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JPH0723799A - Method for detecting polynucleotide - Google Patents

Method for detecting polynucleotide

Info

Publication number
JPH0723799A
JPH0723799A JP17286393A JP17286393A JPH0723799A JP H0723799 A JPH0723799 A JP H0723799A JP 17286393 A JP17286393 A JP 17286393A JP 17286393 A JP17286393 A JP 17286393A JP H0723799 A JPH0723799 A JP H0723799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nucleic acid
deoxyribonucleotide
acid probe
polynucleotide
detecting
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.)
Pending
Application number
JP17286393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunobu Okano
和宣 岡野
Hideki Kanbara
秀記 神原
Kazuko Kawamoto
和子 川本
Hiroko Furuyama
宏子 古山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17286393A priority Critical patent/JPH0723799A/en
Publication of JPH0723799A publication Critical patent/JPH0723799A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a method for detecting polynucleotide, capable of carrying out a reaction at a definite temperature and detecting DNA in high sensitivity by reacting a target nucleotide with ribonuclease and a nucleic acid synthetaase under specific conditions using a nucleic acid probe composed of a ribonucleotide and a deoxyribonucleotide. CONSTITUTION:A nucleic acid composed of deoxyribonucleotide parts 11 and 13, a ribonucleotide part 12 and labelled material 14 is hybridized with the sample DNA101. The resultant complex 102 is made to react with a DNA polymerase 107 and a ribonuclease 106 in the presence of deoxyribonucleotide 3 phosphoric acids 103 and 104 and dideoxynucleotide 3 phosphoric acid 105 different in series of base from deoxyribonucleotide 3 phosphoric acid. Thereby, 3' terminal is elongated by definite base length and a ribonucleotide part 109 is cleaved and a labeled deoxyribonucleotide 108 having definite length is amplified.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はDNAの検出及び遺伝子
診断法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting DNA and a gene diagnostic method.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝病やウィルス等による感染症の診断
にDNA等のポリヌクレオチドの検出が用いられてい
る。検査対象となるウィルスのコピー数は少ない場合に
は数十コピー以下であり、ポリメラーゼ チェイン リ
アクション(PCR;PolymeraseChain Reaction)法に
よりDNAを増殖し、検出する方法がネイチャー(Natur
e)350,91−92(1991)あるいは特開昭61−27
4697号公報に開示されている。PCR法はDNAの特定
の領域を増殖するもので、対象となる二本鎖DNAの
(+)鎖及び(−)鎖にハイブリダイズする二種のオリ
ゴマではさまれる領域のDNAを増殖する。
2. Description of the Related Art Detection of polynucleotides such as DNA is used for diagnosis of infectious diseases caused by genetic diseases and viruses. When the copy number of the virus to be tested is small, it is several tens or less, and the method of multiplying and detecting DNA by the polymerase chain reaction (PCR) method is a natural method (Natur).
e) 350, 91-92 (1991) or JP-A-61-27
It is disclosed in Japanese Patent No. 4697. The PCR method propagates a specific region of DNA, and propagates a DNA in a region sandwiched by two kinds of oligomers that hybridize to the (+) and (-) strands of the target double-stranded DNA.

【0003】二本鎖DNAを高温(〜90℃)下で変性
し、(+)鎖と(−)鎖に分離する。次いで降温(〜60
℃)し、それぞれにDNAオリゴマをハイブリダイズさ
せ、Taq由来など耐熱性DNAポリメラーゼで相補鎖
を合成する。再び昇温して二対の(+)鎖および(−)
鎖を作製する。以下、降温と昇温の熱サイクルを繰り返
し、DNA鎖を倍々と増やしていく。実際には1回の熱
サイクルで平均1.6倍程度になることが知られてお
り、30回繰り返すと106 倍にもコピー数を増やすこ
とが出来る。このようにして得たDNAをゲル電気泳動
分離し、増幅されたDNAの長さを調べることにより標
的DNAの有無を診断している。
Double-stranded DNA is denatured at high temperature (-90 ° C) and separated into (+) strand and (-) strand. Then the temperature is lowered (~ 60
C.) and hybridize DNA oligomers to each, and a complementary strand is synthesized with a heat-resistant DNA polymerase derived from Taq. The temperature was raised again and two pairs of (+) chain and (-)
Make chains. Thereafter, the thermal cycle of temperature decrease and temperature increase is repeated to double the number of DNA chains. Actually, it is known that one heat cycle increases the average by about 1.6 times, and if it is repeated 30 times, the copy number can be increased to 10 6 times. The DNA thus obtained is subjected to gel electrophoresis separation, and the presence or absence of the target DNA is diagnosed by examining the length of the amplified DNA.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この方法ではDNAコ
ピーの増殖に高価な耐熱性酵素を必要とすること、昇温
と降温を繰り返す手間と時間がかかること、二種のDN
A増殖用オリゴマ(プライマ)が必要である難点があ
る。特に対象によっては2つのプライマをうまく選べな
いこともある。更に電気泳動によりPCR産物を分離す
る必要があるため手間と労力を必要とする難点があっ
た。また従来技術では、標的ポリヌクレオチドの特定部
位を増幅できるので高感度であるが、検出にRI標識物
を用いたりエチジウムブロマイドを用いた蛍光染色法を
用いている。これらは用手法であり、自動化に適さな
い。また、RI標識物を用いる場合は作業者の放射線被
爆という問題もあった。
In this method, an expensive thermostable enzyme is required for the growth of a DNA copy, it takes time and time to repeat heating and cooling, and two types of DN are used.
There is a drawback in that an A-growing oligomer (primer) is required. In particular, depending on the subject, there are cases where two primers cannot be selected properly. Further, it is necessary to separate the PCR products by electrophoresis, which is troublesome and labor-intensive. Further, in the conventional technique, a specific site of the target polynucleotide can be amplified, so that the sensitivity is high, but a RI-labeled substance or a fluorescent staining method using ethidium bromide is used for detection. These are manual methods and are not suitable for automation. In addition, there is a problem that the worker is exposed to radiation when using the RI-marked material.

【0005】本発明の目的は、簡便で高感度な標的ポリ
ヌクレオチド即ちDNAの検出法を提供することにあ
る。より具体的には、本発明の目的は標的ポリヌクレオ
チド試料とハイブリッド体を形成した核酸プローブを一
定温度の酵素反応で増幅する手段を提供することにあ
る。また自動化に適した標的ポリヌクレオチドの検出手
法を提供することにある。また本発明の他の目的は、核
酸プローブの非RI標識を実現して、作業者を放射線被
爆から開放することと作業場所への制約を無くすことに
ある。
An object of the present invention is to provide a simple and highly sensitive method for detecting a target polynucleotide, that is, DNA. More specifically, an object of the present invention is to provide a means for amplifying a nucleic acid probe hybridized with a target polynucleotide sample by an enzymatic reaction at a constant temperature. Another object is to provide a method for detecting a target polynucleotide suitable for automation. Another object of the present invention is to realize the non-RI labeling of the nucleic acid probe, to free the operator from radiation exposure and to eliminate restrictions on the work place.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、以下のような手法を用いる。
In order to achieve the above object, the present invention uses the following method.

【0007】まず、次の(1)乃至(3)のいずれかの
方法によって核酸プローブを一定温度の酵素反応で増幅
する。
First, the nucleic acid probe is amplified by an enzyme reaction at a constant temperature by any of the following methods (1) to (3).

【0008】(1)核酸プローブがリボヌクレオチドと
デオキシリボヌクレオチドで構成されたもので、デオキ
シリボヌクレオチドの少なくとも一ヵ所に標識物が結合
したものを用いる。この核酸プローブを標的ポリヌクレ
オチドにハイブリッド形成条件下で結合させる。次に、
少なくとも一種のデオキシリボヌクレオチド3リン酸と
デオキシリボヌクレオチド3リン酸とは異なる塩基種の
ダイデオキシヌクレオチド3リン酸の共存下でリボヌク
レアーゼ エイチ(Ribonuclease H)などのRNA分解
酵素と核酸合成酵素を反応させることで3′末端を一定
塩基長伸長させ、リボヌクレオチド部分を切断する。こ
の一連の伸長分解反応で生成するプローブ産物の塩基長
を10塩基程度かそれ以下になる様に元の核酸プローブ
を設計する。このような短いプローブ産物は標的ポリヌ
クレオチドとの水素結合を保持出来なくなるため、短く
なったプローブ産物は標的ポリヌクレオチドから遊離
し、元の標的ポリヌクレオチドを再生する。再生した、
標的ポリヌクレオチドは再度核酸プローブと結合し、一
連の伸長分解反応が起きる。一定時間反応させる間にこ
のサイクルを複数回繰り返し行わせる。
(1) A nucleic acid probe is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides, and a label is attached to at least one position of deoxyribonucleotides. The nucleic acid probe is bound to the target polynucleotide under hybridizing conditions. next,
By reacting an RNA degrading enzyme such as ribonuclease H (Ribonuclease H) with a nucleic acid synthesizing enzyme in the coexistence of at least one kind of deoxyribonucleotide triphosphate and dideoxynucleotide triphosphate having a base species different from deoxyribonucleotide triphosphate. The 3'end is extended by a constant base length to cut the ribonucleotide portion. The original nucleic acid probe is designed so that the base length of the probe product generated by this series of extension and decomposition reactions is about 10 bases or less. Since such a short probe product cannot retain a hydrogen bond with the target polynucleotide, the shortened probe product is released from the target polynucleotide and regenerates the original target polynucleotide. Replayed,
The target polynucleotide binds to the nucleic acid probe again, and a series of extension decomposition reactions occur. This cycle is repeated multiple times during the reaction for a certain period of time.

【0009】(2)リボヌクレオチドとデオキシリボヌ
クレオチドで構成された核酸プローブを標的ポリヌクレ
オチドにハイブリッド形成条件下で結合させ、少なくと
も一種のデオキシリボヌクレオチド3リン酸と該デオキ
シリボヌクレオチド3リン酸とは異なる塩基種の標識ダ
イデオキシヌクレオチド3リン酸共存下でRNA分解酵
素と核酸合成酵素を反応させる。この反応で3′末端を
一定塩基長伸長させて3′末端に標識すると共に、リボ
ヌクレオチド部分を切断し、一定長の3′末端標識デオ
キシリボヌクレオチドを生成する。(1)と同様に、こ
の一連の伸長分解反応で生成するプローブ産物の塩基長
を10塩基程度かそれ以下になる様に元の核酸プローブ
を設計し、核酸プローブの伸長分解−短くなったプロー
ブ産物の遊離と標的ポリヌクレオチドの再生のサイクル
を複数回繰り返し行わせる。
(2) A nucleic acid probe composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides is bound to a target polynucleotide under hybridizing conditions to form at least one deoxyribonucleotide triphosphate and a base species different from the deoxyribonucleotide triphosphate. The RNA degrading enzyme and the nucleic acid synthesizing enzyme are reacted in the coexistence of the labeled dideoxynucleotide triphosphate. In this reaction, the 3'end is extended by a certain base length to label the 3'end, and the ribonucleotide portion is cleaved to generate a 3'end-labeled deoxyribonucleotide with a certain length. Similar to (1), the original nucleic acid probe was designed so that the base length of the probe product generated by this series of extension decomposition reactions would be about 10 bases or less, and the extension decomposition of the nucleic acid probe-shortened probe The cycle of product release and target polynucleotide regeneration is repeated multiple times.

【0010】(3)核酸プローブがリボヌクレオチドと
デオキシリボヌクレオチドで構成されたもので、該デオ
キシリボヌクレオチドの少なくとも一ヵ所に標識物が結
合したものを用いる。標的ポリヌクレオチドに結合させ
た後、少なくとも一種のデオキシリボヌクレオチド3リ
ン酸と該デオキシリボヌクレオチド3リン酸とは異なる
塩基種で標識体の結合したダイデオキシヌクレオチド3
リン酸共存下でRNA分解酵素と核酸合成酵素を反応さ
せる。この反応で3′末端を一定塩基長伸長させて3′
末端に標識し、リボヌクレオチド部分を切断し、中間塩
基部と3′末端が標識された一定長のデオキシリボヌク
レオチドを生成する。(1)と同様に、この一連の伸長
分解反応で生成するプローブ産物の塩基長を10塩基程
度かそれ以下になる様に元の核酸プローブを設計し、核
酸プローブの伸長分解−短くなったプローブ産物の遊離
と標的ポリヌクレオチドの再生のサイクルを複数回繰り
返し行わせることとした。
(3) The nucleic acid probe is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides, and a label is bound to at least one position of the deoxyribonucleotides. After binding to the target polynucleotide, at least one deoxyribonucleotide triphosphate and a dideoxynucleotide 3 bound to a label with a base species different from the deoxyribonucleotide triphosphate
An RNA degrading enzyme and a nucleic acid synthesizing enzyme are reacted in the presence of phosphoric acid. In this reaction, the base of the 3'end is extended to a certain length to give a 3'end.
The end is labeled, the ribonucleotide portion is cleaved, and a deoxyribonucleotide of a certain length is produced in which the intermediate base portion and the 3'end are labeled. Similar to (1), the original nucleic acid probe was designed so that the base length of the probe product generated by this series of extension decomposition reactions would be about 10 bases or less, and the extension decomposition of the nucleic acid probe-shortened probe The cycle of product release and target polynucleotide regeneration was repeated several times.

【0011】次いで、次の(4)または(5)の方法に
より標的ポリヌクレオチドを検出する。
Then, the target polynucleotide is detected by the following method (4) or (5).

【0012】(4)上記(1)において、ダイデオキシ
ヌクレオチド三リンがビオチンの結合したもので、一定
長になった3′末端ビオチン化デオキシリボヌクレオチ
ドをアビジンあるいはストレプトアビジンを固定した担
体を用いて分離する。
(4) In the above (1), the 3'-terminal biotinylated deoxyribonucleotide, which has a fixed length and is composed of dideoxynucleotide triphosphorus bound with biotin, is separated using a carrier on which avidin or streptavidin is immobilized. To do.

【0013】(5)上記(2)または(3)において、
核酸プローブのデオキシリボヌクレオチド部分の少なく
とも一ヵ所にビオチンが結合したものを用い、一定長に
なったビオチン化プローブをアビジンあるいはストレプ
トアビジンを固定した担体を用いて分離する工程を設け
ることとした。
(5) In the above (2) or (3),
It was decided to use a nucleic acid probe in which biotin is bound to at least one site of the deoxyribonucleotide portion and to separate a biotinylated probe having a constant length using a carrier on which avidin or streptavidin is immobilized.

【0014】また、次の(6)または(7)の方法によ
り核酸プローブの非RI標識を実現する。
Further, non-RI labeling of the nucleic acid probe is realized by the following method (6) or (7).

【0015】(6)上記(1)、(2)、(3)におい
て、標識物に蛍光体を用いる。
(6) In the above (1), (2) and (3), a fluorescent substance is used as the labeling substance.

【0016】(7)上記(3)では、核酸プローブのデ
オキシヌクレオチド部の標識物と標識ダイデオキシヌク
レオチド3リン酸の標識物がそれぞれ異なる蛍光体で構
成され、前記二種の蛍光体はエネルギ移動を起こすよう
にし、一方の蛍光体を励起することで他方の蛍光体を間
接的に励起する。
(7) In the above (3), the labeled product of the deoxynucleotide moiety of the nucleic acid probe and the labeled product of labeled dideoxynucleotide triphosphate are composed of different fluorescent substances, and the two types of fluorescent substances are energy-transferred. And one of the phosphors is excited to indirectly excite the other phosphor.

【0017】[0017]

【作用】標的核酸が、一本鎖DNAなどの一本鎖核酸の
場合にはそのまま試料とすることができる。また、二本
鎖DNAの場合には、熱あるいはアルカリ変性してもよ
いが、ハイブリッド形成条件下で標的核酸同士のハイブ
リッド形成が起こり、核酸プローブとのハイブリッド形
成効率が低下するので、エキソヌクレアーゼIIIのよう
な二本鎖特異的ヌクレアーゼで処理して一本鎖にしてお
く方がよい。
When the target nucleic acid is a single-stranded nucleic acid such as single-stranded DNA, it can be used as a sample as it is. Further, in the case of double-stranded DNA, it may be denatured by heat or alkali, but the hybridization of target nucleic acids occurs under the hybridization conditions, and the efficiency of hybridization with the nucleic acid probe decreases, so exonuclease III It is better to treat it with a double-strand-specific nuclease as described above to make it single-stranded.

【0018】リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオ
チドで構成された核酸プローブは、16塩基長以上のも
のであれば標的ポリヌクレオチドと結合することが出来
る。デオキシリボヌクレオチド3リン酸とダイデオキシ
ヌクレオチド3リン酸の共存下で核酸合成酵素を反応さ
せると、核酸プローブをプライマとして3′末端に塩基
を付加することができる。ここでデオキシリボヌクレオ
チド3リン酸とダイデオキシヌクレオチド3リン酸を別
の種類の塩基種にしておけば、最初のダイデオキシヌク
レオチド3リン酸結合部位で伸長反応を停止することが
出来る。
A nucleic acid probe composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides can bind to a target polynucleotide as long as it has a length of 16 bases or more. When a nucleic acid synthase is reacted in the coexistence of deoxyribonucleotide triphosphate and dideoxynucleotide triphosphate, a base can be added to the 3'end using the nucleic acid probe as a primer. If deoxyribonucleotide triphosphate and dideoxynucleotide triphosphate are different types of base species, the extension reaction can be stopped at the first dideoxynucleotide triphosphate binding site.

【0019】核酸合成酵素による伸長反応はダイデオキ
シヌクレオチド3リン酸結合部位で100%反応が停止
するとは限らないので、ダイデオキシヌクレオチド3リ
ン酸結合部位の次の3′側塩基部分に相当するデオキシ
ヌクレオチド3リン酸は加えない方が伸長反応を確実に
停止できる。
Since the extension reaction by the nucleic acid synthase does not always stop 100% at the dideoxynucleotide triphosphate binding site, the deoxygenation corresponding to the 3'-side base portion next to the dideoxynucleotide triphosphate binding site is performed. The extension reaction can be reliably stopped without adding nucleotide triphosphate.

【0020】核酸合成酵素による伸長反応を行うときに
Ribonuclease HのようなDNAとRNAのハイブリダイ
ゼーション形成部分のRNA部分を特異的に分解するRN
A分解酵素を用いれば、標的ポリヌクレオチドにハイブ
リダイゼーション条件下で結合した核酸プローブのリボ
ヌクレオチド部分を分解することが出来る。この時、デ
オキシリボヌクレオチド部分即ち標的ポリヌクレオチド
や核酸プローブのデオキシリボヌクレオチド部分や伸長
した部分は分解されない。このため、核酸プローブは
5′末端側が短くなり、3′末端側が長くなる。
When performing an elongation reaction by a nucleic acid synthase
RN that specifically degrades the RNA part of the hybridization-forming part of DNA and RNA like Ribonuclease H
The A-degrading enzyme can be used to degrade the ribonucleotide portion of the nucleic acid probe bound to the target polynucleotide under hybridization conditions. At this time, the deoxyribonucleotide portion, that is, the target polynucleotide, the deoxyribonucleotide portion of the nucleic acid probe, and the extended portion are not decomposed. Therefore, the nucleic acid probe has a shorter length on the 5'end side and a longer length on the 3'end side.

【0021】伸長する長さを2〜5塩基とし、分解され
た核酸プローブの全長を10塩基以下になるようにプロ
ーブを設計すれば、このように短いプローブは標的ポリ
ヌクレオチドとの水素結合を保持出来なくなる。このた
め一連の反応で伸長分解を受けた核酸プローブは標的ポ
リヌクレオチドから遊離し、元の標的ポリヌクレオチド
を再生する。通常、核酸プローブは大過剰存在するの
で、再生した標的ポリヌクレオチドは再度核酸プローブ
と結合し、一連の分解伸長反応が起きる。このサイクル
は核酸プローブが消費しつくされるまで起きるので、分
解伸長した核酸プローブは増幅産生される。
By designing the probe so that the length of extension is 2 to 5 bases and the total length of the decomposed nucleic acid probe is 10 bases or less, such a short probe retains a hydrogen bond with the target polynucleotide. I can't. Therefore, the nucleic acid probe subjected to extensional decomposition in a series of reactions is released from the target polynucleotide and regenerates the original target polynucleotide. Usually, since the nucleic acid probe is present in a large excess, the regenerated target polynucleotide binds to the nucleic acid probe again, and a series of decomposition and extension reactions occur. Since this cycle occurs until the nucleic acid probe is consumed, the decomposed and extended nucleic acid probe is amplified and produced.

【0022】本発明では、核酸プローブの一部に蛍光体
を結合したものを用いるか、蛍光体の結合したダイデオ
キシリボヌクレオチドを用いて伸長反応の際の3′末端
に蛍光体を導入するので、検出は蛍光検出で行うことが
出来る。蛍光体にはフルオレッセイン,テトラメチルロ
ーダミン,ローダミンX,スルホローダミン101等を
用いることが出来る。あるいは、核酸プローブの蛍光体
と3′末端に導入される蛍光体の種類を変えておけば両
蛍光体間のエネルギ移動を利用できるので、片方の蛍光
体を励起して他方の蛍光体の蛍光を検出することが出来
る。このような蛍光体の組合せとしてはフルオレッセイ
ンとスルホローダミン101等の組合せが有効である。
In the present invention, a nucleic acid probe to which a fluorophore is bound is used, or a fluorophore-conjugated dideoxyribonucleotide is used to introduce the fluorophore to the 3'end during the extension reaction. The detection can be performed by fluorescence detection. Fluorescein, tetramethylrhodamine, rhodamine X, sulforhodamine 101 or the like can be used as the fluorescent substance. Alternatively, energy transfer between the two fluorophores can be utilized by changing the types of the fluorophore of the nucleic acid probe and the fluorophore introduced at the 3'end, so that one fluorophore is excited and the fluorescence of the other fluorophore is excited. Can be detected. As a combination of such phosphors, a combination of fluorescein and sulforhodamine 101 is effective.

【0023】標的ポリヌクレオチドに結合して分解伸長
した核酸プローブは分解されていないプローブや伸長す
る前に分解したプローブと塩基長が異なるために電気泳
動を用いて容易に分離検出できる。
Since the nucleic acid probe bound to the target polynucleotide and decomposed and extended has a base length different from that of the undecomposed probe or the probe decomposed before the extension, they can be easily separated and detected by electrophoresis.

【0024】ダイデオキシヌクレオチド三リンがビオチ
ンの結合したものを用いて分解伸長反応で3′末端にビ
オチンを導入したプローブはストレプトアビジン等を固
定した担体で容易に捕捉できる。ビオチンが入らなかっ
たプローブ、即ち、3′末端の伸長が起きなかったプロ
ーブ等は洗浄して除くことが出来るので、担体上の蛍光
を測定することで分解伸長がおきたプローブ量、即ち、
試料中の標的ポリヌクレオチド量を知ることが出来る。
同様に、核酸プローブのデオキシリボヌクレオチド部分
にビオチンが結合したものを用いる場合でも、分解伸長
反応で3′末端に蛍光体が導入されるケースでは担体上
の蛍光強度を測定することで試料中の標的ポリヌクレオ
チド量を知ることが出来る。
A probe in which biotin is introduced at the 3'end by a decomposition extension reaction using a product in which dideoxynucleotide triphosphorus is bound to biotin can be easily captured by a carrier having streptavidin or the like immobilized thereon. The probe without biotin, that is, the probe with no extension at the 3'end, can be removed by washing, and the amount of probe with decomposition and extension by measuring the fluorescence on the carrier, that is,
The amount of target polynucleotide in the sample can be known.
Similarly, even when using a nucleic acid probe in which biotin is bound to the deoxyribonucleotide portion, in the case where a fluorophore is introduced at the 3'end in the decomposition extension reaction, the fluorescence intensity on the carrier is measured to measure the target in the sample. The amount of polynucleotide can be known.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

(実施例1)核酸プローブを一定温度の酵素反応で増幅
する本発明について説明する。本発明でのDNAプロー
ブの構造を図1に記した。図中の標識体にはスルホロー
ダミン101蛍光体を用いたが、他の蛍光色素でも可能
である。
(Example 1) The present invention in which a nucleic acid probe is amplified by an enzymatic reaction at a constant temperature will be described. The structure of the DNA probe of the present invention is shown in FIG. Although the sulforhodamine 101 fluorescent substance was used as the labeled substance in the figure, other fluorescent dyes are also possible.

【0026】各プローブの基本的な動作を図2ないし図
4を用いて説明する。第1の例は図2に示す様に、試料
に一本鎖DNA101とこれに相補的な塩基配列を持つ
図1(a)に記載の核酸プローブ1を用いる。核酸プロ
ーブ1は5′末端に10塩基長のデオキシリボヌクレオ
チド部分11があり、その3′側に8塩基長のリボヌク
レオチド12が続き、5′末端側が6塩基長のデオキシ
リボヌクレオチド部分13からなる全長24塩基長のハ
イブリッドオリゴヌクレオチドである。デオキシリボヌ
クレオチド部分13の5′から4番目の塩基にはスルホ
ローダミン101蛍光体が結合している。
The basic operation of each probe will be described with reference to FIGS. In the first example, as shown in FIG. 2, the nucleic acid probe 1 shown in FIG. 1 (a) having a single-stranded DNA 101 and a base sequence complementary thereto is used as a sample. The nucleic acid probe 1 has a deoxyribonucleotide moiety 11 having a length of 10 bases at the 5 ′ end, a ribonucleotide 12 having a length of 8 bases at the 3 ′ side, and a deoxyribonucleotide moiety 13 having a length of 6 bases at the 5 ′ end has a total length of 24. It is a hybrid oligonucleotide having a base length. A sulforhodamine 101 fluorophore is bound to the 5th to 4th bases of the deoxyribonucleotide moiety 13.

【0027】図2のように、試料DNA101と核酸プ
ローブ1を37℃で混合すると両者は相補的な配列を持
っているためにハイブリダイズし、102のような複合
体を形成する。ここで、二種のデオキシリボヌクレオチ
ド三燐酸103,104とダイデオキシリボヌクレオチ
ド三燐酸105とDNAポリメラーゼであるシーケネー
ス(東洋紡績株式会社製)107とRNA分解酵素であ
るRNase H(宝酒造株式会社製)106を共存させてお
く。
As shown in FIG. 2, when the sample DNA 101 and the nucleic acid probe 1 are mixed at 37 ° C., they hybridize because they have complementary sequences and form a complex such as 102. Here, two kinds of deoxyribonucleotide triphosphates 103 and 104, dideoxyribonucleotide triphosphate 105, Sequenase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) 107, which is a DNA polymerase, and RNase H (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) 106, which is an RNA degrading enzyme, are used. Let it coexist.

【0028】試料DNA101に結合した核酸プローブ
1の3′末端にはシーケネースによりデオキシリボヌク
レオチド三燐酸が3塩基長分伸長した後、ダイデオキシ
リボヌクレオチド三燐酸が結合し反応が停止する。ま
た、試料DNA101に結合した核酸プローブ1のリボ
ヌクレオチド部分はRNase H により分解される。伸長と
分解を受けたプローブは約10塩基長になる。ここで、
伸長反応が起きる前にRNase H による分解を受けた核酸
プローブは6塩基長になるので試料DNA101から遊離
してしまうので、その後の伸長反応は起きない。このよ
うに伸長反応が起きずに分解を受けたものは6塩基長
で、伸長反応を受けた後に分解したフラグメント108
は10塩基長であるので両者は電気泳動的に分離するこ
とが出来る。
At the 3'end of the nucleic acid probe 1 bound to the sample DNA 101, deoxyribonucleotide triphosphate is extended by 3 bases by the sequence, and then dideoxyribonucleotide triphosphate binds to stop the reaction. Also, the ribonucleotide portion of the nucleic acid probe 1 bound to the sample DNA 101 is decomposed by RNase H. The probe that has undergone extension and decomposition becomes about 10 bases long. here,
Since the nucleic acid probe that has been decomposed by RNase H before the extension reaction has a length of 6 bases and is released from the sample DNA 101, the subsequent extension reaction does not occur. As described above, the fragment which was decomposed without the elongation reaction was 6 bases long, and the fragment 108 which was decomposed after the elongation reaction was decomposed.
Has a length of 10 bases, so both can be electrophoretically separated.

【0029】伸長反応と分解を受けて10塩基長になっ
たフラグメント108は37℃では試料DNA101か
ら遊離し、元の試料DNA101を再生する。再生した
試料DNA101は、再度、核酸プローブ1と結合し、
伸長分解の一連のサイクルを繰り返す。
The fragment 108 having a length of 10 bases due to the elongation reaction and decomposition is released from the sample DNA 101 at 37 ° C. to regenerate the original sample DNA 101. The regenerated sample DNA 101 binds to the nucleic acid probe 1 again,
Repeat a series of elongation and degradation cycles.

【0030】実際に、1×10~18mol の標的DNA1
01と1×10~13mol の核酸プローブ1をデオキシリ
ボヌクレオチド三燐酸であるdTとdCとダイデオキシ
リボヌクレオチド三燐酸ddG共存下で1ユニットのシ
ーケネースと1ユニットのRNase H を37℃30分間反
応させた。反応液を95℃2分間加熱し、反応を停止し
た後、電気泳動で分離分析した。電気泳動には日立WS
Q−3000型DANシーケンサの励起用レーザをHe/
Neレーザ(633nm)に変え、更に、集光効率を上
げるために電気泳動版にシリンドリカルレンズを貼付て
高感度検出できるように改造して用いた。
Actually, 1 × 10 to 18 mol of target DNA1
01 and 1 × 10 to 13 mol of the nucleic acid probe 1 were reacted with 1 unit of Sequenase and 1 unit of RNase H at 37 ° C. for 30 minutes in the presence of deoxyribonucleotide triphosphates dT and dC and dideoxyribonucleotide triphosphate ddG. . The reaction solution was heated at 95 ° C. for 2 minutes to stop the reaction, and then separated and analyzed by electrophoresis. Hitachi WS for electrophoresis
The laser for pumping the Q-3000 type DAN sequencer is He /
The laser was changed to a Ne laser (633 nm), and a cylindrical lens was attached to the electrophoretic plate to improve the light collection efficiency, and the electrophoretic plate was modified so that it could be detected with high sensitivity.

【0031】その結果、伸長反応を受けた後に分解した
フラグメントが未反応のプローブや伸長反応を受ける前
に分解されたフラグメントと分離して検出できた。検出
された全ての蛍光ピークの強度総和と伸長反応を受けた
後に分解したフラグメントのピークの強度の比から伸長
反応を受けた後に分解したフラグメント量を計算したと
ころ、標的DNAに対し約200倍のフラグメントが生
成していた。このことから本実施例を用いれば、一定温
度の酵素反応で核酸プローブの増幅を起こすことができ
ることが確認された。
As a result, the fragment decomposed after the extension reaction could be detected separately from the unreacted probe and the fragment decomposed before the extension reaction. From the ratio of the sum of the intensities of all the detected fluorescence peaks and the intensities of the peaks of the fragments decomposed after the extension reaction, the amount of the fragments decomposed after the extension reaction was calculated to be about 200 times that of the target DNA. A fragment was being generated. From this, it was confirmed that the nucleic acid probe can be amplified by an enzyme reaction at a constant temperature by using this example.

【0032】本実施例では核酸プローブに図1の(a)
の構造のものを用いたが、図1の(d)のように、リボ
ヌクレオチド43が複数部位ある核酸プローブ4でも、
同様な結果を得ることが出来る。
In this embodiment, the nucleic acid probe is shown in FIG.
Although the one having the structure of was used, the nucleic acid probe 4 having a plurality of ribonucleotides 43 as shown in (d) of FIG.
Similar results can be obtained.

【0033】(実施例2)本実施例では図1(b)に記
載の核酸プローブ2を用いる。核酸プローブ2は5′末
端に10塩基長のデオキシリボヌクレオチド部分21が
あり、その3′側に8塩基長のリボヌクレオチド22が
続き、5′末端側が6塩基長のデオキシリボヌクレオチ
ド部分23からなる全長24塩基長のハイブリッドオリ
ゴヌクレオチドである。蛍光体は結合していない。
Example 2 In this example, the nucleic acid probe 2 shown in FIG. 1 (b) is used. The nucleic acid probe 2 has a deoxyribonucleotide moiety 21 having a length of 10 bases at the 5 ′ end, a ribonucleotide 22 having a length of 8 bases at the 3 ′ side, and a deoxyribonucleotide moiety 23 having a length of 6 bases at the 5 ′ end has a total length of 24. It is a hybrid oligonucleotide having a base length. The fluorophore is not bound.

【0034】図3のように、試料DNA101と核酸プ
ローブ1を37℃で混合すると両者は相補的な配列を持
っているためにハイブリダイズし、202のような複合
体を形成する。ここで、二種のデオキシリボヌクレオチ
ド三燐酸103,104と蛍光標識ダイデオキシリボヌ
クレオチド三燐酸205とDNAポリメラーゼであるシ
ーケネース(東洋紡績株式会社製)107とRNA分解
酵素であるRNase H(宝酒造株式会社製)106を共存
させておく。蛍光標識にはスルホローダミン101蛍光
体を用いた。試料DNA101に結合した核酸プローブ
2の3′末端にはシーケネースによりデオキシリボヌク
レオチド三燐酸が3塩基長分伸長した後、蛍光標識ダイ
デオキシリボヌクレオチド三燐酸205が結合し、反応
が停止する。また、試料DNA101に結合した核酸プ
ローブ2のリボヌクレオチド部分22はRNase H により
分解される。
As shown in FIG. 3, when the sample DNA 101 and the nucleic acid probe 1 are mixed at 37 ° C., they hybridize because they have complementary sequences and form a complex such as 202. Here, two kinds of deoxyribonucleotide triphosphates 103 and 104, fluorescently labeled dideoxyribonucleotide triphosphate 205, Sequenase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) 107 which is a DNA polymerase, and RNase H (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) which is an RNA degrading enzyme. 106 coexist. A sulforhodamine 101 fluorescent substance was used for the fluorescent label. Deoxyribonucleotide triphosphates are extended by 3 nucleotides at the 3'end of the nucleic acid probe 2 bound to the sample DNA 101 by the sequence, and then fluorescence labeled dideoxyribonucleotide triphosphate 205 is bound, and the reaction is stopped. In addition, the ribonucleotide portion 22 of the nucleic acid probe 2 bound to the sample DNA 101 is decomposed by RNase H.

【0035】伸長と分解を受けたプローブは約10塩基
長になる。実施例1と同様に、伸長と分解を受けたプロ
ーブ208は試料DNA101から遊離して元の試料D
NA101を再生する。再生した試料DNA101は再
度核酸プローブ2と結合し、伸長分解の一連のサイクル
を繰り返す。
The probe that has undergone extension and decomposition has a length of about 10 bases. As in Example 1, the probe 208 that has undergone extension and decomposition is released from the sample DNA 101, and the original sample D is released.
Play NA101. The regenerated sample DNA 101 is bound to the nucleic acid probe 2 again, and a series of elongation and decomposition cycles are repeated.

【0036】実施例1と同様に、1×10~18molの標的
DNA101と1×10~13molの核酸プローブ2をデオ
キシリボヌクレオチド三燐酸であるdTとdCと蛍光標
識ダイデオキシリボヌクレオチド三燐酸ddG共存下で
1ユニットのシーケネースと1ユニットのRNase H を3
7℃30分間反応させた。反応液を95℃で2分間加熱
し、反応を停止した後、後の電気泳動分析の妨害になら
ない程度にゲル濾過を行い、未反応の蛍光標識ダイデオ
キシリボヌクレオチド三燐酸を大まかに取り除く。続い
て電気泳動で分離分析した。
As in Example 1, 1 × 10 to 18 mol of the target DNA 101 and 1 × 10 to 13 mol of the nucleic acid probe 2 were coexisted with deoxyribonucleotide triphosphates dT and dC and fluorescence labeled dideoxyribonucleotide triphosphate ddG. Below 1 unit of Sequenace and 1 unit of RNase H
The reaction was carried out at 7 ° C for 30 minutes. After the reaction solution is heated at 95 ° C. for 2 minutes to stop the reaction, gel filtration is performed to such an extent that it does not interfere with the subsequent electrophoretic analysis to roughly remove the unreacted fluorescence-labeled dideoxyribonucleotide triphosphate. Subsequently, they were separated and analyzed by electrophoresis.

【0037】その結果、実施例1と同様に、伸長反応を
受けた後に分解したフラグメントが未反応のプローブや
伸長反応を受ける前に分解されたフラグメントと分離し
て検出できた。本実施例では一連の反応で3′末端に蛍
光体が取り込まれたものを検出することで、標的ポリヌ
クレオチドに対する選択性を上げる効果がある。
As a result, as in Example 1, the fragment decomposed after the extension reaction could be detected separately from the unreacted probe and the fragment decomposed before the extension reaction. In this example, detection of a fluorescent substance incorporated at the 3'end in a series of reactions has the effect of increasing the selectivity for the target polynucleotide.

【0038】本実施例では、核酸プローブ2を用いた
が、図1(c)の核酸プローブ3のように、ビオチン3
4が結合したものを用いることもできる。
Although the nucleic acid probe 2 was used in this example, biotin 3 was used as in the nucleic acid probe 3 of FIG. 1 (c).
It is also possible to use those in which 4 is linked.

【0039】この場合、上記手法と同様の操作で、3′
末端にデオキシリボヌクレオチド3リン酸を3塩基長分
伸長した後、蛍光標識ダイデオキシリボヌクレオチド3
リン酸を結合させる。同時にRNase H でリボヌクレオチ
ド部分32を分解し、分解伸長フラグメントを得る。
In this case, 3 '
Deoxyribonucleotide 3 phosphate was extended to the end by a length of 3 bases, and then fluorescently labeled dideoxyribonucleotide 3
Binds phosphoric acid. At the same time, the ribonucleotide moiety 32 is decomposed with RNase H to obtain a decomposed extension fragment.

【0040】続いて、反応液を電気泳動で分離し、電気
泳動担体ゲルから溶出してくる分解伸長フラグメントを
含むフラクションをストレプトアジピンを固定したマイ
クロプレートに分集する。
Subsequently, the reaction solution is separated by electrophoresis, and the fraction containing the decomposed and extended fragments eluted from the electrophoresis carrier gel is collected on a microplate on which streptadipine is immobilized.

【0041】この操作で、ビオチンの結合したフラグメ
ントはマイクロプレートに結合する。この時点で、電気
泳動で分離不十分のために残されている未反応の蛍光標
識ダイエオキシリボヌクレオチドは分離除去される。マ
イクロプレート表面に結合した蛍光体由来の蛍光を測定
することで、上記実施例1と同様の結果を得ることがで
きた。
By this operation, the biotin-bound fragment is bound to the microplate. At this point, unreacted fluorescently labeled dieoxyribonucleotides left due to insufficient separation by electrophoresis are separated and removed. By measuring the fluorescence derived from the fluorescent substance bound to the surface of the microplate, the same result as in Example 1 could be obtained.

【0042】(実施例3)本実施例ではスルホローダミ
ン101を蛍光標識した核酸プローブ1とスルホローダ
ミン101を結合した蛍光標識ダイデオキシリボヌクレ
オチド三燐酸を用いてエネルギ移動で標的ポリヌクレオ
チドを検出する例について述べる。
Example 3 In this example, a nucleic acid probe 1 fluorescently labeled with sulforhodamine 101 and a fluorescently labeled dideoxyribonucleotide triphosphate bound with sulforhodamine 101 are used to detect a target polynucleotide by energy transfer. Describe.

【0043】実施例1及び2と同様に図4のように、試
料DNA101と核酸プローブ1をハイブリダイズさ
せ、102のような複合体を形成する。一連の反応で
3′末端は3塩基長分伸長した後、蛍光標識ダイデオキ
シリボヌクレオチド三燐酸が結合し反応が停止する。ま
た、核酸プローブのリボヌクレオチド部分はRNase H に
より分解される。伸長と分解を受けたプローブは約10
塩基長になり、二種の蛍光体の結合した伸長と分解を受
けたプローブ208が得られる。実施例1と同様に、伸
長と分解を受けたプローブは試料DNAから遊離して元
の試料DNA101を再生する。再生した試料DNA
は、再度、核酸プローブと結合し、伸長分解の一連のサ
イクルを繰り返す。
Similar to Examples 1 and 2, as shown in FIG. 4, the sample DNA 101 and the nucleic acid probe 1 are hybridized to form a complex such as 102. In a series of reactions, the 3'end is extended by a length of 3 bases, and then fluorescence-labeled dideoxyribonucleotide triphosphate binds to stop the reaction. Further, the ribonucleotide portion of the nucleic acid probe is decomposed by RNase H. About 10 probes were extended and degraded
A probe 208 having a base length and subjected to extension and decomposition in which two kinds of fluorophores are bound is obtained. As in Example 1, the probe that has undergone extension and decomposition is released from the sample DNA and regenerates the original sample DNA 101. Regenerated sample DNA
Binds again with the nucleic acid probe and repeats a series of cycles of elongation and degradation.

【0044】実施例1と同様に、1×10~18mol の標
的DNA101と1×10~13mol の核酸プローブ1を
デオキシリボヌクレオチド三燐酸であるdTとdCと蛍
光標識ダイデオキシリボヌクレオチド三燐酸ddG共存
下で1ユニットのシーケネースと1ユニットのRNase H
を37℃30分間反応させた。反応液を95℃2分間加
熱し反応を停止した後、電気泳動で分離分析した。電気
泳動には日立WSQ−3000型DANシーケンサを用
いた。レーザは488nmのアルゴンレーザを用いた。
検出には605nmないし640nmのバンドパスフィ
ルタを用いてスルホローダミン101由来の蛍光を検出
した。
In the same manner as in Example 1, 1 × 10 to 18 mol of the target DNA 101 and 1 × 10 to 13 mol of the nucleic acid probe 1 were coexisted with deoxyribonucleotide triphosphates dT and dC and fluorescence labeled dideoxyribonucleotide triphosphate ddG. Below 1 unit of Sequenace and 1 unit of RNase H
Was reacted at 37 ° C for 30 minutes. The reaction solution was heated at 95 ° C. for 2 minutes to stop the reaction, and then separated and analyzed by electrophoresis. A Hitachi WSQ-3000 type DAN sequencer was used for the electrophoresis. The laser used was a 488 nm argon laser.
Fluorescence derived from sulforhodamine 101 was detected using a bandpass filter of 605 nm to 640 nm for detection.

【0045】その結果、伸長反応を受けた後に分解した
フラグメントが未反応のプローブや伸長反応を受ける前
に分解されたフラグメントと分離して検出できた。蛍光
強度より増幅した分解伸長フラグメント量を求めると標
的DNAに対し約100倍の分解伸長フラグメントが増
幅して得られることがわかった。
As a result, the fragment decomposed after the extension reaction could be detected separately from the unreacted probe and the fragment decomposed before the extension reaction. When the amount of the decomposed and extended fragment amplified was determined from the fluorescence intensity, it was found that the decomposed and extended fragment was amplified about 100 times the target DNA.

【0046】本実施例では二種の蛍光体が取り込まれた
フラグメントをエネルギ移動を用いて検出するので、反
応生成物以外の電気泳動分離ピークの影響を抑えること
ができるので、実施例2のような反応後のゲル濾過がい
らなくなり、より検出が容易になる利点がある。
In this example, since the fragments into which the two kinds of fluorescent substances are incorporated are detected by using energy transfer, it is possible to suppress the influence of the electrophoretic separation peaks other than the reaction products. Since there is no need for gel filtration after such a reaction, there is an advantage that detection becomes easier.

【0047】(実施例4)図5に示すように、ビオチン
結合ダイデオキシリボヌクレオチド三燐酸408を用い
て蛍光標識プローブ1を他の実施例と同様な反応を行い
分解伸長し、3′末端にビオチンを導入した分解伸長フ
ラグメント418を得る。反応液をストレプトアビジン
410の結合したマイクロプレート411に移し、30
分間撹拌する。この工程で、ビオチンを導入した分解伸
長フラグメント409がマイクロプレート表面に捕捉さ
れる。十分洗浄した後に、マイクロプレート表面に結合
した蛍光体由来の蛍光を測定する。この方法を用いても
他の実施例と同様に1×10~18molの標的DNAを測定
できた。検出された蛍光強度から標的DNAに対し約8
0倍の分解伸長フラグメントが増幅して得られることが
わかった。
(Example 4) As shown in FIG. 5, the fluorescent labeled probe 1 was decomposed and extended by using biotin-conjugated dideoxyribonucleotide triphosphate 408 in the same manner as in the other examples, and biotin was added to the 3'end. A digested extension fragment 418 introduced with is obtained. The reaction solution was transferred to a microplate 411 having streptavidin 410 bound thereto, and
Stir for minutes. In this step, the biotin-introduced degradation extension fragment 409 is captured on the surface of the microplate. After thorough washing, the fluorescence derived from the fluorophore bound to the surface of the microplate is measured. Using this method, 1 × 10 to 18 mol of target DNA could be measured as in the other examples. Approximately 8 for target DNA from detected fluorescence intensity
It was found that a 0-fold degraded extension fragment was obtained by amplification.

【0048】[0048]

【発明の効果】極微量存在する標的DNAを検出する核
酸プローブがリボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオ
チドで構成されたものを用い、デオキシリボヌクレオチ
ド3リン酸とデオキシリボヌクレオチド3リン酸とは異
なる塩基種のダイデオキシヌクレオチド3リン酸共存下
でRNA分解酵素と核酸合成酵素を反応させることで
3′末端を一定塩基長伸長させ、リボヌクレオチド部分
を切断する方法を用いれば、一連の反応で生成した分解
伸長フラグメントとして増幅できる。この反応は、一定
の温度で行える利点がある。標的DNAを分解伸長フラ
グメントとして増幅できるので、標的DNAを高感度に
検出できる。
EFFECTS OF THE INVENTION A nucleic acid probe for detecting a very small amount of target DNA, which is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides, is used, and deoxyribonucleotide triphosphates and dideoxynucleotides of different base species from deoxyribonucleotide triphosphates are used. If RNA degrading enzyme and nucleic acid synthesizing enzyme are allowed to react in the presence of triphosphate to extend the 3'end by a certain base length and the ribonucleotide portion is cleaved, it is amplified as a degradable extended fragment generated in a series of reactions. it can. This reaction has the advantage that it can be carried out at a constant temperature. Since the target DNA can be amplified as a degradation extension fragment, the target DNA can be detected with high sensitivity.

【0049】また、核酸プローブ内とダイデオキシヌク
レオチド3リン酸で伸長した末端に蛍光体を導入する方
法を組み合わせることで、種類の違う二種の蛍光体を導
入し、エネルギ移動を用いて検出することで、より容易
に分解伸長したフラグメントを検出できる。また、ビオ
チン化ダイデオキシヌクレオチド3リン酸を用いてプロ
ーブの3′末端にビオチンを導入することで、未反応プ
ローブ等を容易に除ける方法を用いることでより装置化
に適した方法にすることができる。
In addition, by combining the method of introducing a fluorophore into the nucleic acid probe and the terminal extended with dideoxynucleotide triphosphate, two kinds of fluorophores of different types are introduced and detection is performed by energy transfer. By doing so, the fragment that has been decomposed and extended can be detected more easily. In addition, by introducing biotin into the 3 ′ end of the probe using biotinylated dideoxynucleotide triphosphate, a method that can easily remove the unreacted probe and the like can be used to make the method more suitable for apparatus. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】核酸プローブの説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a nucleic acid probe.

【図2】本発明の反応の一実施例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of the reaction of the present invention.

【図3】本発明の反応の第二の実施例の説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a second embodiment of the reaction of the present invention.

【図4】本発明の反応の第三の実施例の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a third embodiment of the reaction of the present invention.

【図5】本発明の反応の第四の実施例の説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a fourth embodiment of the reaction of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,13,21,23,31,33,41,42,4
4…デオキシリボヌクレオチド部分、12,22,3
2,43…リボヌクレオチド部分、14…蛍光体、34
…ビオチン。
11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 42, 4
4 ... Deoxyribonucleotide moiety, 12, 22, 3
2, 43 ... Ribonucleotide moiety, 14 ... Fluorophore, 34
… Biotin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古山 宏子 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroko Furuyama 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】標的となるポリヌクレオチドの特定部位の
塩基配列と相補的な配列を有する核酸プローブがリボヌ
クレオチドとデオキシリボヌクレオチドで構成されたも
ので、デオキシリボヌクレオチドの少なくとも一ヵ所に
標識物が結合したものを用い、核酸プローブを標的ポリ
ヌクレオチドにハイブリッド形成条件下で結合させ、少
なくとも一種のデオキシリボヌクレオチド3リン酸とデ
オキシリボヌクレオチド3リン酸とは異なる塩基種のダ
イデオキシヌクレオチド3リン酸の共存下でRNA分解
酵素と核酸合成酵素を反応させ、3′末端を一定塩基長
伸長させ、リボヌクレオチド部分を切断し、一定長にな
った標識デオキシリボヌクレオチドの生成量から標的ポ
リヌクレオチドの検出を行うことを特徴とするポリヌク
レオチドの検出方法。
1. A nucleic acid probe having a sequence complementary to a base sequence at a specific site of a target polynucleotide is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides, and a label is bound to at least one position of the deoxyribonucleotides. RNA in the presence of at least one kind of deoxyribonucleotide triphosphate and dideoxynucleotide triphosphate having a base species different from that of deoxyribonucleotide triphosphate by binding a nucleic acid probe to a target polynucleotide under hybridization conditions. The method comprises reacting a degrading enzyme with a nucleic acid synthase to extend the 3 ′ end by a certain base length, cleaving the ribonucleotide portion, and detecting the target polynucleotide from the amount of labeled deoxyribonucleotide produced having a certain length. Method for detecting polynucleotide .
【請求項2】標的となるポリヌクレオチドの特定部位の
塩基配列と相補的な配列を有する核酸プローブがリボヌ
クレオチドとデオキシリボヌクレオチドで構成されたも
ので、核酸プローブを標的ポリヌクレオチドにハイブリ
ッド形成条件下で結合させ、少なくとも一種のデオキシ
リボヌクレオチド3リン酸とデオキシリボヌクレオチド
3リン酸とは異なる塩基種の標識ダイデオキシヌクレオ
チド3リン酸の共存下でRNA分解酵素と核酸合成酵素
を反応させ、3′末端を一定塩基長伸長させ、リボヌク
レオチド部分を切断し、一定長になった3′末端標識デ
オキシリボヌクレオチドの生成量から標的ポリヌクレオ
チドの検出を行うことを特徴とするポリヌクレオチドの
検出方法。
2. A nucleic acid probe having a sequence complementary to the base sequence at a specific site of a target polynucleotide is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides, and the nucleic acid probe is hybridized to the target polynucleotide under conditions for hybridization. After binding, at least one kind of deoxyribonucleotide triphosphate and a labeled dideoxynucleotide triphosphate of a base species different from deoxyribonucleotide triphosphate are allowed to react with an RNA degrading enzyme and a nucleic acid synthase in the presence of a constant 3'end. A method for detecting a polynucleotide, which comprises extending the base length, cleaving the ribonucleotide portion, and detecting the target polynucleotide from the production amount of the 3'-end-labeled deoxyribonucleotide having a constant length.
【請求項3】請求項1において、ダイデオキシヌクレオ
チド三リンが標識体の結合したものであるポリヌクレオ
チドの検出方法。
3. The method for detecting a polynucleotide according to claim 1, wherein the dideoxynucleotide triphosphorus is bound to a label.
【請求項4】請求項1において、ダイデオキシヌクレオ
チド三リンがビオチンの結合したもので、一定長になっ
た3′末端ビオチン化デオキシリボヌクレオチドをアビ
ジンあるいはストレプトアビジンを固定した担体を用い
て分離する工程を設けたポリヌクレオチドの検出方法。
4. The process according to claim 1, wherein the 3'-terminal biotinylated deoxyribonucleotide, which has a fixed length and is composed of dideoxynucleotide triphosphorus bound with biotin, is separated using a carrier on which avidin or streptavidin is immobilized. A method for detecting a polynucleotide provided with.
【請求項5】請求項2において、核酸プローブがリボヌ
クレオチドとデオキシリボヌクレオチドで構成されたも
ので、デオキシリボヌクレオチドの少なくとも一ヵ所に
ビオチンが結合したものを用い、一定長になったビオチ
ン化デオキシリボヌクレオチドをアビジンあるいはスト
レプトアビジンを固定した担体を用いて分離する工程を
設けたポリヌクレオチドの検出方法。
5. The method according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is composed of ribonucleotides and deoxyribonucleotides and biotin is bound to at least one position of the deoxyribonucleotides to obtain biotinylated deoxyribonucleotides having a constant length. A method for detecting a polynucleotide, which comprises a step of separating using a carrier on which avidin or streptavidin is immobilized.
【請求項6】請求項1,2,3,4または5において、
標識物が蛍光体であるポリヌクレオチドの検出方法。
6. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
A method for detecting a polynucleotide in which the labeled substance is a fluorophore.
【請求項7】請求項3において、核酸プローブの標識物
と標識ダイデオキシヌクレオチド3リン酸の標識物がそ
れぞれ異なる蛍光体で、前記二種の蛍光体はエネルギ移
動を起こすものであるポリヌクレオチドの検出方法。
7. The polynucleotide according to claim 3, wherein the labeled product of the nucleic acid probe and the labeled product of labeled dideoxynucleotide triphosphate are different fluorophores, and the two types of fluorophores are polynucleotides that cause energy transfer. Detection method.
【請求項8】請求項1,2,3,4,5,6または7に
おいて、3′末端のデオキシリボヌクレオチド部分が3
ないし7塩基長で、その5′末端側の少なくとも一ヵ所
にリボヌクレオチド部分を持つ構造で、3′末端側に伸
長する塩基長が3ないし7塩基長であるポリヌクレオチ
ドの検出方法。
8. The deoxyribonucleotide moiety at the 3'-end according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7,
A method for detecting a polynucleotide having a structure of 1 to 7 bases, a structure having a ribonucleotide moiety at at least one position on the 5'end side thereof, and a base length extending to the 3'end side being 3 to 7 bases.
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