成させたプライマーより）生成させ、（ｂ）標的鎖が固定されたオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成しているならば、それを鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および（vi）要すれば、工程（iv）および（ｖ）を数回繰り返し、各工程（iv）および（ｖ）の繰り返しにて、コピー標的２鎖を用いてさらなるコピー標的１鎖を生成することを特徴とする方法。２．固体支持体系が粒状系であり、オリゴヌクレオチドが粒子上に固定されている請求項１記載の方法。３．サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖（「標的鎖」）の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）その上に標的鎖とハイブリッド形成能を有する複数の一本鎖オリゴヌクレオチドを固定した粒状の支持体系を準備し、（ii）一本鎖形態の標的鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ（オリゴヌクレオチドの数は実質的に標的鎖の数より多い）、（iii）固定されたオリゴヌクレオチドを組み入れ、標的鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列からなるコピー標的１鎖を産生し（コピー標的１鎖は標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に産生され、必要ならば、コピー標的１配列の形成を完了する）、（iv）コピー標的１鎖とハイブリッド形成した鎖を変性させ、所望により先の鎖の少なくともいくらかをコピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドと再ハイブリッド形成させ、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１鎖を鋳型として用い、当該核酸配列からなるコピー標的２鎖を（コピー標的１鎖にハイブリッド形成されたプライマーより）生成し、（ｂ）標的鎖が固定されたオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成しているならば、それを鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および（vi）要すれば、工程（iv）および（ｖ）を数回繰り返し、各工程（iv）および（ｖ）の繰り返しにて、コピー標的２鎖を用いてさらなるコピー標的１鎖を生成することを特徴とする方法。４．工程（ii）の後、支持体系を洗浄し、工程（iii）の操作の前にハイブリッド形成していない物質を除去する請求項３記載の方法。５．粒子が非多孔性シリカの粒子である請求項２ないし４のいずれか１つに記載の方法。６．粒子が５０ないし２００ミクロンの大きさを有する請求項２ないし５のいずれか１つに記載の方法。７．オリゴヌクレオチドがシロキサンマトリックスを介して支持体に結合している請求項２ないし６のいずれか１つの方法。８．粒子をカラム中に供給し、液体をその中に導入し、かつそこから取り出すことができる請求項２ないし７のいずれか１つに記載の方法。９．支持体上に固定されたすべてのまたは実質的にすべての最初のオリゴヌクレオチドをコピー標的１鎖に変換する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の方法。 10．支持体上のオリゴヌクレオチドの配向が、オリゴヌクレオチドが標的鎖またはその中にハイブリッド形成されたコピー標的２鎖を鋳型として用いて伸長し、コピー標的１鎖を産生するようになっている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。 11．固体支持体系がその各々が請求項１０に記載されているように配向した２つの異なる固定されたオリゴヌクレオチドを有し、１のオリゴヌクレオチドが２本鎖核酸の鎖の１つにハイブリッド形成するようになっており、他方のオリゴヌクレオチドが二本鎖核酸の他方の鎖にハイブリッド形成するようになっている請求項２記載の方法。 12．コピー標的１鎖が、プライマーをコピー標的または固定されたオリゴヌクレオチドにハイブリッド形成されたコピー標的２鎖にハイブリッド形成させることにより産生され、ついで工程（ｖ）（ｂ）にて、それが連結するオリゴヌクレオチドに向かってプライマーを逆に伸長させ、コピー標的１鎖の調製を完了する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。 13．固体支持体系が請求項１２に記載されているように配向した２つの異なる固定されたオリゴヌクレオチドを有し、１のオリゴヌクレオチドが２本鎖核酸の鎖の１つにハイブリッド形成するようになっており、他方のオリゴヌクレオチドが核酸の他方の鎖にハイブリッド形成するようになっている請求項１１記載の方法。 14．固体支持体系が、（ｉ）自分自身で伸長してコピー標的１鎖を産生しうる第１のオリゴヌクレオチド、（ii）（コピー標的１鎖を生成する目的で）標的鎖にハイブリッド形成させたプライマーの伸長生成物に結合することが必要とされる第２のオリゴヌクレオチドからなる２つの固定されたオリゴヌクレオチドを有する請求項１ないし１３記載のいずれか１つの方法。 15．サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）それぞれが２本鎖核酸の２本の相補鎖の各１つとハイブリッド形成能を有する、複数の各２つの異なる１本鎖オリゴヌクレオチド０および０'をその上に固定した固体支持体系を準備し、該相補鎖は標的１および１'鎖を生じるものであり、（ii）１本鎖形態の標的１および１'鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドにハイブリッド形成させ、オリゴヌクレオチド数が実質的に標的数を超えるものであり、（iii）それぞれ固定されたオリゴヌクレオチド０または０'、およびそれぞれ標的１または１'鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列を有するコピー標的１および１'鎖を得、該コピー標的１および１'鎖が個々の標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１または１'配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に得、必要な場合には、コピー標的１配列および／またはコピー標的１'配列の形成を完了し、（iv）コピー標的１および１'鎖にハイブリッド形成した標的１および１'鎖を変性させ、所望によりコピー標的１または１'鎖に変換されていない支持体上の標的１および１'鎖の少なくともいくつかを再ハイブリッド形成させ、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１および１'鎖を鋳型として用いて（コピー標的１および１'鎖にハイブリッド形成させたプライマーから）、各々、コピー標的２および２'鎖を生成し、（ｂ）固定されたオリゴヌクレオチドにコピー標的１および１'鎖がハイブリッド形成しているならばコピー標的１および１'鎖を鋳型として用いてさらなるコピー標的１および１'鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および、（vi）工程（iv）および（v）を必要な回数繰り返し、標的２および２'鎖を用いて工程（iv）および（v）を各繰り返し行ってさらなるコピー標的１および１'鎖を産生することを特徴とする方法。 16．さらに、以下の工程：（vii）コピー標的１鎖を鋳型として用いてプライマー伸長生成物が当該配列を含むような位置でプライマーをコピー標的１鎖とハイブリッド形成させ、（viii）コピー標的１鎖を鋳型として用いてプライマーを伸長させ、および、（ix）生成物鎖をコピー標的１鎖から変性させ、生成物鎖を収集することからなる前記した請求項のいずれか１つに記載の方法。 17．サンプル中に存在するかまたは存在する可能性のある核酸鎖（「標的鎖」）の少なくとも一部のコピーの産生方法であって、（ｉ）その上に標的鎖とハイブリッド形成能を有する複数の一本鎖オリゴヌクレオチドを固定した固体支持体系を準備し、（ii）一本鎖形態の標的鎖を準備し、その標的鎖を支持体上のオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成させ（オリゴヌクレオチドの数は実質的に標的鎖の数より多い）、（iii）その固定されたオリゴヌクレオチドを組み入れ、標的鎖の少なくとも一部に相補的な核酸配列を有するコピー標的１鎖を産生し（コピー標的１鎖は標的鎖を鋳型として用いてコピー標的１配列の少なくとも一部を生成することにより少なくとも部分的に産生され、必要ならば、コピー標的１配列の形成を完了する）、（iv）コピー標的１鎖とハイブリッド形成した鎖を変性させ、所望により先の鎖の少なくともいくらかをコピー標的１鎖に変換されていない支持体上のオリゴヌクレオチドに再ハイブリッド形成させてもよく、（ｖ）同時に、（ａ）固体支持体上に固定されたコピー標的１鎖を鋳型として用い、当該核酸配列からなるコピー標的２鎖を（コピー標的１鎖とハイブリッド形成させたプライマーより）生成させ、（ｂ）標的鎖が固定されたオリゴヌクレオチドとハイブリッド形成しているならば、それを鋳型として用いてさらなるコピー標的１鎖の少なくとも一部を生成し、（必要ならば）コピー標的１鎖の形成を完了し、および（vi）要すれば、工程（iv）および（ｖ）を数回繰り返し、各工程（iv）および（ｖ）の繰り返しにて、コピー標的２鎖を用いてさらなるコピー標的１鎖を生成し、（vii）コピー標的１鎖を鋳型として用いてプライマー伸長生成物が当該配列を含むような位置でプライマーをコピー標的１鎖とハイブリッド形成させ、（viii）コピー標的１鎖を鋳型として用いてプライマーを伸長させ、および、（ix）生成物鎖をコピー標的１鎖から変性させ、生成物鎖を収集することを特徴とする方法。