JP4639629B2 - 偽陽性を低減可能なリボ核酸増幅試薬組成、およびそれを用いたリボ核酸の増幅方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は以下のような構成からなる。
(a)DNA分解活性を有する酵素により試料に含まれるデオキシリボ核酸を分解し、
(b)逆転写活性を有する酵素により試料に含まれるリボ核酸をデオキシリボ核酸に変換し、
(c)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により標的RNAに相補的なデオキシリボ核酸を増幅するための成分を含有する試薬組成。
(a)DNA分解活性を有する酵素により試料に含まれるデオキシリボ核酸を分解し、
(b)逆転写活性を有する酵素により試料に含まれるリボ核酸をデオキシリボ核酸に変換し、
(c)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により標的RNAに相補的なデオキシリボ核酸を増幅することから成る方法。
さらに、(d)RNアーゼ阻害剤、(e)核酸増幅用プライマー、(f)dNTP、(g)反応バッファー、(h)リボ核酸含有試料などを含むことができる。
なお、(b)逆転写活性を有する酵素および(c)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素については逆転写活性を有するDNAポリメラーゼによる代替も可能であり、このような性質の酵素としてはTth DNAポリメラーゼが最も代表的である。
(g)反応バッファーについては、本発明のリボ核酸増幅試薬に含まれる酵素の能力を最大限に発揮する目的で、緩衝液や金属塩の濃度、溶液のpHなどが適宜選択され得る。
これらは、組み合わせる酵素により、最適な範囲は異なるが、例えば実施例で示したDNaseI(ロシュ製)、M−MLV由来逆転写酵素RNaseH活性除去変異体(東洋紡績製)、熱安定性DNAポリメラーゼKOD Dash(東洋紡績製)の組み合わせの場合では、pHは室温下で測定した場合に6.5〜9.5、さらには室温下で測定した場合に8.0〜9.0が好ましく、Mg濃度は1.0mM〜5.0mM、さらには1.5〜4.0mMが好ましい。
また、酵素の安定性を高める目的で、該試薬にウシ血清アルブミンなどの添加剤を適宜混合しても良い。
マンガンイオンの含有量はさらに好ましくは0.5mM以下であり、特に好ましくは0.1mM以下であり、 最も好ましくは実質的に含有されないことである。実質的に含有されないとは、非特異的な増幅やスメア状の増幅を引き起こしやすくなる、または核酸を増幅する効率が低下するなどの不具合を生じない量以下である。
本発明のリボ核酸増幅試薬組成における偽陽性低減効果の確認
(1)試料の調製
HeLa細胞よりRNAおよびDNAをそれぞれ抽出した。該核酸を1%アガロースゲルにて電気泳動し、エチジウムブロマイド染色した後、紫外線照射下での蛍光を検出した。このとき核酸抽出に用いた細胞数および電気泳動に用いた核酸の量を表1に示し、該電気泳動によって得られた写真を図1に示す。なお、図1のレーン番号は表1のサンプル番号に対応する。電気泳動の条件は、定電圧100V、30分間にて行った。反応液の他に分子量マーカーも同時に泳動し、検出されたDNA断片の鎖長を比較する際の参考とした。操作方法ならびに他の条件は、マニアティス(Maniatis)らのモレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)(1982年)に記載の技法に従った。
表1におけるサンプル番号1〜4の核酸について、それぞれ電気泳動に用いた量を試料としてG3PDH遺伝子を標的リボ核酸とする増幅反応を行った。反応液組成は、DNaseI(ロシュ製)500単位/ml、M−MLV由来逆転写酵素RNaseH活性除去変異体(東洋紡績製)500単位/ml、熱安定性DNAポリメラーゼKOD Dash(東洋紡績製)25単位/ml、RNアーゼ阻害剤(東洋紡績製)500単位/ml、G3PDHプライマーセット(東洋紡績製)各200nM、dATPおよびdGTPおよびdCTPおよびdTTPを各0.4mM、および1倍濃度の増幅用緩衝液(東洋紡績製、室温下で測定した場合のpHが8.6のトリス緩衝液および3.7mMのMgを含む)である。 また、Mnイオンの添加は行われていない。ただし、本検討におけるDNaseIおよびM−MLV由来逆転写酵素RNaseH活性除去変異体の有効性を確認する目的で、表2に示すように一部の酵素を添加しない反応液も用意した。実際の使用にあたっては、反応液に試料溶液を添加し、反応液量を50μlとして、以下の反応に供した。反応条件は以下の通りである:
逆転写反応 42℃、20分
PCR反応 熱変性 :98℃、10秒
アニーリング:60℃、2秒
伸長反応 :74℃、30秒
図1(および表1)のサンプル番号1〜3より明らかなように、細胞試料によっては、抽出したリボ核酸(RNA)に大量のデオキシリボ核酸(DNA)が混入することがある。図1のサンプル番号4に対照として電気泳動した抽出DNAと比較すると、例えば図1のサンプル番号2の抽出RNAに混入しているDNAは試料とした細胞の10%前後に相当する量に及ぶ。DNAとRNAは化学的に極めて類似した物質であるため、このように特に両核酸を含有する生体細胞などを試料とする場合では、抽出RNAからDNAを完全に排除することは極めて困難である。同様に図1のサンプル番号4に電気泳動した抽出DNAにも、電気泳動で検出できない量のRNAが混入していることが予想される。
既存のリボ核酸増幅試薬組成との増幅効率の比較
(1)試料の調製
実施例1においてHeLa細胞より抽出したRNA溶液(図1におけるサンプル番号1)を10倍ずつ希釈した段階希釈液を調製し、試料とした。
I.本発明のリボ核酸増幅試薬組成による増幅
実施例1と同様の方法により、表3に示す試料についてそれぞれG3PDH遺伝子を標的リボ核酸とする増幅反応を行った。
表3に示す試料にそれぞれDNaseI(ロシュ製)500単位/mlを添加し、4℃で15分間反応させ、試料に含まれるDNAを分解した。反応後の溶液を99℃で10分間加熱してDNaseIを失活させた後、該溶液にM−MLV由来逆転写酵素RNaseH活性除去変異体(東洋紡績製)500単位/ml、RNアーゼ阻害剤(東洋紡績製)500単位/ml、G3PDHプライマーセット(東洋紡績製)各200nM、dATPおよびdGTPおよびdCTPおよびdTTPを各0.4mM、および1倍濃度の増幅用緩衝液(東洋紡績製)を添加し、42℃で20分間反応させ、逆転写反応を行った。反応後の溶液を99℃で10分間加熱して逆転写酵素を失活させた後、熱安定性DNAポリメラーゼKOD Dash(東洋紡績製)25単位/mlを添加し、増幅反応を行った。増幅反応の条件は以下の通りである:
アニーリング:60℃、2秒
伸長反応: 74℃、30秒
図3(および表3)のサンプル番号1〜3より明らかなように、本発明のリボ核酸増幅試薬組成によって1工程でリボ核酸を増幅させた場合(サンプル番号1〜7)および従来のリボ核酸増幅試薬組成によって3工程でリボ核酸を増幅させた場合(サンプル番号8〜14)について、増幅効率は同様であった。すなわち、本発明のリボ核酸増幅試薬組成では従来の方法と同様の増幅効率を実現しながら、増幅に必要な作業工程数を大幅に短縮することが可能である。また、該工程数の短縮は単に手間が軽減されるだけでなく、研究や診断の現場において大きな問題となっている、増幅反応の途中で容器の蓋を開閉することによるコンタミネーションの予防策としても重要な効果である。
Claims (9)
- DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素、並びに逆転写活性およびDNAポリメラーゼ活性を有する酵素の少なくとも2種類の酵素を含有することを特徴とする、RT−PCR用試薬。
- DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素、逆転写活性を有する酵素、およびDNAポリメラーゼ活性を有する酵素の少なくとも3種類の酵素を含有することを特徴とする、RT−PCR用試薬。
- 少なくとも2種類の酵素を用いて1工程でRT−PCRを行うことを特徴とするRT−PCR用試薬であって、
(a)DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素により試料に含まれるDNAを分解し、
(b)逆転写活性を有する酵素により試料に含まれるRNAと相補的なDNA鎖を合成し、
(c)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により標的RNAと相補的なDNAを増幅するための成分を含有する試薬。 - DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素がDNアーゼIであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のRT−PCR用試薬。
- マンガンイオン含有量が1mM以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のRT−PCR用試薬。
- 反応容器中にDNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素、並びに逆転写活性およびDNAポリメラーゼ活性を有する酵素の少なくとも2種類の酵素を一緒に存在させ、1工程でRT−PCRを行うことを特徴とするRT−PCR方法。
- 反応容器中にDNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素、逆転写活性を有する酵素、およびDNAポリメラーゼ活性を有する酵素の少なくとも3種類の酵素を一緒に存在させ、1工程でRT−PCRを行うことを特徴とするRT−PCR方法。
- 少なくとも2種類の酵素を用いて1工程でRT−PCRを行うことを特徴とするRT−PCR方法であって、下記工程
(d)DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素により試料に含まれるDNAを分解し、
(e)逆転写活性を有する酵素により試料に含まれるRNAと相補的なDNA鎖を合成し、
(f)DNAポリメラーゼ活性を有する酵素により標的RNAと相補的なDNAを増幅すること、からなる方法。 - DNAエンドヌクレアーゼ活性を有する酵素がDNアーゼIであることを特徴とする、請求項5〜8のいずれか一項に記載の方法。
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