JP5532925B2 - 一本鎖又は二本鎖dnaの合成方法並びに合成用キット - Google Patents
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Description
1) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
2) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2
(2)以下の工程を含むことを特徴とする、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む一本鎖DNAの合成方法;
1) 鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片を付加する工程、
2) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
3) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2
(3)以下の工程を含むことを特徴とする、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成方法;
1) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
2) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2、
3) 得られた一本鎖DNAを二本鎖にする工程3、
(4)以下の工程を含むことを特徴とする、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成方法;
1) 鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片を付加する工程、
2) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
3) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2、
4) 得られた一本鎖DNAを二本鎖にする工程3、
(5)I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素及びIII)逆転写酵素を含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む一本鎖DNAの合成用キット、
(6)I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素、II)既知配列のRNA断片、III)逆転写酵素、IV)逆転写反応用プライマー、V)混合デオキシリボヌクレオチド三リン酸、VI)RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、VII)既知配列のDNA断片、VIII)一本鎖DNAにDNA断片を付加し得る酵素、IX)DNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素及びXI)PCRプライマーを含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成用キット、並びに
(7)II)既知配列のRNA断片、III)逆転写酵素、IV)逆転写反応用プライマー、V)dNTPs、VI)RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、VII)既知配列のDNA断片、IX)DNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素及びXI)PCRプライマーを含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成用キットに関する。
本発明の、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む一本鎖DNAの合成方法(以下、本発明の一本鎖DNAの合成方法と略記する場合がある)は、以下の工程によりなされることを特徴とする。
(1) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
(2) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2。
本発明の一本鎖DNAの合成方法は、上記工程1の前に、更に、鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片を付加する工程を含む方法も含まれる。具体的には、以下の工程によりなされる。
(1) 鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片(以下、本発明に係る3'アダプターと略記する場合がある)を付加する工程、
(2) 前記RNA断片が付加された鋳型RNA(以下、3'アダプター付加RNAと略記する場合がある)を逆転写反応に付す工程1、
(3) 工程2の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2。
1) 鋳型RNAの5'末端を脱リン酸化する工程
2) 鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片を付加する工程、
3) 前記RNA断片が付加された鋳型RNAを逆転写反応に付す工程、
4) 工程2の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程。
本発明に係る、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成方法(以下、本発明の二本鎖DNAの合成方法と略記する場合がある)は、以下の工程を含むことを特徴とする。
1) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程1、
2) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2、
3) 得られた一本鎖DNAを二本鎖にする工程3。
また、上記の如くPCRにより得た本発明に係る二本鎖DNAは、更に多くの量を得るために、更にPCR反応に付してもよい。
即ち、まず鋳型RNAを核酸量1ng〜10μgを用いて、工程1〜2を経て得られた、本発明に係る一本鎖DNAを含む溶液例えば10〜20μLを、例えばシリカゲルメンブレン等のフィルターに通液し、工程1〜2の残存物等を取り除く。次いで、一本鎖DNAを含有する溶液例えば10μLに、1〜10units/μLの上記一本鎖DNAリガーゼ0.1〜1μLと、50〜100μmol/Lの3'末端が脱ヒドロキシル化されている本発明に係る5'アダプター溶液0.5〜1μLを添加して、50〜60℃で30〜60分間反応させ、5'アダプター付加一本鎖DNAを得る。得られた本発明に係る5'アダプター付加一本鎖DNAを含有する溶液例えば10μLに、50〜100μmol/Lのプライマー1 0.1〜0.5μLと50〜100μmol/Lのプライマー2 0.1〜0.5μL、並びに各濃度が1〜5mmol/Lの4種類のデオキシリボヌクレオチド三リン酸(dNTP)の混合溶液1〜3μLを添加して、例えば(1)93〜98℃、1〜10分→(2)93〜98℃、10〜30秒→50〜60℃、10〜30秒→68〜72℃、10〜30分(10〜20サイクル)、(3)68〜72℃、1〜5分間のサイクルでPCR反応を行うことにより、増幅された本発明に係る二本鎖DNAを得ることができる。その後得られた本発明に係る二本鎖DNAを、例えばフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール混合溶液等により抽出することにより精製する。更に、該二本鎖DNAを例えば未変性ポリアクリルアミドゲルを用いて電気泳動を行い、目的の鎖長のDNAを抽出し、再度例えばフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール混合溶液による抽出等で精製することにより、精製された本発明に係る二本鎖DNAを得ることができる。更に本発明に係る二本鎖DNAを増やす場合には、得られた本発明に係る二本鎖DNAを、上記PCR反応と同じ方法でPCR反応させ、増幅された本発明に係る二本鎖DNAを得、PCR反応後の上記方法と同様に、得られた本発明に係る二本鎖DNAを、例えばフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール混合溶液等による抽出により精製し、電気泳動により目的の鎖長のDNAを抽出し、再度フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール混合溶液等による抽出により精製することで、更に増幅した、本発明に係る二本鎖DNAを得ることができる。
本発明の二本鎖DNAの合成方法は、上記工程1の前に、更に、鋳型RNAの3'末端に既知配列のRNA断片を付加する工程を含む方法も含まれる。具体的には、以下の工程によりなされる。
1) 鋳型RNAに本発明に係る3'アダプターを付加する工程、
2) 3'アダプター付加RNAを逆転写反応に付す工程1、
3) 工程2の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程2。
4) 得られた一本鎖DNAを二本鎖にする工程3。
本発明の一本鎖DNAの合成用キットは、上記の如き本発明の一本鎖DNAの合成方法を実施するために使用されるものである。このようなキットとしては、I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素及びIII)逆転写酵素を含んでなるものである。
III)の逆転写酵素としては、工程1で用いられる逆転写酵素と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。該酵素は、トリス塩酸緩衝液等の緩衝液に溶解するのが好ましく、通常50〜200units/μL、好ましくは100〜200units/μLの溶液として提供される。
II) 既知配列のRNA断片、
IV) 逆転写反応用プライマー、
V) 4種類の混合デオキシリボヌクレオチド三リン酸(dNTPs)、
VI) RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、
VII) 既知配列のDNA断片、
VIII)一本鎖DNAにDNA断片を付加し得る酵素、
IX) DNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素及び
X) アルカリ又はその水溶液。
ればよい。
本発明の二本鎖DNAの合成用キットは、上記の如き本発明の二本鎖DNAの合成方法を実施するために使用されるものである。このようなキットとしては、I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素、II)既知配列のRNA断片、III)逆転写酵素、IV)逆転写反応用プライマー、V)dNTPs、VI)RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、VII)既知配列のDNA断片、VIII)一本鎖DNAにDNA断片を付加し得る酵素、IX)DNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素及びXI)PCRプライマーを含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含むものであるが、更に、X)アルカリ又はその水溶液を含むものが好ましい。
1. small RNA画分の抽出
HeLa 細胞(大日本製薬社製)から1×107 CellにISOGEN((株)ニッポンジーン製)を1mL加えて溶解した後、クロロホルム0.3mLを加えて遠心分離した(14,000rpm(18,800 ×g)、10分)。分離した水相を採取して等量のイソプロパノールを加え、RNAを沈殿させ、HeLa Total RNAを得た。
上記で得られたマイクロRNA溶液15μL(全量)を70℃で3分間加熱し、氷上に2分間静置した。その後、SAP(1unit/μL、エビ由来アルカリホスファターゼ:USB社製)溶液 1μL、SAP反応緩衝液(50mmol/L塩化マグネシウム、100mmol/L 塩化カリウムを含む500mmol/L HEPES緩衝液(pH7.3) ) 4μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合し、更に、37℃で15分間反応後、65℃で15分間加熱しSAPを失活させ、氷上に2分間静置した。
得られた溶液に、滅菌水15μL、50μmol/Lアダプター(配列番号1:5'-P-AAGAAGCUGGCGUCAAUGU-2'3'ddC-3') 1μL、10mmol/L 塩化マグネシウム 1μL、ThermoPhage Single - Stranded DNA Ligase用の反応液(2mmol/Lアデノシン 5'-三リン酸四ナトリウム(ATP)、40mmol/L ジチオスレイトール、1μg/μLウシ血清アルブミン(BSA)) 1μL、Ribonuclease Inhibitor (Super) (20units/μL、和光純薬工業(株)社製)溶液 1μL、ThermoPhage Single - Stranded DNA Ligase(10units/μL 、PROKARIA社製)溶液 1μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合した。次いで、60℃で30分間反応させ、90℃で5分間加熱し熱安定性一本鎖DNAリガーゼを失活させた後、氷上に2分間静置した。その後、反応液に滅菌水 120μLを加え混合し、更に、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール ( 25:24:1 )の混合溶液((株)ニッポンジーン製)を等量(160μL)加え、ボルテックスミキサーで混合し、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で5分間遠心分離し、水層(上層)を回収した。次いで、Ethachinmate((株)ニッポンジーン製) 1μL、回収した水層の1/4量の10mmol/L アンモニウムアセテート、全容量の2倍量の99.5%エタノールを加え、ボルテックスミキサーで混合し、室温で30分間以上静置した。更に、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で15分間遠心分離し、沈殿を吸わないように上清を除き、沈殿を70%エタノールで2回洗浄し、乾燥後、沈殿を11μLの滅菌水に溶解し、得られた3'末端にアダプターが結合したマイクロRNAを精製した。
3.で得られた溶液全量(11μL)に、50μmol/L プライマー(配列番号2:5'-GACATTGACGCCAGCTTCTT-3') 1μLを加え、70℃で3分間加熱し、氷上に2分間静置した。逆転写反応用の緩衝液(750mmol/L塩化カリウム、30mmol/L塩化マグネシウム、50mmol/L ジチオスレイトールを含有する500mmol/L トリス塩酸緩衝液(pH8.3)) 2μL、dNTPs(各2.5mmol/LのdATP、dGTP,、dCTP,、dTTP溶液の混合液、(株)ニッポンジーン製) 4μL、Ribonuclease Inhibitor (Super) (20uits/μL、和光純薬工業(株)社製)溶液 1μL、逆転写酵素(200uits/μL ReverScriptIV、和光純薬工業(株)社製)溶液 1μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合した。42℃で30分間反応させた後、0.5mol/L EDTA 2μLを加え、よく混合し、反応を停止した。
反応停止後の溶液に更に0.2mol/L 水酸化ナトリウム 8μLを加え、65℃で30分間加熱し、氷上に2分間静置し、逆転写反応の鋳型となるRNA等を加水分解した。更に、1mol/L トリス塩酸(pH 7.5) 20μLを加え、ボルテックスミキサーで混合し、滅菌水 110μLを加え、ボルテックスミキサーで混合した。更に、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール ( 25:24:1 )混合溶液を等量(160μL)加え、ボルテックスミキサーで混合した。次いで、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で5分間遠心分離し、水層(上層)を回収した。更に、この水層にEthachinmate((株)ニッポンジーン製) 1μL、回収した水層の1/4量の10mol/L アンモニウムアセテート、全容量の2倍量の99.5%エタノールを加え、ボルテックスミキサーで混合し、室温で30分間以上静置した。4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で15分間遠心分離し、上清を除き沈殿を70%エタノールで2回洗浄し、乾燥後、沈殿を15μLの滅菌水に溶解した。
5.で得られた溶液全量を90℃で5分熱処理後、氷上に2分間静置した。次いで、SAP反応緩衝液(50mmol/L塩化マグネシウム、100mmol/L 塩化カリウムを含む500mmol/L HEPES緩衝液(pH7.3) )4μL、1units/μLのSAP(エビ由来アルカリホスファターゼ:USB社製)溶液 1μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合し、37℃で15分間反応後、80℃で15分間加熱してSAPを失活させ、氷上に2分間静置した。
6.で得られた溶液に、滅菌水16μL、50μmol/Lアダプター(配列番号3:5'-P-AAGGCTCAGTCTCGGGATA-2'3'ddC-3') 1μL、10mmol/L 塩化マグネシウム 1μL、熱安定性一本鎖DNAリガーゼ用反応液(2mmol/Lアデノシン 5'-三リン酸四ナトリウム(ATP)、40mmol/L ジチオスレイトール、1μg/μLウシ血清アルブミン(BSA))1μL、ThermoPhage Single - Stranded DNA Ligase(10units/μL、PROKARIA社製)溶液 1μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合した。次いで、60℃で30分間反応させ、90℃で5分間加熱し熱安定性一本鎖DNA リガーゼを失活させた後、氷上に2分間静置した。反応液全量に滅菌水を120μL加え、ボルテックスミキサーで混合した後、更に、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール ( 25:24:1 )混合溶液を等量(160μL)加え、ボルテックスミキサーで混合した。次いで、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で5分間遠心分離し、水層(上層)を回収した。その後、この水層にEthachinmate((株)ニッポンジーン製) 1μL、回収した水層の1/4量の10mol/L アンモニウムアセテート、全容量の2倍量の99.5%エタノールを加え、ボルテックスミキサーで混合し、室温で30分間以上静置した。更に、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で15分間遠心分離し、上清を除き、沈殿を70%エタノールで2回洗浄した。その後、乾燥し、沈殿を33.5μLの滅菌水に溶解した。
7.で得られた溶液全量に、10×Reaction buffer(Eurogentec社製) 5μL、dNTPs(各2.5mmol/LのdATP、dGTP,、dCTP,、dTTP溶液の混合液、(株)ニッポンジーン製) 5μL、50μmol/Lプライマー(配列番号4:5'-GTATCCCGAGACTGAGCC-3') 1μL、50μmol/Lプライマー(配列番号5:5'-GACATTGACGCCAGCTTC-3') 1μL、25mmol/L 塩化マグネシウム 4μL、HOTGoldstarTM DNA Polymerase(5units/μL、Eurogentec社製)溶液 0.5μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 10分間 → 95℃ 20秒間・56℃ 10秒間・72℃ 10秒間 (15サイクル) → 72℃ 1分間
得られた溶液を氷上に2分間静置後、滅菌水を110μL加え、更に、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール ( 25:24:1 )混合溶液を等量(160μL)加え、ボルテックスミキサーで混合した。その後、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で5分間遠心分離し、水層(上層)を回収し、これにEthachinmate((株)ニッポンジーン製) 1μL、回収した水層の1/4量の10mol/L アンモニウムアセテート、全容量の2倍量の99.5%エタノールを加え、ボルテックスミキサーで混合し、室温で30分間以上静置した。次いで、4℃、14,000rpm(18,800 ×g)で15分間遠心分離し、沈殿を吸わないように上清を除き、沈殿を70%エタノールで2回洗浄し、45℃以下で乾燥後、沈殿を滅菌水 10μLに溶解し、6×Loading Buffer Triple Dye((株)ニッポンジーン製) 2μLを加え、混合した。
8.で得られた溶液を15% 未変性ポリアクリルアミドゲル(スーパーセップ、和光純薬工業(株)社製)で電気泳動(定電流, 30mA)を行った。なお、分子量マーカーは10bp DNA Step Ladder(和光純薬工業(株)社製)を使用し、電気泳動バッファーは、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン3.1g及びグリシン 14.5gを蒸留水で溶解し1 Lにメスアップしたものを用いた。7.で得られた溶液に予め混合しておいたキシレン・シアノール(XC、和光純薬工業(株)製)がゲル下部より流れた時点で、電気泳動を停止し、電気泳動バッファーに0.5μg/mLで溶解したエチジウムブロマイド溶液を染色液としてゲルを10分間染色した。その後、ゲルを滅菌水で2〜3分間洗浄後、FAS-III(紫外線照射機:東洋紡績(株))にて観察し、目的の鎖長の部分(60〜64bp)を切り出した。次いで、バイオマッシャー(和光純薬工業(株)社製)のフィルターチューブを1.5mLマイクロチューブにセットし、フィルターチューブに切り出したゲルを挿入した。
得られた溶液 全量をPCRチューブに移し、8. PCR(1回目)と同様の操作を行った。
10.で得られた溶液を1レーンにつき6μLずつ導入し、9.の操作と同様に、15%未変性ポリアクリルアミドゲル(スーパーセップ)で電気泳動を行った。
11.で得られたクローニング用cDNA 2μLに20ng/μLのpGEM Teasy Vector (Promega社製) 1μLとDNA Ligation Kit Mighty Mix(タカラバイオ(株)社製)溶液 3μLを添加して16℃で30分間反応させ、クローニング用cDNAをベクターに挿入した。その後、ECOSTM Competent E.coli DH5α((株)ニッポンジーン製)を用いて全量を42℃、45秒のヒート・ショック法によりコンピテントセルに形質転換した。次いで、100μg/mLのアンピシリンナトリウムを含むLuria-Bertani's broth(LB)寒天培地で37℃、16時間培養した。
培地上の単一のコロニーに、10×Universal Buffer((株)ニッポンジーン)1μL、2.5mM dNTPs(各2.5mmol/LのdATP、dGTP,、dCTP,、dTTP溶液の混合液、(株)ニッポンジーン製)1μL、50μmol/L プライマー(配列番号6:5'-GTATCCCGAGACTGAGCC-3')0.5μL、50μmol/L プライマー(配列番号7:5'-GACATTGACGCCAGCTTC-3') 0.5μL、滅菌水6.9μL、Gene Taq NT(5units/μL、(株)ニッポンジーン製)0.1μLを加え、氷冷状態で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 2分間 → 95℃ 20秒間・56℃ 10秒間・72℃ 10秒間 (30サイクル) → 72℃ 1分間
その後、得られたPCR反応液に6×Loading Buffer Triple Dye((株)ニッポンジーン製) 1μLを加え、混合した。
13.で得られた溶液5μLを未変性15% アクリルアミドゲル(スーパーセップ、和光純薬工業(株)社製))にて電気泳動(ゲル1枚あたり30mA定電流)し、0.5μg/mL エチジウムブロマイド染色液に10分 浸した後、FAS-III(紫外線照射機:東洋紡績(株)製)を使用して挿入断片の有無及び鎖長を確認した。
14.で挿入断片が確認できた単一クローンは100μg/mLのアンピシリンナトリウムを含むLB培地で37℃、16時間振とう培養し、QIAprep Spin Miniprep Kit ( QIAGEN社製 ) 使用し、添付のマニュアル記載の方法に準じて、プラスミド抽出を行った。
15.で得られたプラスミド200ngを鋳型としてDYEnamic ET Terminator Cycle Sequencing Kit ( GE ヘルスケア社製 )を使用し、添付のマニュアル記載の方法に準じて反応を行った。次いで塩基配列の解読はBaseStaion(バイオラッドラボラトリーズ(株)製)にて行った。
DDBJ(DNA Data Bank of Japan)データベースを用いて、得られた74の塩基配列についてその相同性検索(BLAST)を行った。クローン分布を表1に、microRNA分布を表2にそれぞれ示す。
1.逆転写反応
マウス精巣Total RNA 10μg(C57 Black6)を11μlの滅菌水に溶解し、該滅菌水に、マウスp16 INK4a mRNAに相補的な逆転写反応プライマー(25pmol/μl, 5'-TAGCTCTGCTCTTGGGATTG-3') 1μlを加え、70℃で3分間熱処理後、氷上に2分間静置した。次いで、ReverScriptIV用10×reaction buffer(和光純薬工業(株))を2μl、2.5mmol/l dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)を4μl、RNase Inhibitor, Super(20U/μl、和光純薬工業(株)製)を1μl、ReverScriptIV (200U/μl 、和光純薬工業(株)製)を1μl加え、氷上で緩やかに混合した。得られた混合溶液を、42℃で30分反応後、0.5mol/L EDTAを2μl加えた後、混合し、反応を停止した。
反応停止後の溶液に、0.2mol/l NaOHを8μl加え、混合し、65℃、30分、アルカリ加水分解後、氷上に2分間静置した。更に、1mol/l Tris-HCl(pH 7.5)を20μl加え、混合した後、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて未反応の逆転写反応プライマーを除去した。次いで、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)を1μl、10mol/l 酢酸アンモニウムを12μl、エタノールを125μlそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿を乾燥後、16μlの滅菌水に溶解した。
アルカリ処理後の溶液に、逆転写反応液16μlを加え、90℃、3分間熱処理してDNAを一本鎖化した後、氷上で2分間静置した。次いで、アダプター(20pmol/μl, 5'末端リン酸化、3'末端2'3' ddC blocked 5'-p-AAGCCTCAGTCTCGTCGATACCATG-ddC-3')を1μl、熱安定性一本鎖DNAリガーゼ用反応液(500mmol/l HEPES, pH7.3、50mmol/l MgCl2、100mmol/l KCl、0.5mmol/l ATP、10mmol/l DTT、0.25μg/μl BSA)を2μl、Single Strand DNA Ligase溶液(10U/μl、和光純薬工業(株)製)を1μl加え、氷上で緩やかに混合した。60℃で30分間反応させ、更に、90℃で5分間加熱し、Single Strand DNA Ligaseを失活させた。その後、氷上に2分間静置し、滅菌水を30μl加え、混合した。更に、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて未反応のアダプターを除去した後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)を1μl、10mol/l 酢酸アンモニウムを12μl、エタノールを125μl加え、混合し、18800×g、10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、得られた沈殿物を乾燥後、34.5μlの滅菌水に溶解した。
3.で得られた、アダプター を結合した逆転写反応産物を含む水溶液34.5μlに、HotGoldstar DNA polymerase用10×Reaction Buffer(Eurogentec社製) 5μl 、2.5mmol/L dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)4μl、アダプターに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL 、5'-CATGGTATCGACGAGACTGAG-3')1μl、マウスp16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL、5'-AACTACTCGGATCAGACATC-3')1μl、25 mmol/L MgCl2 4μl、HotGoldstar DNA polymerase(5U/μl,EUROGENTEC社製)0.5μlをそれぞれ加え、氷上で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 10分 → 95℃ 20秒・55℃ 20秒・72℃ 20秒(30サイクル)→ 72℃ 2分
次いで、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて、得られた溶液から未反応のPCRプライマーを除去した。その後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)1μl、10mol/l 酢酸アンモニウム 12μl、エタノール125μlをそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、で10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿物を乾燥後、34.5μlの滅菌水に溶解した。
4.で得られた水溶液34.5μlにHotGoldstar DNA polymerase用10×Reaction Buffer(Eurogentec社製) 5μl 、2.5mmol/L dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)4μl、アダプターに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL 、5'-CATGGTATCGACGAGACTGAG-3')1μl、マウスp16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL、5'-AGTAATGTTCCCTCCCTATC -3')1μl、25 mmol/L MgCl2 4μl、HotGoldstar DNA polymerase(5U/μl,EUROGENTEC社製)0.5μlをそれぞれ加え、氷上で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 10分 → 95℃ 20秒・55℃ 20秒・72℃ 20秒(30サイクル)→ 72℃ 2分
次いで、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて、得られた溶液から未反応のPCRプライマーを除去した。その後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)1μl、10mol/l 酢酸アンモニウム 12μl、エタノール125μlをそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、で10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿物を乾燥後、4μlの滅菌水に溶解した。
Bioanalyzer DNA 1000 Kit(Agilent社製)を用いて、PCR増幅産物の鎖長の確認を行った。
その結果、約240bpにPCR増幅産物を確認した。結果を図5に示す。
上記のPCR増幅産物の塩基配列の解析を、BaseStaion(バイオラッドラボラトリーズ(株)製)にて行った。
(塩基配列解読結果)
CATGGTATCGACGAGACTGAGGCAGG(adaptor)
atatctctgaaaacctccagcgtattctggtagtccagagtggatggggattcagggagcctgggtttgcacacttggaaaatgtacctcaagatccttaatataatatagtgcttaatacagtgctgtctactatgtctttcctctctagttacagttcaaaggacgaataatttaa
GATAGGGAGGGAACATT(PCR primer)
得られた解析結果から本cDNAの配列を予想し、NCBI(National Center for Biotechnology Information)に登録されているマウスp16 INK4aのESTデータベース(ACCESSION No. BY748960) と比較した。
その結果、5'末端が約610bp長いことが確認できた。即ち、本発明の方法により、マウスp16 INK4aに相補的なcDNAを得ることができ、既知領域から5'末端までの未知領域に相補的なcDNAを解読でき、その結果、マウスp16 INK4aの5'末端を決定することもできることが判った。
以下に、本願発明の方法により解析されたマウスp16 INK4aの塩基配列を示す。なお、下線部は、NCBIに登録されているマウスp16 INK4aのESTデータベースより長かった領域である。
ATATCTCTGAAAACCTCCAGCGTATTCTGGTAGTCCAGAGTGGATGGGGATTCAGGGAGCCTGGGTTTGCACACTTGGAAAATGTACCTCAAGATCCTTAATATAATATAGTGCTTAATACAGTGCTGTCTACTATGTCTTTCCTCTCTAGTTACAGTTCAAAGGACGAATAATTTAAGATAGGGAGGGAACATTACTATTTTAGGGACATGCTTTCTTATTTTATACTTAAAGAAATTGAAGTATAACATTCCAGAAAGACTAGGTTAACAAAAAAAAAAAAAAGTGAGAATTCTGGTTGTCTTTTTTTTTGCCAACCACTTTTTTAGTAATTACCACACAATCCCAGTTCGGCTTAAAGGCAAGTGCTGTGTGTCTATGCTCCCGGCGATGTTCTACAGGAGTTTGAGTACCAGGAAATCTTAGGGAATACACTGTAAGCCTGTGTGTAAGAAGAATTCCAAGGCGGGACTAGGAGCCTTTATGGGGTAGAGCCTCCTGACTGTGGATGTCTGATCCGAGTAGTTAACAGCGGAGCTTCGTACATAGGGCTTCTTTCTTGGGTCCTGCCCTCACTCTGGCCGTGATCCCTCTACTTTTTCTTCTGACTTTTCAGGTGATGATGATGGGCAACGTTCACGTAGCAGCTCTTCTGCTCAACTACGGTGCAGATTCGAACTGCGAGGACCCCACTACCTTCTCCCGCCCGGTGCACGACGCAGCGCGGGAAGGCTTCCTGGACACGCTGGTGGTGCTGCACGGGTCAGGGGCTCGGCTGGATGTGCGCGATGCCTGGGGTCGCCTGCCGCTCGACTTGGCCCAAGAGCGGGGACATCAAGACATCGTGCGATATTTGCGTTCCGCTGGGTGCTCTTTGTGTTCCGCTGGGTGGTCTTTGTGTACCGCTGGGAACGTCGCCCAGACCGACGGGCATAGCTTCAGCTCAAGCACGCCCAGGGCCCTGGAACTTCGCGGCCAATCCCAAGAGCAGAGCTA
GeneBank ACCESSION No.BY748960
1 tgggcgattg ggcgggcact gaatctccgc gaggaaagcg aactcgagga gagccatctg
61 gagcagcatg gagtccgctg cagacagact ggccagggcg gcggcccagg gccgtgtgca
121 tgacgtgcgg gcactgctgg aagccggggt ttcgcccaac gccccgaact ctttcggtcg
181 taccccgatt caggtgatga tgatgggcaa cgttcacgta gcagctcttc tgctcaacta
241 cggtgcagat tcgaactgcg aggaccccac taccttctcc cgcccggtgc acgacgcagc
301 gcgggaaggc ttcctggaca cgctggtggt gctgcacggg tcaggggctc ggctggatgt
361 gcgcgatgcc tggggtcgcc tgccgctcga cttggcccaa gagcggggac atcaagacat
421 cgtgcgatat ttgcgttccg ctgggtgctc tttgtgttcc gctgggtggt ctttgtgtac
481 cgctgggaac gtcgcccaga ccgacgggca tagcttcagc tcaagcacgc ccagggccct
541 ggaacttcgc ggccaatccc aagagcagag ctaaatccgg cctcagcccg cctttntctt
601 cttagcttca cttctagcga tgctagcgtg tctagcatgt ggctntaaaa aatacataat
661 aatgctnttt ttgca
1.逆転写反応
HEK 293T細胞(ヒト胎児腎臓細胞)Total RNA 10μgを11μlの滅菌水に溶解し、該滅菌水に、ヒトp16 INK4a mRNAに相補的な逆転写反応primer(25pmol/μl, 5'-TTCTCAGAGCCTCTCTGGTT -3') 1μlを加え、70℃で3分間熱処理後、氷上に2分間静置した。次いで、ReverScriptIV用10×reaction buffer(和光純薬工業(株))を2μl、2.5mmol/l dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)を4μl、RNase Inhibitor, Super(20U/μl、和光純薬工業(株)製)を1μl、ReverScriptIV (200U/μl 、和光純薬工業(株)製)を1μl加え、氷上で緩やかに混合した。得られた混合溶液を、42℃で30分反応後、0.5mol/L EDTAを2μl加えた後、混合し、反応を停止した。
反応停止後の溶液に、0.2mol/l NaOHを8μ加え、混合し、65℃、30分、アルカリ加水分解後、氷上に2分間静置した。更に、1mol/l Tris-HCl(pH 7.5)を20μl加え、混合した後、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて未反応のアダプターを除去した。次いで、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)を1μl、10mol/l 酢酸アンモニウムを12μl、エタノールを125μlそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿を乾燥後、16μlの滅菌水に溶解した。
アルカリ処理後の溶液に、逆転写反応液16μlを加え、90℃、3分間熱処理してDNAを一本鎖化した後、氷上で2分間静置した。次いで、アダプター(20pmol/μl,5'末端リン酸化、3'末端2'3' ddC blocked 5'-p-AAGCCTCAGTCTCGTCGATACCATG-ddC-3')を1μl、熱安定性一本鎖DNAリガーゼ用反応液(500mmol/l HEPES, pH7.3、50mmol/l MgCl2、100mmol/l KCl、0.5mmol/l ATP、10mmol/l DTT、0.25μg/μl BSA)を2μl、Single Strand DNA Ligase溶液(10U/μl、和光純薬工業(株)製)を1μl加え、氷上で緩やかに混合した。60℃で30分間反応させ、更に、90℃で5分間加熱し、Single Strand DNA Ligaseを失活させた。その後、氷上に2分間静置し、滅菌水を30μl加え、混合した。更に、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて未反応のPCRプライマーを除去した後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)を1μl、10mol/l 酢酸アンモニウムを12μl、エタノールを125μl加え、混合し、18800×g、10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、得られた沈殿物を乾燥後、34.5μlの滅菌水に溶解した。
3.で得られた、アダプター を結合した逆転写反応産物を含む水溶液34.5μlに、HotGoldstar DNA polymerase用10×Reaction Buffer(Eurogentec社製) 5μl 、2.5mmol/L dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)4μl、アダプターに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL 、5'-CATGGTATCGACGAGACTGAG-3')1μl、ヒトp16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL、5'-TATCCTCCGAACTTCTGCGG -3')1μl、25 mmol/L MgCl2 4μl、HotGoldstar DNA polymerase(5U/μl,EUROGENTEC社製)0.5μlをそれぞれ加え、氷上で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 10分 → 95℃ 20秒・55℃ 20秒・72℃ 20秒(30サイクル)→ 72℃ 2分
次いで、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて、得られた溶液から未反応のPCRプライマーを除去した。その後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)1μl、10mol/l 酢酸アンモニウム 12μl、エタノール125μlをそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、で10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿物を乾燥後、34.5μlの滅菌水に溶解した。
4.で得られた水溶液34.5μlにHotGoldstar DNA polymerase用10×Reaction Buffer(Eurogentec社製) 5μl 、2.5mmol/L dNTP Mixture((株)ニッポンジーン製)4μl、アダプターに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL 、5'-CATGGTATCGACGAGACTGAG-3')1μl、ヒトp16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマー(25pmol/μL、5'-AGTTACACTTAGCTTCTGGG-3')1μl、25 mmol/L MgCl2 4μl、HotGoldstar DNA polymerase(5U/μl,EUROGENTEC社製)0.5μlをそれぞれ加え、氷上で緩やかに混合し、以下の条件でPCR反応を行った。
95℃ 10分 → 95℃ 20秒・55℃ 20秒・72℃ 20秒(30サイクル)→ 72℃ 2分
次いで、Invisorb Spin PCRapid Kit(Invitek)を用いて、得られた溶液から未反応の逆転写反応プライマーを除去した。その後、エタ沈メイト((株)ニッポンジーン製)1μl、10mol/l 酢酸アンモニウム 12μl、エタノール125μlをそれぞれ加え、混合した。更に、18800×g、で10分間遠心分離し、75%エタノールで2回洗浄し、沈殿物を乾燥後、4μlの滅菌水に溶解した。
Bioanalyzer DNA 1000 Kit(Agilent社製)を用いて、PCR増幅産物の鎖長の確認を行った。
その結果、約160bpに、PCR増幅産物を確認した。結果を図6に示す。なお、図6中のLane 1は、アダプターに相補的なPCR プライマーのみを増幅した結果を、Lane 2は、p16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマーのみを増幅した結果を、Lane 3は、アダプターに相補的なPCR プライマーと p16 INK4a mRNAに相補的なPCR プライマーで増幅した結果をそれぞれ表す。
上記のPCR増幅産物の塩基配列の解析を、BaseStaion(バイオラッドラボラトリーズ(株)製)にて行った。
(塩基配列解読結果)
CATGGTATCGACGAGACTGAGGCAGG(adaptor)
tcaaagatcataacttcatattgtaccacataaatatatacaactgtactatcccaatatataattttaaaactaatataatgaaaaagaaattgaagttcaacattc
ccagaagctaagtgtaact(PCR primer)
上記のPCR増幅産物の塩基配列解読結果から本cDNAの配列を予想し、NCBIに登録されているヒトp16 INK4aのESTデータベース(ACCESSION No. BG717152)と比較した。
その結果、5'末端が約480bp長いことが確認できた。即ち、本発明の方法により、ヒトp16 INK4aに相補的なcDNAを得ることができ、既知領域から5'末端までの未知領域に相補的なcDNAを解読でき、その結果、ヒトp16 INK4aの5'末端を決定することもできることが判った。
tcaaagatcataacttcatattgtaccacataaatatatacaactgtactatcccaatatataattttaaaactaatataatgaaaaagaaattgaagttcaacattcccagaagctaagtgtaacttaaaagttttgtgagaatttgttttaacaaacaaacaagttttctctttttaacaattaccacattctgcgcttggatatacagcagtgaacaaaaaaaaaaaaaaaaatctccaggcctaacataatttcaggaagaaatttcagtagttgtatctcaggggaaatacaggaagttagcctggagtaaaagtcagtctgtccctgcccctttgctattttgcccgtgcctcacagtgctctctgcctgtgacgacagctccgcagaagttcggaggatataatggaattcattgtgtactgaagaatggatagagaactcaagaaggaaattggaaactggaagcaaatgtaggggtaattagacacctggggcttgtgtgggggtctgcttggcggcgagggggctctacacaagcttcctttccgtcatgccggcccccaccctggctctgaccattctgttctctctggcaggtcatgatgatgggcagcgcccgagtggcggagctgctgctgctccacggcgcggagcccaactgcgccgaccccgccactctcacccgacccgtgcacgacgctgcccgggagggcttcctggacacgctggtggtgctgcaccgggccggggcgcggctggacgtgcgcgatgcctggggccgtctgcccgtggacctggctgaggagctgggccatcgcgatgtcgcacggtacctgcgcgcggctgcggggggcaccagaggcagtaaccatgcccgcatagatgccgcggaaggtccctcagacatccccgattgaaagaaccagagaggctctgagaa
aattagacacctggggcttgtgtgggggtctgcttggcggcgagggggctctacacaagcttcctttccgtcatgccggcccccaccctggctctgaccattctgttctctctggcaggtcatgatgatgggcagcgcccgagtggcggagctgctgctgctccacggcgcggagcccaactgcgccgaccccgccactctcacccgacccgtgcacgacgctgcccgggagggcttcctggacacgctggtggtgctgcaccgggccggggcgcggctggacgtgcgcgatgcctggggccgtctgcccgtggacctggctgaggagctgggccatcgcgatgtcgcacggtacctgcgcgcggctgcggggggcaccagaggcagtaaccatgcccgcatagatgccgcggaaggtccctcagacatccccgattgaaagaaccagagaggctctgagaa
Claims (13)
- 以下の工程を含むことを特徴とする、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む一本鎖DNAの合成方法;
1) 鋳型RNAの3’末端に既知配列のRNA断片を付加する工程1
2) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程2、
3) 工程2の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程3、
4) 工程3の後、逆転写されたDNAの3’末端に既知配列の一本鎖DNA断片を、50〜70℃で熱安定性一本鎖DNAリガーゼを用いて付加する工程4。 - 鋳型RNAの3’末端に既知配列のRNA断片を付加する工程1の前に、鋳型RNAの5’末端を脱リン酸化する工程を含む、請求項1記載の一本鎖DNAの合成方法。
- 鋳型RNAの5’末端を脱リン酸化する工程が、Shrimp Alkaline Phosphataseを用いて行われる、請求項2記載の一本鎖DNAの合成方法。
- 前記既知配列の一本鎖DNA断片を付加する工程4の前に、得られた溶液をカラム処理又は脱リン酸化処理に付す工程を含む、請求項1〜3の何れかに記載の一本鎖DNAの合成方法。
- 以下の工程を含むことを特徴とする、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成方法;
1) 鋳型RNAの3’末端に既知配列のRNA断片を付加する工程1
2) 鋳型RNAを逆転写反応に付す工程2、
3) 工程1の処理を施した溶液を、アルカリ処理に付す工程3、
4) 工程2の後、逆転写されたDNAの3’末端に既知配列の一本鎖DNA断片を、50〜70℃で熱安定性一本鎖DNAリガーゼを用いて付加する工程4、
5) 得られた一本鎖DNAを二本鎖にする工程5。 - 鋳型RNAの3’末端に既知配列のRNA断片を付加する工程1の前に、鋳型RNAの5’末端を脱リン酸化する工程を含む、請求項5記載の二本鎖DNAの合成方法。
- 鋳型RNAの5’末端を脱リン酸化する工程が、Shrimp Alkaline Phosphataseを用いて行われる、請求項6記載の一本鎖DNAの合成方法。
- 前記既知配列の一本鎖DNA断片を付加する工程4の前に、得られた溶液をカラム処理又は脱リン酸化処理に付す工程を含む、請求項5〜7の何れかに記載の二本鎖DNAの合成方法。
- 5)の二本鎖化工程5が、PCRによりなされる、請求項5〜8の何れかに記載の二本鎖DNAの合成方法。
- I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素、II)既知配列のRNA断片、III)逆転写酵素、IV)逆転写反応用プライマー、V)混合デオキシリボヌクレオチド三リン酸、VI)RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、VII)既知配列の一本鎖DNA断片、VIII)一本鎖DNAに一本鎖DNA断片を付加し得る熱安定性一本鎖DNAリガーゼ及びIX)DNAの5’末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素を含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む一本鎖DNAの合成用キット。
- 更に、X)アルカリ又はその水溶液を含む、請求項10記載のキット。
- I)一本鎖RNAにRNA断片を付加し得る酵素、II)既知配列のRNA断片、III)逆転写酵素、IV)逆転写反応用プライマー、V)混合デオキシリボヌクレオチド三リン酸、VI)RNAの5'末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素、VII)既知配列の一本鎖DNA断片、VIII)一本鎖DNAに一本鎖DNA断片を付加し得る熱安定性一本鎖DNAリガーゼ、IX)DNAの5’末端リン酸基を脱リン酸化し得る酵素及びXI)PCRプライマーを含んでなる、鋳型RNAに対応する塩基配列を含む二本鎖DNAの合成用キット。
- 更に、X)アルカリ又はその水溶液を含む、請求項12記載の合成用キット。
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