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JP2002315577A - Method for constructing nucleic acid library - Google Patents

Method for constructing nucleic acid library

Info

Publication number
JP2002315577A
JP2002315577A JP2001308277A JP2001308277A JP2002315577A JP 2002315577 A JP2002315577 A JP 2002315577A JP 2001308277 A JP2001308277 A JP 2001308277A JP 2001308277 A JP2001308277 A JP 2001308277A JP 2002315577 A JP2002315577 A JP 2002315577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nucleic acid
stranded nucleic
sequence
amino acid
stem
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
JP2001308277A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Nishigaki
功一 西垣
Yasunori Kinoshita
保則 木下
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.)
GENCOM CO
Original Assignee
GENCOM CO
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 GENCOM CO filed Critical GENCOM CO
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Priority to PCT/JP2001/009200 priority patent/WO2002040664A1/en
Publication of JP2002315577A publication Critical patent/JP2002315577A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for constructing a nucleic acid library by utilizing Y-ligation method. SOLUTION: The nucleic acid library is constructed by repeating an operation that 3'-end terminal of a first single-stranded nucleic acid and 5'-end terminal of a second single-stranded nucleic acid are connected through T4 RNA ligase treatment and subsequently PCR and restriction enzyme treatment are performed after hybridization between each stem sequence is performed using the first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5'-side to the 3'-side and a base sequence encoding a first amino acid at the 3'-end terminal, and the second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the above-mentioned stem sequence in the direction from the 3'-side to the 5'-side and a base sequence encoding a second amino acid at the 5'-end terminal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、核酸ライブラリー
の作製方法に関する。より詳細には、本発明は、末端に
互いに相補的配列(ステム部分)を有する二本の一本鎖
核酸をハイブリダイゼーション後、一本鎖領域(ブラン
チ部分)の末端をRNAリガーゼで連結するY−ライゲ
ーション法を利用することを特徴とする核酸ライブラリ
ーの作製方法に関する。本発明は、上記核酸ライブラリ
ーの作製方法により作製される核酸ライブラリーおよび
該核酸ライブラリーを用いて得られるペプチドライブラ
リーに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing a nucleic acid library. More specifically, the present invention provides a method for hybridizing two single-stranded nucleic acids having complementary sequences (stem portions) at their ends, and then connecting the ends of the single-stranded region (branch portion) with RNA ligase. -A method for preparing a nucleic acid library, which utilizes a ligation method. The present invention relates to a nucleic acid library produced by the method for producing a nucleic acid library and a peptide library obtained by using the nucleic acid library.

【0002】[0002]

【従来技術】進化分子工学ではダーウィンの進化原理に
基づいて有用な生体高分子を獲得することを目的として
いる。この方法は、1)変異体ライブラリの構築、2)
より有用な分子種の選択、3)その遺伝子型への突然変
異導入と増幅、4)その変異体集団の発現、の要素から
成り立ち、2)から4)のステップを繰り返すことによ
り行われる。
2. Description of the Related Art Evolutionary molecular engineering aims at obtaining useful biopolymers based on Darwin's principle of evolution. This method includes: 1) construction of a mutant library, 2)
It is performed by repeating the steps 2) to 4), which comprises the selection of a more useful molecular species, 3) introduction and amplification of a mutation into the genotype, and 4) expression of the mutant population.

【0003】有用なペプチドまたはタンパク質を探索し
ていく場合、突然変異の導入や発現型の同定の簡便さか
らDNAの変異体ライブラリー構築し、この遺伝子型を
対応させた形でタンパク質を発現して機能に基づく選択
を行う方法が採られることが多い。そこで出発点である
DNAライブラリーの特性は、有用なペプチドまたはタ
ンパク質を獲得する上で成功の決め手となる重要な因子
の一つと言える。
[0003] When searching for a useful peptide or protein, a DNA mutant library is constructed for easy introduction of mutations and identification of the phenotype, and the protein is expressed in a form corresponding to this genotype. In many cases, a method of making a selection based on a function is adopted. Thus, the characteristics of a DNA library, which is the starting point, can be said to be one of the important factors that determine success in obtaining useful peptides or proteins.

【0004】従来、DNA変異体ライブラリーの構築は
ヌクレオチドレベルで行われており、化学的方法と酵素
的方法がある。前者はDNA合成機を使用してDNAを
合成する際、原料のヌクレオチドを特定の割合で混合し
ておく方法が採られる。また、後者は、DNAまたはR
NAポリメラーゼを特殊な条件で使用して突然変異を誘
発する方法や、DNAシャフリングと称して複数の類似
する遺伝子を細分化し、再構成することでキメラ遺伝子
を作成する方法などがあり各々成果を上げている。
[0004] Conventionally, DNA mutant libraries have been constructed at the nucleotide level, and there are chemical and enzymatic methods. The former employs a method in which nucleotides as raw materials are mixed at a specific ratio when DNA is synthesized using a DNA synthesizer. In the latter, DNA or R
There are methods to induce mutation by using NA polymerase under special conditions, and methods to create chimeric genes by subdividing and reconstituting multiple similar genes called DNA shuffling. Raising.

【0005】一方で、本発明者らはブロック単位の変異
体集団という全く新しい変異体集団の構築に挑戦してお
り、ブロック・シャフリング法と呼んでいる。タンパク
質をコードするDNAライブラリーを構築する場合、タ
ンパク質の階層的構成単位を変異単位に設定することを
提案している。進化分子工学において変異体集団の中か
ら有用な機能性高分子を創製する試みは、広大な配列空
間を探索することにたとえられ、従来から行われている
遺伝子の点突然変異体集団から出発する方法は、野生型
タンパク質の周辺を小股で探索することに相当するとい
える。一方、ブロック単位の変異体集団は野生型タンパ
ク質から遠く離れた配列空間を大股で歩行することに当
たる。この大股歩行によって期待する機能物質に行き当
たるか否かは配列空間の適応度地形の形状が重要な鍵を
握っているといえるが、現在ではそのデータを蓄積して
いる段階であって明確なことはまだ言えない。
On the other hand, the present inventors are trying to construct a completely new mutant population called a block-based mutant population, and call it a block shuffling method. When constructing a DNA library encoding a protein, it has been proposed to set a hierarchical constitutional unit of the protein as a mutation unit. Attempts to create useful functional macromolecules from a mutant population in evolutionary molecular engineering can be compared to exploring a vast sequence space, starting from the conventional point mutant population of genes. It can be said that the method is equivalent to searching around the wild-type protein with a fork. On the other hand, the mutant population in the block unit corresponds to walking with a stride in the sequence space far from the wild-type protein. It can be said that the fitness of the array space is the key to the determination of whether or not the expected functional material is reached by this straddling. I can't say anything yet.

【0006】しかし、一方で、分子進化の理論的研究
は、天然のタンパク質の一次配列と構造解析からタンパ
ク質の多くがエクソン・シャフリングというメカニズム
を通して多様な機能を獲得してきたことを示すデータを
蓄積している。このアイデアはタンパク質のモジュール
構造の境界とその遺伝子のイントロンの位置に有意に相
関関係が見られることに基づいている。つまり、現存す
る多様なタンパク質は機能単位としてのエクソンと進化
デバイスとしてのイントロンがシャフリング・メカニズ
ムを通して発展してきた産物と見ることが可能である。
この事は、変異単位としてブロックを使用することの有
効性を支持するものであり、本発明者らは工学に応用し
うる一般的な手法としてブロック・シャフリング法の確
立をめざしている。ブロック・シャフリングの利点の一
つとして、配列空間の探索の歩幅を自由に設計できるこ
とが挙げられる。点突然変異ライブラリーは構築される
ロットによってその組成が変化してしまい各探索試行が
独立していて互いに参考にならない。一方、ブロック・
シャフリングでは、そのブロックの種類や長さを決定す
る際に探索経歴を考慮した設計が可能であり、より効率
的探索を目指してブロック設計のノウハウを蓄積してい
ける点で優れている。
On the other hand, theoretical studies on molecular evolution have accumulated data showing that many proteins have acquired various functions through a mechanism called exon shuffling from the primary sequence and structural analysis of natural proteins. are doing. The idea is based on a significant correlation between the boundaries of the protein's modular structure and the location of the introns of the gene. In other words, various existing proteins can be regarded as products that exons as functional units and introns as evolutionary devices have developed through a shuffling mechanism.
This supports the effectiveness of using a block as a mutation unit, and the present inventors aim to establish a block shuffling method as a general technique applicable to engineering. One of the advantages of block shuffling is that the stride for searching the array space can be freely designed. The composition of the point mutation library varies depending on the lot to be constructed, and each search trial is independent and cannot be referred to each other. On the other hand,
Shuffling can be designed in consideration of a search history when determining the type and length of the block, and is excellent in accumulating know-how of block design for more efficient search.

【0007】機能性タンパク質の創製をめざす場合、そ
のもっとも基本的構成単位はアミノ酸をコードしている
トリヌクレオチド、すなわちコドンである。コドン・ア
ミノ酸対応表は全てのトリヌクレオチドが何らかのアミ
ノ酸や終止コドンをコードしていることを示している。
従って、ヌクレオチド単位のランダム変異体集団も全て
のアミノ酸を網羅することになる。しかし、そこには重
大な欠点がある。つまり、ある確率で必ず終止コドンが
発生してしまい未成熟なペプチド鎖が生成してしまうこ
とが挙げられる。また、タンパク質の翻訳系によってコ
ドンの使用頻度に差があることが知られている。実験的
に取り扱える物質量には限界があるので、大きなライブ
ラリーのサイズを確保するためにも効率的なコドンの使
用が望ましい。ブロック・シャフリングはこのような問
題を回避することが可能である。
[0007] When aiming to create a functional protein, the most basic structural unit is a trinucleotide encoding an amino acid, that is, a codon. The codon-amino acid correspondence table shows that all trinucleotides encode some amino acid or stop codon.
Therefore, the random mutant population in nucleotide units also covers all amino acids. However, there are significant drawbacks. That is, a stop codon is always generated at a certain probability, and an immature peptide chain is generated. It is also known that the frequency of codon usage varies depending on the protein translation system. Since there is a limit to the amount of substances that can be experimentally handled, it is desirable to use efficient codons to secure a large library size. Block shuffling can avoid such problems.

【0008】本発明者らはこれまでにY−ライゲーショ
ン法というDNAを効率的に連結する方法を開発してい
る。このY−ライゲーション法は、二本の一本鎖DNA
(5'-ハーフおよび3'-ハーフ)の末端に互いに相補的配
列(ステム部分)を含めておき、ハイブリダイゼーショ
ン後、一本鎖領域(ブランチ部分)の末端をRNAリガ
ーゼで連結する方法である。Y−ライゲーション法の模
式図を図1に示す。しかしながら、Y−ライゲーション
法の応用、特にDNAライブラリーやタンパク質ライブ
ラリーを作製する試みはなされていない。
The present inventors have developed a method for efficiently ligating DNA, called the Y-ligation method. This Y-ligation method uses two single-stranded DNAs.
(5'-half and 3'-half) include complementary sequences (stems) at the ends, and after hybridization, ligate the ends of the single-stranded region (branch) with RNA ligase. . FIG. 1 shows a schematic diagram of the Y-ligation method. However, no attempt has been made to apply the Y-ligation method, particularly to prepare a DNA library or a protein library.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、Y−ライゲーション法を利用した核酸ライ
ブラリーを構築する方法を確立することである。
The problem to be solved by the present invention is to establish a method for constructing a nucleic acid library using the Y-ligation method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、5’側か
ら3’側の方向にステム配列とブランチ配列とを有し、
3’末端に第1のアミノ酸をコードする塩基配列を有す
る第1の一本鎖核酸と、3’側から5’側の方向に上記
ステム配列と相補的なステム配列とブランチ配列とを有
し、5’末端に第2のアミノ酸をコードする塩基配列を
有する第2の一本鎖核酸とを用いて、各ステム配列間で
ハイブリダイズさせた後、T4 RNAリガーゼで処理して、
第1の一本鎖核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’
末端とを連結し、続いてPCRと制限酵素処理を行なう
という操作を繰り返すことにより、核酸ライブラリーを
作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have a stem arrangement and a branch arrangement in a direction from the 5 'side to the 3' side,
A first single-stranded nucleic acid having a base sequence encoding a first amino acid at a 3 ′ end, and a stem sequence and a branch sequence complementary to the stem sequence in a 3 ′ to 5 ′ direction Using a second single-stranded nucleic acid having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end, hybridizing between each stem sequence, treating with T4 RNA ligase,
3 ′ end of first single-stranded nucleic acid and 5 ′ of second single-stranded nucleic acid
It has been found that a nucleic acid library can be prepared by repeating the operation of ligating the ends and subsequently performing PCR and restriction enzyme treatment, thereby completing the present invention.

【0011】即ち、本発明によれば、以下の工程(1)
から(7)を含む、核酸ライブラリーの作製方法が提供
される。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4)工程(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にして、
5’側を親和性物質で修飾したプライマーを使用するP
CRを行い、5’側から3’側の方向にステム配列、ブ
ランチ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第
2のアミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及び
制限酵素認識配列を含む二本鎖核酸を調製し、また工程
(3)で増幅した二本鎖核酸を鋳型にして、5’側を親
和性物質で修飾したプライマーを使用するPCRを行
い、5’側から3’側の方向に制限酵素認識配列、ブラ
ンチ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2
のアミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及びス
テム配列を含む二本鎖核酸を調製し、(5)工程(4)
で得た2種の二本鎖核酸を制限酵素で処理することによ
り、各々3’末端又は5’末端に第1のアミノ酸と第2
のアミノ酸をコードする塩基配列を有する二本鎖核酸を
調製し、(6)工程(4)で導入した親和性物質による
結合能を利用して、工程(5)で得た二本鎖核酸から一
本鎖核酸を調製し、そして(7)工程(6)で得た一本
鎖核酸を用いて工程(2)から工程(6)を必要な回数
だけ繰り返す:
That is, according to the present invention, the following step (1)
To (7), a method for producing a nucleic acid library is provided. (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, and (4) the double-stranded nucleic acid obtained in step (3) is used as a template,
P using a primer whose 5 ′ side is modified with an affinity substance
CR is performed, and a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side are included. A single-stranded nucleic acid is prepared, and PCR is performed using the double-stranded nucleic acid amplified in step (3) as a template and a primer having a 5′-side modified with an affinity substance, and a 5′- to 3′-side primer is used. A restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid,
Preparing a double-stranded nucleic acid containing a base sequence, a branch sequence and a stem sequence encoding the amino acid of step (5);
By treating the two types of double-stranded nucleic acids obtained in the above with a restriction enzyme, a first amino acid and a second
A double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding the amino acid of step (5) is prepared, and (6) the double-stranded nucleic acid obtained in step (5) is obtained from Prepare single-stranded nucleic acid and (7) repeat steps (2) to (6) as many times as necessary using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6):

【0012】本発明の一例としては、以下の工程(1)
から(7)を含む核酸ライブラリーの作製方法が提供さ
れる。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4a)連結産物を一本鎖核酸にした後、相補鎖を
合成して二本鎖核酸を調製し、(4b)工程(4a)で
得た二本鎖核酸を鋳型にして、5'側を親和性物質で修飾
したフォワードプライマーと制限酵素認識配列を含むリ
バースプライマーとを使用するPCRを行い、5’側か
ら3’側の方向にステム配列、ブランチ配列、第1のア
ミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコード
する塩基配列、ブランチ配列及び制限酵素認識配列を含
む二本鎖核酸を調製し、また工程(4a)で増幅した二
本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認識配列を含むフォワ
ードプライマーと5'側を親和性物質で修飾したリバース
プライマーとを使用するPCRを行い、5’側から3’
側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のア
ミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコード
する塩基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本
鎖核酸を調製し、(5)工程(4b)で得た2種の二本
鎖核酸を制限酵素で処理することにより、各々3’末端
又は5’末端に第1のアミノ酸と第2のアミノ酸をコー
ドする塩基配列を有する二本鎖核酸を調製し、(6)工
程(4b)で導入した親和性物質による結合能を利用し
て、工程(5)で得た二本鎖核酸から一本鎖核酸を調製
し、そして(7)工程(6)で得た一本鎖核酸を用いて
工程(2)から工程(6)を必要な回数だけ繰り返す:
As an example of the present invention, the following step (1)
To (7), a method for producing a nucleic acid library. (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, (4a) the ligation product is converted into a single-stranded nucleic acid, and then the complementary strand is synthesized to prepare a double-stranded nucleic acid And (4b) PCR using the double-stranded nucleic acid obtained in the step (4a) as a template and a forward primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance and a reverse primer containing a restriction enzyme recognition sequence, A double-stranded nucleic acid containing a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. Using the double-stranded nucleic acid prepared and amplified in step (4a) as a template, 'Perform PCR using a reverse primer having a modified side with an affinity substance, 5' forward primer and 5 containing the enzyme recognition sequence side 3 '
Preparing a double-stranded nucleic acid comprising a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence and a stem sequence in the side direction; (5) The two types of double-stranded nucleic acids obtained in the step (4b) are treated with a restriction enzyme to obtain a double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding the first amino acid and the second amino acid at the 3 ′ end or the 5 ′ end, respectively. A strand nucleic acid is prepared, (6) a single-stranded nucleic acid is prepared from the double-stranded nucleic acid obtained in the step (5) using the binding ability of the affinity substance introduced in the step (4b), and (7) ) Repeat steps (2) to (6) as many times as necessary using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6):

【0013】本発明の別の一例としては、以下の工程
(1)から(7)を含む核酸ライブラリーの作製方法が
提供される。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4)工程(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にして、
5’側を親和性物質で修飾した、第1の一本鎖核酸のス
テム配列にアニールするフォワードプライマーと、制限
酵素認識配列を含み、第2の一本鎖核酸のブランチ配列
にアニールするリバースプライマーとを使用するPCR
を行い、5’側から3’側の方向にステム配列、ブラン
チ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2の
アミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列、及び制
限酵素認識配列を含む二本鎖核酸を調製し、また工程
(3)で増幅した二本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認
識配列を含み、第1の一本鎖核酸のブランチ配列にアニ
ールするフォワードプライマーと、5’側を親和性物質
で修飾した、第2の一本鎖核酸のステム配列にアニール
するリバースプライマーとを使用するPCRを行い、
5’側から3’側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ
配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のア
ミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及びステム
配列を含む二本鎖核酸を調製し、(5)工程(4)で得
た2種の二本鎖核酸を制限酵素で処理することにより、
各々3’末端又は5’末端に第1のアミノ酸と第2のア
ミノ酸をコードする塩基配列を有する二本鎖核酸を調製
し、(6)工程(4)で導入した親和性物質による結合
能を利用して、工程(5)で得た二本鎖核酸から一本鎖
核酸を調製し、そして(7)工程(6)で得た一本鎖核
酸を用いて工程(2)から工程(6)を必要な回数だけ
繰り返す:
As another example of the present invention, a method for preparing a nucleic acid library including the following steps (1) to (7) is provided. (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, and (4) the double-stranded nucleic acid obtained in step (3) is used as a template,
A forward primer which is modified on the 5 ′ side with an affinity substance and anneals to a stem sequence of a first single-stranded nucleic acid, and a reverse primer which contains a restriction enzyme recognition sequence and anneals to a branch sequence of a second single-stranded nucleic acid PCR using
And a sequence comprising a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the 5 ′ to 3 ′ direction. A single-stranded nucleic acid is prepared and a forward primer containing a restriction enzyme recognition sequence and annealing to a branch sequence of the first single-stranded nucleic acid, using the double-stranded nucleic acid amplified in step (3) as a template, PCR using a reverse primer that anneals to the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid, the side of which has been modified with an affinity substance,
A double-stranded nucleic acid containing a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence, and a stem sequence in a direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. (5) treating the two double-stranded nucleic acids obtained in step (4) with a restriction enzyme,
A double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding a first amino acid and a second amino acid at each of the 3 ′ end or the 5 ′ end is prepared, and (6) the binding ability of the affinity substance introduced in step (4) is determined. Utilizing a single-stranded nucleic acid from the double-stranded nucleic acid obtained in step (5), and (7) using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6) to perform steps (2) to (6). ) As many times as necessary:

【0014】好ましくは、第1の一本鎖核酸として、異
なる複数種の第1のアミノ酸をコードする塩基配列を有
する一本鎖核酸の混合物を使用し、第2の一本鎖核酸と
して、異なる複数種の第2のアミノ酸をコードする塩基
配列を有する一本鎖核酸の混合物を使用する。好ましく
は、ステム配列の長さが10から100塩基である。特
に好ましくは、第1の一本鎖核酸のステム配列は5’側
から3’側の方向においてGGCTCGCGAATAC
TTTG(配列番号1)であり、第2の一本鎖核酸のス
テム配列は3’側から5’側の方向においてCCGAG
CGCTTATGAAAC(配列番号2)である。
Preferably, a mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding a plurality of different first amino acids is used as the first single-stranded nucleic acid, and a different single-stranded nucleic acid is used as the second single-stranded nucleic acid. A mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding a plurality of second amino acids is used. Preferably, the length of the stem sequence is 10 to 100 bases. Particularly preferably, the stem sequence of the first single-stranded nucleic acid is GGCTCGGCGAATAC in a direction from 5 ′ to 3 ′.
TTTG (SEQ ID NO: 1), and the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid is CCGAG in the 3 ′ to 5 ′ direction.
CGCTTATGAAAC (SEQ ID NO: 2).

【0015】好ましくは、ブランチ配列の長さは10か
ら100塩基である。特に好ましくは、第1の一本鎖核
酸のブランチ配列は5’側から3’側の方向においてA
AGATCTCTTTT(配列番号3)であり、第2の
一本鎖核酸のブランチ配列が3’側から5’側の方向に
おいてTTGCCCTAGGGGAT(配列番号4)で
ある。好ましくは、工程(4)において、連結産物を変
性条件下において一本鎖核酸にした後、PCRにより増
幅して二本鎖核酸を調製する。
[0015] Preferably, the length of the branch sequence is 10 to 100 bases. Particularly preferably, the branch sequence of the first single-stranded nucleic acid is A ′ in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side.
AGATCTCTTTTT (SEQ ID NO: 3), and the branch sequence of the second single-stranded nucleic acid is TTGCCCTAGGGGGAT (SEQ ID NO: 4) in the direction from the 3 ′ side to the 5 ′ side. Preferably, in step (4), the ligation product is converted into a single-stranded nucleic acid under denaturing conditions, and then amplified by PCR to prepare a double-stranded nucleic acid.

【0016】好ましくは、工程(4)で使用するプライ
マーにおける親和性物質はビオチンである。好ましく
は、工程(4)で使用するプライマーにおける制限酵素
認識配列は、切断部位が認識配列に含まれない制限酵素
の認識配列である。好ましくは、工程(4)で使用する
プライマーにおける制限酵素認識配列は、認識配列から
離れたところで切断する制限酵素の認識配列である。好
ましくは、工程(4)で使用するプライマーにおける制
限酵素認識配列は、MboIIの認識配列である。好ましく
は、工程(2)から工程(6)を合計4回繰り返するこ
とにより16アミノ酸をコードする塩基配列を含む核酸
のライブラリーが作製される。
[0016] Preferably, the affinity substance in the primer used in step (4) is biotin. Preferably, the restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is a recognition sequence of a restriction enzyme whose cleavage site is not included in the recognition sequence. Preferably, the restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is a recognition sequence of a restriction enzyme that cuts away from the recognition sequence. Preferably, the restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is an MboII recognition sequence. Preferably, a library of nucleic acids containing a base sequence encoding 16 amino acids is prepared by repeating step (2) to step (6) four times in total.

【0017】本発明の別の側面によれば、上記した核酸
ライブラリーの作製方法により作製される核酸ライブラ
リーが提供される。本発明のさらに別の側面によれば、
上記した核酸ライブラリーの作製方法により作製される
核酸ライブラリーを用いて得られる、ペプチドライブラ
リーが提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a nucleic acid library produced by the above-described method for producing a nucleic acid library. According to yet another aspect of the present invention,
There is provided a peptide library obtained by using the nucleic acid library produced by the method for producing a nucleic acid library described above.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の核酸ライブラリーの作製方
法は、工程(1)から(7)を含むことを特徴とする。
本発明の方法における工程(1)は、5’側から3’側
の方向にステム配列とブランチ配列とを有し、3’末端
に第1のアミノ酸をコードする塩基配列を有する第1の
一本鎖核酸と、3’側から5’側の方向に上記ステム配
列と相補的なステム配列とブランチ配列とを有し、5’
末端に第2のアミノ酸をコードする塩基配列を有する第
2の一本鎖核酸とを用意する工程である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The method for preparing a nucleic acid library of the present invention is characterized by including steps (1) to (7).
Step (1) in the method of the present invention comprises a first sequence having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side, and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end. A main chain nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence complementary to the stem sequence in a direction from the 3 ′ side to the 5 ′ side;
This is a step of preparing a second single-stranded nucleic acid having a base sequence encoding a second amino acid at the end.

【0019】ランダムなアミノ酸配列、即ち、互いに異
なる任意のアミノ酸をコードする塩基配列から成る核酸
ライブラリーを作製するためには、第1の一本鎖核酸
(以下、5’ハーフ鎖とも称する)として、異なる複数
種の第1のアミノ酸をコードする塩基配列を有する一本
鎖核酸の混合物を使用し、第2の一本鎖核酸(以下、
3’ハーフ鎖とも称する)として、異なる複数種の第2
のアミノ酸をコードする塩基配列を有する一本鎖核酸の
混合物を使用する。
In order to prepare a nucleic acid library comprising a random amino acid sequence, that is, a base sequence encoding any amino acid different from each other, a first single-stranded nucleic acid (hereinafter, also referred to as 5 ′ half-strand) is used as a first single-stranded nucleic acid. A mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding a plurality of different first amino acids, and a second single-stranded nucleic acid (hereinafter, referred to as a second single-stranded nucleic acid).
3 ′ half chain) as a plurality of different second
A mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding the following amino acids is used.

【0020】異なる複数種のアミノ酸としては、例え
ば、天然の20種のアミノ酸の中から選ばれる任意の2
以上のアミノ酸を挙げることができる。アミノ酸の種類
の数は特に限定されない。また、天然のアミノ酸は、脂
肪族アミノ酸(グリシン、アラニン)、分枝アミノ酸
(バリン、ロイシン、イソロイシン)、ヒドロキシアミ
ノ酸(セリン、トレオニン)、酸性アミノ酸(アスパラ
ギン酸、グルタミン酸)、アミド(アスパラギン、グル
タミン)、塩基性アミノ酸(リシン、アルギニン)、含
硫黄アミノ酸(システイン、メチオニン)、芳香族アミ
ノ酸(フェニルアラニン、チロシン)、複素環式アミノ
酸(トリプトファンオ、ヒスチジン)、イミノ酸(プロ
リン)に分類することができるが、各グループの中から
1種のアミノ酸を代表として選択して使用してもよい。
本明細書中後記する実施例では、アミノ酸の性質を代表
する7つのアミノ酸としてグリシン、イソロイシン、ア
スパラギン酸、リシン、セリン、システイン、プロリン
を選択しているが、これは本発明の一例を示すものに過
ぎない。
The different plural kinds of amino acids include, for example, any two selected from natural 20 kinds of amino acids.
The above amino acids can be mentioned. The number of types of amino acids is not particularly limited. Natural amino acids include aliphatic amino acids (glycine, alanine), branched amino acids (valine, leucine, isoleucine), hydroxy amino acids (serine, threonine), acidic amino acids (aspartic acid, glutamic acid), and amides (asparagine, glutamine). , Basic amino acids (lysine, arginine), sulfur-containing amino acids (cysteine, methionine), aromatic amino acids (phenylalanine, tyrosine), heterocyclic amino acids (tryptophano, histidine), and imino acid (proline) However, one kind of amino acid may be selected and used as a representative from each group.
In the examples described later in this specification, glycine, isoleucine, aspartic acid, lysine, serine, cysteine, and proline are selected as seven amino acids representative of the properties of amino acids, which are examples of the present invention. It's just

【0021】5’ハーフ鎖および3’ハーフ鎖における
ステム配列の長さは、両鎖がハイブリダイズすることが
できるのに十分な長さであれば特に限定されず、好まし
くは、10から100塩基、より好ましくは10から3
0塩基程度である。5’ハーフ鎖のステム配列と3’ハ
ーフ鎖のステム配列とは互いに相補的であり、これによ
り5’ハーフ鎖と3’ハーフ鎖は一定の条件下でハイブ
リダイズすることが可能になる。より詳細には、5’ハ
ーフ鎖のステム配列(5’方向から3’方向)は3’ハ
ーフ鎖のステム配列(3’方向から5’方向)と相補的
であるため両鎖がハイブリダイズすることにより両方の
ステム配列は二本鎖を形成し、5’ハーフ鎖のブランチ
鎖と3’ハーフ鎖のブランチ鎖は一本鎖のまま存在する
ため、全体としてはY字の形を形成することになる(図
1を参照)。Y−ライゲーションという名称はこの構造
体の形に由来する。この方法の特徴は二本のDNAを連
結する反応を分子間反応から分子内反応としたことによ
り連結効率を向上させることができる点にある。従っ
て、低濃度の基質についても応用することが可能であ
る。
The length of the stem sequence in the 5 'half-strand and the 3' half-strand is not particularly limited as long as both strands can hybridize, and preferably 10 to 100 bases. , More preferably 10 to 3
It is about 0 bases. The stem sequence of the 5 ′ half-strand and the stem sequence of the 3 ′ half-strand are complementary to each other, which allows the 5 ′ half-strand and the 3 ′ half-strand to hybridize under certain conditions. More specifically, since the stem sequence of the 5 'half strand (5' to 3 'direction) is complementary to the stem sequence of the 3' half strand (3 'to 5' direction), both strands hybridize. As a result, both stem sequences form a double strand, and the 5 ′ half-strand branch strand and the 3 ′ half-strand branch strand remain single-stranded, so that they form an overall Y-shape. (See FIG. 1). The name Y-ligation derives from the form of this structure. The feature of this method is that the ligation efficiency can be improved by changing the reaction for linking two DNAs from an intermolecular reaction to an intramolecular reaction. Therefore, it can be applied to low-concentration substrates.

【0022】第1の一本鎖核酸のステム配列の一例とし
ては、5’側から3’側の方向においてGGCTCGC
GAATACTTTG(配列番号1)、第2の一本鎖核
酸のステム配列の一例としては3’側から5’側の方向
においてCCGAGCGCTTATGAAAC(配列番
号2)が挙げられる。
An example of the stem sequence of the first single-stranded nucleic acid is GGCTCGC in the direction from 5 ′ to 3 ′.
GAATACTTTG (SEQ ID NO: 1) and an example of the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid include CCGAGCCGCTTATGAAAC (SEQ ID NO: 2) in the direction from the 3 ′ side to the 5 ′ side.

【0023】5’ハーフ鎖および3’ハーフ鎖における
ブランチ配列の長さは、5’ハーフ鎖の3’末端の塩基
と3’ハーフ鎖の5’末端の塩基とが、T4 RNAリガーゼ
処理により連結できる程度の長さであれば特に限定され
ない。一般にブランチ配列の長さは短い方が連結効率は
高いが、両鎖合わせて約300ヌクレオチドの基質をか
なりの効率で連結することが可能であることが分かって
いる。また、両鎖を1対1の化学量論比で反応させるこ
とになることから、原料に対する生成物の歩留まりを向
上することとなりコスト低減や精製操作の簡便化を計る
ことが可能となる。ブランチ配列の長さは、好ましくは
10から100塩基、より好ましくは10から30塩基
程度である。5’ハーフ鎖のブランチ配列と3’ハーフ
鎖のブランチ配列の長さは同一でも異なっていてもよ
い。
The length of the branch sequence in the 5 'half strand and the 3' half strand is such that the base at the 3 'end of the 5' half strand and the base at the 5 'end of the 3' half strand are linked by T4 RNA ligase treatment. There is no particular limitation as long as it is as long as possible. In general, the shorter the length of the branch sequence is, the higher the ligation efficiency is, but it has been found that a substrate of about 300 nucleotides in total can be ligated with considerable efficiency. In addition, since the two chains are reacted at a stoichiometric ratio of 1: 1, the yield of the product with respect to the raw material is improved, and the cost can be reduced and the purification operation can be simplified. The length of the branch sequence is preferably about 10 to 100 bases, more preferably about 10 to 30 bases. The lengths of the 5 ′ half-strand branch sequence and the 3 ′ half-strand branch sequence may be the same or different.

【0024】ブランチ配列の中には、本明細書中後記す
るような制限酵素認識配列が含まれていてもよい。第1
の一本鎖核酸のブランチ配列の一例としては、5’側か
ら3’側の方向においてAAGATCTCTTTT(配
列番号3)、第2の一本鎖核酸のブランチ配列として
は、3’側から5’側の方向においてTTGCCCTA
GGGGAT(配列番号4)が挙げられる。
The branch sequence may include a restriction enzyme recognition sequence as described later in this specification. First
As an example of the branch sequence of the single-stranded nucleic acid, AAGATCTCTTTTT (SEQ ID NO: 3) in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side, and as the branch sequence of the second single-stranded nucleic acid, In direction TTGCCCTA
GGGGAT (SEQ ID NO: 4).

【0025】工程(1)で用いる5’ハーフ鎖および
3’ハーフ鎖は、通常のDNA合成法(DNAの合成器
を利用して合成する方法)により合成することができ
る。また、3’ハーフ鎖の5’末端はリン酸化したもの
を用いることにより、5’ハーフ鎖の3’末端と結合す
ることが可能になる。
The 5 ′ half-strand and 3 ′ half-strand used in step (1) can be synthesized by an ordinary DNA synthesis method (a method of synthesizing using a DNA synthesizer). Further, by using the phosphorylated 5 ′ end of the 3 ′ half chain, it becomes possible to bind to the 3 ′ end of the 5 ′ half chain.

【0026】本発明の方法における工程(2)は、第1
の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステム配列間で
ハイブリダイズさせる工程である。具体的には、工程
(1)で用意した5'-ハーフ鎖および3'-ハーフ鎖を、
好適な緩衝液中で94℃で5分間加熱した後、例えば、
60℃で15分間保温することにより相補的なステム配
列をハイブリダイズさせることができる。ハイブリダイ
ゼーションの条件(緩衝液の組成、およびハイブリダイ
ゼーション温度)は、ステム配列の長さや塩基組成など
に応じて適宜設定することができる。
Step (2) in the method of the present invention comprises the following steps:
This is a step of hybridizing the single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid between the respective stem sequences. Specifically, the 5′-half strand and 3′-half strand prepared in step (1) are
After heating at 94 ° C. for 5 minutes in a suitable buffer, for example,
By keeping the temperature at 60 ° C. for 15 minutes, the complementary stem sequence can be hybridized. Hybridization conditions (buffer composition and hybridization temperature) can be appropriately set according to the length of the stem sequence, base composition, and the like.

【0027】本発明の方法における工程(3)は、工程
(2)でハイブリダイズした生成物をT4 RNAリガーゼで
処理して、第1の一本鎖核酸の3’末端と第2の一本鎖
核酸の5’末端とを連結する工程である。なお、ハイブ
リダイゼーション溶液としてT4 RNAリガーゼの緩衝液と
して適当なものを使用した場合には、ハイブリダイゼー
ション生成物を含む溶液をそのままリガーゼ反応に使用
することができ、そうでない場合には、ハイブリダイゼ
ーション生成物を通常のDNA精製方法により回収した
後、T4 RNAリガーゼ用の緩衝液に溶解してリガーゼ反応
用の溶液を調製する。このような溶液に、ATP とT4RNA
リガーゼを添加して適当な温度(例えば、25℃)で一
定時間(例えば、16時間)反応させることにより、リ
ガーゼ反応を行なう。これにより第1の一本鎖核酸の
3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とが連結され
る。
In the step (3) of the method of the present invention, the product hybridized in the step (2) is treated with T4 RNA ligase, and the 3 ′ end of the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are treated. This is a step of linking the 5 ′ end of the strand nucleic acid. When a suitable buffer for T4 RNA ligase is used as the hybridization solution, the solution containing the hybridization product can be used for the ligase reaction as it is. The product is recovered by a usual DNA purification method, and then dissolved in a buffer for T4 RNA ligase to prepare a solution for ligase reaction. In such a solution, ATP and T4RNA
The ligase reaction is performed by adding ligase and reacting at an appropriate temperature (for example, 25 ° C.) for a certain period of time (for example, 16 hours). As a result, the 3 ′ end of the first single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid.

【0028】本発明の方法における工程(4)は、工程
(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にしたPCRにより、
5’側から3’側の方向にステム配列、ブランチ配列、
第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸
をコードする塩基配列、ブランチ配列及び制限酵素認識
配列を含む二本鎖核酸;並びに、5’側から3’側の方
向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のアミノ酸
をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコードする塩
基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本鎖核
酸;を調製する工程である。
The step (4) in the method of the present invention is carried out by PCR using the double-stranded nucleic acid obtained in the step (3) as a template.
A stem arrangement, a branch arrangement in a direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side,
A base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a double-stranded nucleic acid including a branch sequence and a restriction enzyme recognition sequence; and a restriction enzyme recognition sequence in a 5 ′ to 3 ′ direction. , A branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a double-stranded nucleic acid including a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence and a stem sequence.

【0029】工程(4)の第1の具体例においては、
(4a)連結産物を一本鎖核酸にした後、相補鎖を合成
して二本鎖核酸を調製し、次いで(4b)工程(4a)
で得た二本鎖核酸を鋳型にして、5'側を親和性物質で修
飾したフォワードプライマーと制限酵素認識配列を含む
リバースプライマーとを使用するPCRを行い、5’側
から3’側の方向にステム配列、ブランチ配列、第1の
アミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコー
ドする塩基配列、ブランチ配列及び制限酵素認識配列を
含む二本鎖核酸を調製し、また工程(4a)で増幅した
二本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認識配列を含むフォ
ワードプライマーと5'側を親和性物質で修飾したリバー
スプライマーとを使用するPCRを行い、5’側から
3’側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1
のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコ
ードする塩基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む
二本鎖核酸を調製する。なお、本明細書で工程(4)と
称する場合、上記工程(4a)及び工程(4b)を包含
するものとする。
In the first specific example of the step (4),
(4a) After converting the ligation product into a single-stranded nucleic acid, a complementary strand is synthesized to prepare a double-stranded nucleic acid, and then (4b) Step (4a)
Using the double-stranded nucleic acid obtained in step 1 as a template, PCR was performed using a forward primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance and a reverse primer containing a restriction enzyme recognition sequence, and the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side A double-stranded nucleic acid comprising a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence and a restriction enzyme recognition sequence is prepared in step (4a). Using the amplified double-stranded nucleic acid as a template, PCR was performed using a forward primer containing a restriction enzyme recognition sequence and a reverse primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance, and the PCR was performed in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. Restriction enzyme recognition sequence, branch sequence, first
A double-stranded nucleic acid comprising a base sequence encoding the amino acid of the above, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence and a stem sequence is prepared. In this specification, the step (4) includes the above steps (4a) and (4b).

【0030】工程(4a)は、連結産物を一本鎖核酸に
した後、相補鎖を合成して二本鎖核酸を調製する工程で
ある。工程(3)で得られる連結産物は、5’ハーフ鎖
および3’ハーフ鎖のステム配列は二本鎖を形成してお
り、その二本鎖の末端から、5’ハーフ鎖のブランチ配
列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミ
ノ酸をコードする塩基配列、及び3’ハーフ鎖のブラン
チ配列の順にループ構造を形成している。この連結産物
は、変性条件下に置くことにより一本鎖核酸にすること
ができる。連結産物の一本鎖核酸は、5’側から3’側
の方向に5’ハーフ鎖のステム配列、5’ハーフ鎖のブ
ランチ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第
2のアミノ酸をコードする塩基配列、3’ハーフ鎖のブ
ランチ配列、及び3’ハーフ鎖のステム配列を有するも
のである。工程(4a)では、この一本鎖核酸に対して
その相補鎖を合成して二本鎖核酸を調製する。二本鎖核
酸は、上記一本鎖核酸を鋳型にしたPCRにより行なう
ことが好ましく、これにより所望の二本鎖核酸を増幅す
ることができる。
Step (4a) is a step of preparing a double-stranded nucleic acid by converting the ligation product into a single-stranded nucleic acid and then synthesizing a complementary strand. In the ligation product obtained in step (3), the stem sequences of the 5 ′ half strand and the 3 ′ half strand form a double strand, and the 5 ′ half strand branch sequence, A loop structure is formed in the order of the base sequence encoding one amino acid, the base sequence encoding the second amino acid, and the branch sequence of the 3 ′ half chain. This ligation product can be made into a single-stranded nucleic acid by placing it under denaturing conditions. The single-stranded nucleic acid of the ligation product is composed of a 5 ′ half-strand stem sequence, a 5 ′ half-strand branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, and a second amino acid in the 5 ′ to 3 ′ direction. It has a base sequence to encode, a 3 ′ half-strand branch sequence, and a 3 ′ half-strand stem sequence. In the step (4a), a complementary strand is synthesized with respect to the single-stranded nucleic acid to prepare a double-stranded nucleic acid. The double-stranded nucleic acid is preferably performed by PCR using the single-stranded nucleic acid as a template, whereby a desired double-stranded nucleic acid can be amplified.

【0031】工程(4b)は、工程(4a)で得た二本
鎖核酸を鋳型にして、5'側を親和性物質で修飾したフォ
ワードプライマーと制限酵素認識配列を含むリバースプ
ライマーとを使用するPCRを行い、5’側から3’側
の方向にステム配列、ブランチ配列、第1のアミノ酸を
コードする塩基配列、第2のアミノ酸をコードする塩基
配列、ブランチ配列及び制限酵素認識配列を含む二本鎖
核酸を調製し、また工程(4)で増幅した二本鎖核酸を
鋳型にして、制限酵素認識配列を含むフォワードプライ
マーと5'側を親和性物質で修飾したリバースプライマー
とを使用するPCRを行い、5’側から3’側の方向に
制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のアミノ酸をコ
ードする塩基配列、第2のアミノ酸をコードする塩基配
列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本鎖核酸を調
製する工程である。
In the step (4b), using the double-stranded nucleic acid obtained in the step (4a) as a template, a forward primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance and a reverse primer containing a restriction enzyme recognition sequence are used. PCR is performed, and a sequence comprising a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. PCR using a double-stranded nucleic acid prepared in step (4) as a template and using a double-stranded nucleic acid amplified in step (4) as a template and a forward primer containing a restriction enzyme recognition sequence and a reverse primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance And a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a branch sequence in the 5 ′ to 3 ′ direction. A step of preparing a double-stranded nucleic acid comprising a beam array.

【0032】工程(4b)で使用するプライマーにおけ
る親和性物質は、プライマーに導入することが可能であ
り、工程(7)での一本鎖核酸の調製を可能にするもの
であれば特に限定されない。親和性物質の例としては、
ビオチンが挙げられ、この場合、工程(7)では、スト
レプトアビジンを使用してビオチンで標識された一本鎖
核酸を回収することができる。
The affinity substance in the primer used in the step (4b) can be introduced into the primer and is not particularly limited as long as it allows the preparation of a single-stranded nucleic acid in the step (7). . Examples of affinity substances include:
In this case, in step (7), single-stranded nucleic acid labeled with biotin can be recovered using streptavidin.

【0033】工程(4)の第2の具体例においては、工
程(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にして、5’側を親和
性物質で修飾した、第1の一本鎖核酸のステム配列にア
ニールするフォワードプライマーと、制限酵素認識配列
を含み、第2の一本鎖核酸のブランチ配列にアニールす
るリバースプライマーとを使用するPCRを行い、5’
側から3’側の方向にステム配列、ブランチ配列、第1
のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコ
ードする塩基配列、ブランチ配列、及び制限酵素認識配
列を含む二本鎖核酸を調製し、また工程(3)で増幅し
た二本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認識配列を含み、
第1の一本鎖核酸のブランチ配列にアニールするフォワ
ードプライマーと、5’側を親和性物質で修飾した、第
2の一本鎖核酸のステム配列にアニールするリバースプ
ライマーとを使用するPCRを行い、5’側から3’側
の方向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のアミ
ノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコードす
る塩基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本鎖
核酸を調製し、(5)工程(4)で得た2種の二本鎖核
酸を制限酵素で処理することにより、各々3’末端又は
5’末端に第1のアミノ酸と第2のアミノ酸をコードす
る塩基配列を有する二本鎖核酸を調製する。
In the second specific example of the step (4), the first single-stranded nucleic acid obtained by modifying the 5 ′ side with an affinity substance using the double-stranded nucleic acid obtained in the step (3) as a template PCR using a forward primer that anneals to the stem sequence of No. and a reverse primer that contains a restriction enzyme recognition sequence and anneals to the branch sequence of the second single-stranded nucleic acid,
3 'direction from the side, stem arrangement, branch arrangement, 1st
A double-stranded nucleic acid containing a nucleotide sequence encoding the amino acid of the above, a nucleotide sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence, and using the double-stranded nucleic acid amplified in step (3) as a template Containing a restriction enzyme recognition sequence,
PCR was performed using a forward primer that anneals to the branch sequence of the first single-stranded nucleic acid and a reverse primer that has a 5′-side modified with an affinity substance and anneals to the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid. A double-stranded nucleic acid comprising a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence, and a stem sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side And (5) treating the two types of double-stranded nucleic acids obtained in the step (4) with a restriction enzyme, thereby encoding the first amino acid and the second amino acid at the 3 ′ end or the 5 ′ end, respectively. A double-stranded nucleic acid having a base sequence of

【0034】この第2の具体例では、上記した第1の具
体例における工程(4a)及び(4b)を1回のPCR
で行うことを特徴とする。PCR反応では、変異の挿入
等の結果、最終の連結産物に変異が導入され、アミノ酸
の置換、フレームシフト、終止コドンの挿入等の問題が
生ずる可能性がある。そこで、このPCRによる変異の
導入を少なくすることが好ましい。そこで、工程(4
a)のライゲーション産物の増幅、及び工程(4b)の
次サイクルの原料調製を目的としたPCRを、一度のP
CR操作により同時に実施することにした。この第2の
具体例の方法では、ステム配列とブランチ配列(実施例
ではpart配列と表示)のプライマー(stemprimer、part
primer)を用いてPCRを実施し、ライゲーション産
物のPCR増幅を行う。この方法により、アミノ酸をコ
ードする塩基配列のサイクルの繰り返しによる連結によ
り作製される核酸ライブラリーへの変異の導入頻度を軽
減することができ、その結果として、ライブラリーの質
の向上が達成できる。
In the second specific example, the steps (4a) and (4b) in the first specific example are performed by one PCR.
Is performed. In the PCR reaction, as a result of insertion of a mutation or the like, a mutation is introduced into the final ligation product, which may cause problems such as amino acid substitution, frame shift, and insertion of a stop codon. Therefore, it is preferable to reduce the introduction of mutation by this PCR. Then, step (4)
PCR for the purpose of amplifying the ligation product of a) and preparing the raw material for the next cycle of step (4b) was performed once
It was decided to carry out simultaneously by CR operation. According to the method of the second specific example, primers (stemprimer, part
PCR is performed using the primers) to perform PCR amplification of the ligation product. According to this method, the frequency of introducing mutations into a nucleic acid library prepared by repetition of cycles of base sequences encoding amino acids can be reduced, and as a result, the quality of the library can be improved.

【0035】上記した工程(4)は、次のサイクルの原
料を製造するために二組のPCRを行う工程であり、工
程(2)から工程(3)で調製した連結物にステム部分
と制限酵素認識配列を導入する工程である。
The above step (4) is a step in which two sets of PCRs are performed in order to produce a raw material for the next cycle, and the ligated product prepared in the steps (2) to (3) is restricted to a stem portion. This is a step of introducing an enzyme recognition sequence.

【0036】工程(4)で調製される、5’側から3’
側の方向にステム配列、ブランチ配列、第1のアミノ酸
をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコードする塩
基配列、ブランチ配列及び制限酵素認識配列を含む二本
鎖核酸においては、次の工程(5)における制限酵素に
より、第2のアミノ酸をコードする塩基配列の3’末端
で切断されるように制限酵素認識配列が導入されてい
る。同様に、工程(4)で調製される、5’側から3’
側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のア
ミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコード
する塩基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本
鎖核酸においては、次の工程(5)における制限酵素に
より、第1アミノ酸をコードする塩基配列の5’末端で
切断されるように制限酵素認識配列が導入されている。
3 ′ from 5 ′ prepared in step (4)
In a double-stranded nucleic acid including a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence and a restriction enzyme recognition sequence in the side direction, The restriction enzyme recognition sequence was introduced by the restriction enzyme in 5) so that the restriction enzyme recognition sequence was cleaved at the 3 ′ end of the nucleotide sequence encoding the second amino acid. Similarly, 3 ′ from the 5 ′ side prepared in step (4)
In a double-stranded nucleic acid including a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence and a stem sequence in the side direction, the following steps ( A restriction enzyme recognition sequence was introduced by the restriction enzyme in 5) so that the restriction enzyme recognition sequence was cleaved at the 5 ′ end of the base sequence encoding the first amino acid.

【0037】工程(4)で使用するプライマーにおける
制限酵素認識配列は、切断部位が認識配列に含まれない
制限酵素の認識配列であり、好ましくは認識配列から離
れたところで切断する制限酵素の認識配列であり、例え
ば、MboIIの認識配列である。本発明で用いる「切断部
位が認識配列に含まれない制限酵素」としては、認識配
列のすぐ外側で切断する酵素と認識配列から遠く離れた
ところを切断する酵素の2種類が挙げられる。本発明で
は下記の酵素の中から適当なものを選択して使用するこ
とができる。認識配列のすぐ外側で切断する酵素の酵素
の例としては、以下のものが挙げられる。
The restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is a recognition sequence of a restriction enzyme whose cleavage site is not included in the recognition sequence, and preferably, a recognition sequence of a restriction enzyme which cuts away from the recognition sequence. For example, a recognition sequence of MboII. As the "restriction enzyme having no cleavage site in the recognition sequence" used in the present invention, there are two types of enzymes, one that cleaves immediately outside the recognition sequence and one that cleaves far away from the recognition sequence. In the present invention, an appropriate enzyme can be selected from the following enzymes and used. Examples of enzymes that cleave immediately outside the recognition sequence include:

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】認識配列から遠く離れたところを切断する
酵素の例としては、以下のものが挙げられる。
Examples of enzymes that cleave far away from the recognition sequence include the following.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】本発明の方法における工程(5)は、工程
(4)で得た2種の二本鎖核酸を制限酵素で処理するこ
とにより、各々3’末端又は5’末端に第1のアミノ酸
と第2のアミノ酸をコードする塩基配列を有する二本鎖
核酸を調製する工程である。工程(5)で用いる制限酵
素は、工程(4)で導入した制限酵素認識配列を認識す
る制限酵素である。
In the step (5) in the method of the present invention, the two types of double-stranded nucleic acids obtained in the step (4) are treated with a restriction enzyme, so that a first amino acid is added to the 3 ′ end or 5 ′ end, respectively. And preparing a double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding the second amino acid. The restriction enzyme used in step (5) is a restriction enzyme that recognizes the restriction enzyme recognition sequence introduced in step (4).

【0043】本発明の方法における工程(6)は、工程
(4)で導入した親和性物質による結合能を利用して、
工程(5)で得た二本鎖核酸から一本鎖核酸を調製する
工程である。工程(6)により、5’側から3’側の方
向にステム配列とブランチ配列とを有し、3’末端に第
1のアミノ酸と第2のアミノ酸をコードする塩基配列を
有する一本鎖核酸と、3’側から5’側の方向に上記ス
テム配列と相補的なステム配列とブランチ配列とを有
し、5’末端に第1のアミノ酸と第2のアミノ酸をコー
ドする塩基配列を有する一本鎖核酸とが調製される。即
ち、工程(6)で調製される2種の一本鎖核酸はそれぞ
れ、工程(1)で用意した第1の一本鎖核酸の3’末端
に第2のアミノ酸をコードする塩基配列を追加した核酸
と、工程(1)で用意した第2の一本鎖核酸の5’末端
に第1のアミノ酸をコードする塩基配列を追加した核酸
とに対応する。工程(6)により、次のサイクルに使用
するための2種類の一本鎖核酸が得られることになる。
なお、ライブラリーとしては、工程(3)で一本鎖連結
物が得られ、工程(4)で二本鎖化DNAが得られたこ
とになる。
In the step (6) in the method of the present invention, utilizing the binding ability of the affinity substance introduced in the step (4),
This is a step of preparing a single-stranded nucleic acid from the double-stranded nucleic acid obtained in the step (5). A single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from 5 ′ to 3 ′ and having a base sequence encoding a first amino acid and a second amino acid at the 3 ′ end by step (6) And a stem sequence complementary to the stem sequence and a branch sequence in the direction from the 3 ′ side to the 5 ′ side, and a base sequence encoding the first amino acid and the second amino acid at the 5 ′ end. A single-stranded nucleic acid is prepared. That is, each of the two types of single-stranded nucleic acids prepared in step (6) has a nucleotide sequence encoding a second amino acid added to the 3 ′ end of the first single-stranded nucleic acid prepared in step (1). And a nucleic acid obtained by adding a base sequence encoding a first amino acid to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid prepared in step (1). Step (6) provides two types of single-stranded nucleic acids for use in the next cycle.
As a library, a single-stranded product was obtained in step (3), and a double-stranded DNA was obtained in step (4).

【0044】本発明の方法における工程(7)は、工程
(6)で得た一本鎖核酸を用いて工程(2)から工程
(6)を必要な回数だけ繰り返す工程である。このよう
にして連結されるブロック数はサイクル数に応じて2、
4、8、16、と指数関数的に増加していく。この特性
は長いシャフリング物を構築する際には反応段数を少な
くできるという意味で重要な利点となる。
Step (7) in the method of the present invention is a step of repeating steps (2) to (6) as many times as necessary using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6). The number of blocks connected in this way is 2, depending on the number of cycles,
It increases exponentially to 4, 8, and 16. This property is an important advantage when constructing a long shuffled product in that the number of reaction stages can be reduced.

【0045】本発明では、ペプチド・タンパク質ライブ
ラリーの構築を最終目標として捕らえ、その最小単位と
してのコドン(トリヌクレオチド)をブロックとした
が、ブロック長は任意の長さに設定することができる。
コドンが複数個連結したブロックから出発することも可
能である。その延長上にはタンパク質の構造単位(例え
ばα-へリックス、βシート、モジュール、ドメインな
どの構造単位)でのシャフリングがある。機能性ペプチ
ドとしては小さいものは数残基アミノ酸から成り立つも
のも知られているが、多彩な機能を発現するには多様な
構造体を形成しうる長さを有していることが必要である
と考えられる。このような観点から十数残基のアミノ酸
からなるペプチドはフレキシブルな構造体を形成する最
適な長さであると言える。本明細書の実施例で示したよ
うな16アミノ酸からなるペプチドは、工程(2)〜
(6)を4サイクル回しただけで構築しうることや、機
能発現の高いポテンシャルを有する長さであるという意
味で重要である。
In the present invention, the construction of a peptide / protein library is regarded as the final goal, and a codon (trinucleotide) as its minimum unit is used as a block. However, the block length can be set to any length.
It is also possible to start from a block in which multiple codons are linked. On its extension is shuffling in structural units of the protein (eg, structural units such as α-helix, β-sheet, module, domain, etc.). Although a small functional peptide is known to be composed of several amino acids, it is necessary to have a length that can form various structures to express various functions. it is conceivable that. From this point of view, it can be said that a peptide consisting of more than ten amino acids has an optimal length for forming a flexible structure. The peptide consisting of 16 amino acids as shown in the examples of the present specification was prepared in the steps (2) to (4).
This is important in that it can be constructed only by turning (6) four cycles, and has a high potential for expressing functions.

【0046】本明細書の実施例では、各サイクルで連結
反応させる5'-ハーフ鎖および3'-ハーフ鎖のブロック数
は同数となるように操作を進めたが、偶数個と奇数個の
ブロック数の基質を用いることで任意のブロック数を有
するシャフリング体の構築を行なうことも可能である。
例えば、12ブロック長のライブラリーを構築する場合
には、工程(2)〜(6)を3サイクル回し、第4サイ
クル目は第3サイクルの生成物と第2サイクルの生成物
から調製した5'-ハーフ鎖および3'-ハーフ鎖を使用すれ
ばよい。これは、本発明の方法の大きな利点の一つであ
る。即ち、一度、各サイクルで構築されたライブラリー
は、PCRで増幅することにより任意に再生して使用す
ることが可能である。このことは単にブロック長の調節
のみにとどまらず、異なるブロックから構築されたライ
ブラリーとのドッキングも可能にするという意味で、探
索する配列空間の範囲を大きく広げることになる。
In the examples of the present specification, the operation was carried out so that the number of blocks of the 5′-half strand and the number of blocks of the 3′-half strand to be subjected to the ligation reaction in each cycle was the same, but the number of even-numbered and odd-numbered blocks was By using a number of substrates, it is possible to construct a shuffling body having an arbitrary number of blocks.
For example, when constructing a library having a length of 12 blocks, steps (2) to (6) are performed three times, and the fourth cycle is prepared from the product of the third cycle and the product of the second cycle. A '-half strand and a 3'-half strand may be used. This is one of the great advantages of the method of the present invention. That is, the library once constructed in each cycle can be arbitrarily regenerated and used by amplifying it by PCR. This greatly expands the range of the sequence space to be searched in the sense that not only the adjustment of the block length but also the possibility of docking with a library constructed from different blocks is possible.

【0047】本発明における核酸とは、DNA及びRN
Aを含む最も広い意味で使用され、DNAやRNAの類
似体も含まれる。近年、DNA、RNA、その類似体な
ど核酸自体の酵素活性や結合活性がクローズアップさ
れ、その応用も盛んに行われている。このような知見を
ブロック設計に生かし、新しい機能性核酸の創製に応用
していくことに、本発明の方法は適している。
The nucleic acid in the present invention includes DNA and RN
It is used in the broadest sense, including A, and includes analogs of DNA and RNA. In recent years, the enzymatic activity and binding activity of nucleic acids themselves, such as DNA, RNA, and analogs thereof, have been highlighted and their applications are being actively pursued. The method of the present invention is suitable for applying such knowledge to block design and applying it to creation of a new functional nucleic acid.

【0048】本明細書の実施例においては、48ヌクレ
オチドのDNAを生成したが、原料も含めて5'-ハーフ
鎖および3'-ハーフ鎖はRNAに置き換えることが可能
である。DNAの連結にはRNAリガーゼの活性を応用
していることから理解されるように、基質をRNAとし
て連結することは効率の向上につながることになる。こ
の場合、ステム領域にプロモーターを含めておくことで
達成される。最終的なDNAライブラリーもRNAに変
換し、RNAライブラリーに置き換えることも可能であ
る。また、核酸類似物質または修飾・標識を施した核酸
を最終サイクルに組み込むことで、正規の核酸以外の連
結物を獲得することも可能である。
In the examples of the present specification, a DNA of 48 nucleotides was generated, but the 5'-half strand and the 3'-half strand including the raw material can be replaced with RNA. As can be understood from the fact that the activity of RNA ligase is applied to DNA ligation, ligation of a substrate as RNA leads to an improvement in efficiency. This is achieved by including a promoter in the stem region. The final DNA library can also be converted to RNA and replaced with an RNA library. Also, by incorporating a nucleic acid analog or a modified / labeled nucleic acid in the final cycle, it is also possible to obtain a ligated substance other than a regular nucleic acid.

【0049】上記した本発明の方法の具体的な実施態様
の一つの概要を図2に示す。なお、図2は、本明細書の
実施例の内容を模式化したものでもあり、本発明の範囲
を限定するものではない。ここでは、制限酵素としてM
boIIを使用し、親和性物質としてビオチンを使用し
ている。図2の各工程の説明を以下に記載する。 (1)5'−ハーフおよび3'−ハーフについて、共通す
るステム部分と7つのトリヌクレオチドを含むDNAオ
リゴマーを準備する。図では単純化して単一のDNAオ
リゴマー鎖で説明してある。 (2)次に、5'-ハーフと3'-ハーフをハイブリダイズす
る。 (3)両鎖をT4 RNAリガーゼで連結する。 (4)連結産物をPCRで増幅する。
FIG. 2 shows an outline of one specific embodiment of the above-mentioned method of the present invention. FIG. 2 schematically illustrates the contents of the embodiment of the present specification, and does not limit the scope of the present invention. Here, M is used as a restriction enzyme.
boII is used, and biotin is used as an affinity substance. The description of each step in FIG. 2 is described below. (1) For 5′-half and 3′-half, prepare a DNA oligomer containing a common stem portion and seven trinucleotides. In the figure, a single DNA oligomer chain is used for simplification. (2) Next, the 5'-half and the 3'-half are hybridized. (3) Ligate both chains with T4 RNA ligase. (4) Amplify the ligation product by PCR.

【0050】(5)次のサイクルの原料を製造するため
に二組のPCRを行い、連結物にステム部分と制限酵素
認識配列を導入する(Pre-5'-ハーフおよびPre-3'-ハー
フ)。この際ステム側のプライマーは5'ビオチン修飾を
施したものを使用する。制限酵素は切断部分が認識配列
に含まれないものを使用する。 (6)制限酵素処理により不要な片方の末端を切り離
す。 (7)ビオチンとストレブトアビジン・ビーズの結合能
を利用して、一本鎖DNA(次のサイクルの5'-ハーフ
および3'-ハーフ)を調製する。この際必要とするDN
Aは、濃い灰色ボックスで示されるブロックを有するD
NA鎖である。 (8)工程2に戻り、ここまでの操作を所定のブロック
数が連結するまで繰り返す。
(5) Two sets of PCRs are performed to produce a raw material for the next cycle, and a stem portion and a restriction enzyme recognition sequence are introduced into the ligated product (Pre-5'-half and Pre-3'-half). ). At this time, the primer on the stem side used is one modified with 5 ′ biotin. As the restriction enzyme, one whose cleavage portion is not included in the recognition sequence is used. (6) Unnecessary one end is cut off by restriction enzyme treatment. (7) Single-stranded DNA (5'-half and 3'-half of the next cycle) is prepared using the binding ability of biotin and streptavidin beads. DN required at this time
A is D with blocks indicated by dark gray boxes
NA chain. (8) Return to step 2 and repeat the above operations until a predetermined number of blocks are linked.

【0051】本発明は、上記した核酸ライブラリーの作
製方法により作製される核酸ライブラリーにも関する。
本発明の方法により得られる核酸ライブラリー中の核酸
は、任意の所定の数のアミノ酸をコードする塩基配列か
ら構成され、各アミノ酸の出現頻度についても一般的に
は極端な偏りは見られないことを特徴とする。
The present invention also relates to a nucleic acid library prepared by the above-described method for preparing a nucleic acid library.
The nucleic acid in the nucleic acid library obtained by the method of the present invention is composed of a base sequence encoding an arbitrary predetermined number of amino acids, and the frequency of appearance of each amino acid does not generally show an extreme bias. It is characterized by.

【0052】さらに本発明は、上記した核酸ライブラリ
ーの作製方法により作製される核酸ライブラリーを用い
て得られる、ペプチドライブラリーにも関する。ペプチ
ドライブラリーは、核酸ライブラリーを適当な発現系に
おいて発現させることにより得ることができる。ペプチ
ドライブラリーを作製するための発現系としては、例え
ば、ファージディスプレイ法が挙げられる。ファージデ
ィスプレイ法は、目的の標的分子に対する親和性を有す
る分子を多数のペプチド、変異タンパク質、およびcD
NAからスクリーニングするための強力な方法となって
いる。ファージディスプレイ法では、108から109個の異
なる組み換え体を生成することが可能であり、これらの
中から、抗原、抗体、細胞表面受容体、タンパク質シャ
ペロン、DNA、金属イオンその他に対する親和性を有
する1つ以上のクローンを選択することが可能である。
ライブラリーのスクリーニングは、提示される因子がキ
ャプシド融合タンパク質としてウィルス表面に発現され
るため、多くの用途に用いることができる。ファージデ
ィスプレイ法では、(1)表現型と遺伝型の間に物理的
な関連が存在する、(2)ライブラリーから単離された
ウィルス粒子は、細菌に感染させることによって再生す
ることができる、(3)提示された結合ペプチドまたは
タンパク質の一次構造は、ウィルスゲノム中のクローニ
ングされた断片のDNAを配列決定することによって容
易に推定できる、という利点を有する。本発明のペプチ
ドライブラリーは、例えば、バクテリオファージによっ
て発現させることができる。即ち、本発明の方法で得ら
れる核酸ライブラリーを、バクテリオファージM13の遺
伝子III、VI、またはVIII中にクローン化し、それによ
って多数のペプチド:キャプシド融合タンパク質として
発現させることができる。
The present invention also relates to a peptide library obtained by using the nucleic acid library prepared by the above-described method for preparing a nucleic acid library. A peptide library can be obtained by expressing a nucleic acid library in an appropriate expression system. An expression system for preparing a peptide library includes, for example, a phage display method. The phage display method uses molecules with an affinity for the target molecule of interest to determine the number of peptides, muteins, and cDs.
It is a powerful method for screening from NA. The phage display method can produce 10 8 to 10 9 different recombinants, among which the affinity for antigens, antibodies, cell surface receptors, protein chaperones, DNA, metal ions, etc. It is possible to select one or more clones that have.
Library screening can be used for a number of applications because the displayed factor is expressed on the virus surface as a capsid fusion protein. In phage display, (1) there is a physical association between phenotype and genotype, (2) virus particles isolated from the library can be regenerated by infecting bacteria, (3) The primary structure of the displayed binding peptide or protein has the advantage that it can be easily deduced by sequencing the DNA of the cloned fragment in the viral genome. The peptide library of the present invention can be expressed, for example, by bacteriophage. That is, the nucleic acid library obtained by the method of the present invention can be cloned into gene III, VI, or VIII of bacteriophage M13, and thereby expressed as a number of peptide: capsid fusion proteins.

【0053】[0053]

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は実施例によって限定されることは
ない。 (実施例1)本実施例では、アミノ酸の性質を代表する
7つのアミノ酸をコードするトリヌクレオチドをブロッ
クとする16ブロックのシャフリング・ライブラリーの
構築を試みた。アミノ酸とトリヌクレオチドの対応表を
以下に示す。このコドンは小麦胚芽の翻訳系のコドン使
用頻度を参考に選択した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples. (Example 1) In this example, an attempt was made to construct a 16-block shuffling library in which trinucleotides encoding seven amino acids representing the properties of amino acids were used as blocks. The correspondence table between amino acids and trinucleotides is shown below. This codon was selected with reference to the frequency of codon usage in the translation system of wheat germ.

【0054】アミノ酸 コドン Gly GGC Ile ATC Asp GAC Lys AAG Ser TCC Cys TGCPro CCA Amino acid codon Gly GGC Ile ATC Asp GAC Lys AAG Ser TCC Cys TGC Pro CCA

【0055】また、図3にT4 RNAリガーゼの基質の構造
(a)および導入される制限酵素の認識配列と切断部位
の関係(b)を示す(詳細は実験操作の中で説明す
る)。
FIG. 3 shows the structure of the substrate of T4 RNA ligase (a) and the relationship between the recognition sequence of the introduced restriction enzyme and the cleavage site (b) (details will be described in the experimental procedures).

【0056】(実験操作)1. 5'-ハーフおよび3'-ハーフのライゲーション 各々7種類の5'-ハーフ鎖および3'-ハーフ鎖(5'末端リ
ン酸化したもの)を30μlのライゲーション緩衝液中(5
0mM Tris-HCl (pH 8.0), 10mM MgCl2, 10mg/lBSA, 1mM
hexammine cobalt chloride, 及び25% polyethylene gl
ycol 6000)、94℃ で5分間加熱後、60℃に15分間保
温して相補的なステム領域をハイブリダイズさせた(図
3(a)を参照、図中、‘N'はブロック部分のヌクレ
オチドを示す)。その後、0.1mM ATP と 50 units の T
4 RNA ligase (Takara) を添加して25℃で16時間反
応させた。
[0056] (Experimental Procedure) 1. 5′-half and 3′-half ligation Seven types of 5′-half strands and 3′-half strands (5′-terminal phosphorylated) in 30 μl of ligation buffer (5
0 mM Tris-HCl (pH 8.0), 10 mM MgCl 2 , 10 mg / l BSA, 1 mM
hexammine cobalt chloride, and 25% polyethylene gl
ycol 6000), heated at 94 ° C. for 5 minutes, and then incubated at 60 ° C. for 15 minutes to hybridize complementary stem regions (see FIG. 3 (a), where “N” indicates nucleotides in the block portion) Is shown). Then 0.1 mM ATP and 50 units of T
4 RNA ligase (Takara) was added and reacted at 25 ° C. for 16 hours.

【0057】2. ライゲーション産物の増幅 ライゲーション産物は変性ポリアクリルアミドゲル電気
泳動(PAGE)で精製した(8M尿素8%ポリアクリルアミ
ド, 300V, 160mA, 35分間)。目的物のバンドをゲル
から切り出した後、ゲルから抽出したDNAをテンプレ
ート(バンド抽出物50μl中の1μl)としたPCRを以
下の通り行うことで精製度を上げた。この操作によって
原料のDNAを除去することができる。ブロック部分に
隣接する配列を含むプライマー(p1:TTGAAGATCTCTTTT
(配列番号5)およびp2:TTGAACGGGATCCCCTA(配列番号
6)、各10pmole)を使用した。PCR反応液(50μl)
の組成は200μM dNTP、1 ユニット Taq polymerase (Gr
eignner)、 50mM Tris-HCl(pH8.7)、2.5mM MgCl2であ
る。 PCRの反応条件を以下に示す;プレ変性: 90℃,
2分; 変性: 90℃, 0.5分; アニーリング: 35℃, 1
分; 伸長: 72℃, 0.5分; 30サイクル。
[0057] 2. Amplification of Ligation Product The ligation product was purified by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) (8 M urea 8% polyacrylamide, 300 V, 160 mA, 35 minutes). After excising the band of the target substance from the gel, the degree of purification was increased by performing PCR using DNA extracted from the gel as a template (1 μl in 50 μl of band extract) as follows. By this operation, the raw material DNA can be removed. A primer containing a sequence adjacent to the block portion (p1: TTGAAGATCTCTTTT
(SEQ ID NO: 5) and p2: TTGAACGGGATCCCCTA (SEQ ID NO: 6), each 10 pmole) were used. PCR reaction solution (50 µl)
Is 200 μM dNTP, 1 unit Taq polymerase (Gr
eignner), 50 mM Tris-HCl (pH 8.7), 2.5 mM MgCl 2 . The PCR reaction conditions are shown below; pre-denaturation: 90 ° C.,
2 minutes; Denaturation: 90 ° C, 0.5 minutes; Annealing: 35 ° C, 1
Min; extension: 72 ° C, 0.5 min; 30 cycles.

【0058】3. 次サイクルの原料調製を目的とした
PCR 連結物の増幅物に制限酵素MboII 認識配列およびステム
部分を導入するためのPCRを行う。ここでは5'-ハー
フ鎖調製用および3'-ハーフ鎖調製用に2種類のPCR
を行った。前者はプライマーとして、 p3:GGCTCGCGAATACTTTGGGGATCTCTTT(0.1pmole)(配列番
号7)、 p4:TTGACGAAGATCCCCTA(10pmole)(配列番号8)、 p5:biotin-GGCTCGCGAATACTTTG(10pmole)(配列番号9) を用いた。
[0058] 3. For the preparation of raw materials for the next cycle
PCR for introducing a restriction enzyme MboII recognition sequence and a stem portion into the amplified product of the PCR ligation is performed. Here, two types of PCR are used for preparing the 5'-half strand and for preparing the 3'-half strand.
Was done. The former used p3: GGCTCGCGAATACTTTGGGGATCTCTTT (0.1pmole) (SEQ ID NO: 7), p4: TTGAC GAAGA TCCCCTA (10pmole) (SEQ ID NO: 8), and p5: biotin-GGCTCGCGAATACTTTG (10pmole) (SEQ ID NO: 9) as primers.

【0059】また、後者はプライマーとして、 p6:ttGAAGAtctcttt(0.1pmole)(配列番号10)、 p7:GGCTCGCGAATACTTTGAACGGGATCCCCTA(10pmole)(配列
番号11)、 p8:biotin-GGCTCGCGAATACTTTGAA(10pmole)(配列番号1
2) を用いた。p5およびp8は、後に行う一本鎖DNAの調製
を目的として5'末端にビオチン修飾を施したプライマー
である。この配列はp3およびp6の5'末端側の配列と同じ
である。プライマー配列中の下線部分は制限酵素MboII
の認識配列を示している。
The latter is used as a primer, p6: tt GAAGA tctcttt (0.1 pmole) (SEQ ID NO: 10), p7: GGCTCGCGAATACTTTGAACGGGATCCCCTA (10 pmole) (SEQ ID NO: 11), p8: biotin-GGCTCGCGAATACTTTGAA (10 pmole) (SEQ ID NO: 1)
2) was used. p5 and p8 are primers having a biotin modification at the 5 ′ end for the purpose of preparing single-stranded DNA to be performed later. This sequence is the same as the sequence at the 5 'end of p3 and p6. The underlined part in the primer sequence is the restriction enzyme MboII.
Is shown.

【0060】4. 制限酵素処理 3'-ハーフ鎖調製用および5'-ハーフ鎖調製用のPCR産
物は、各々、30μlの緩衝液中、50 ユニットの制限酵素
Mbo II(Takara)で 37℃で1時間インキュベートした。
制限酵素部位の構造は図3(b)に示した。図中、'N' は
ブロックの塩基を示しており、認識配列と切断部位はそ
れぞれボックスと矢印で示した。連結されたブロックの
瀬戸際で切断することが必要であり、切断部位が認識配
列に含まれないことが制限酵素の選択条件となる。ここ
では1種類の酵素を使用しているが、同様の酵素を組み
合わせて使用することも可能である。
[0060] 4. PCR products for 3'-half strand preparation and 5'-half strand preparation were each treated with 50 units of restriction enzyme in 30 μl of buffer.
Incubated for 1 hour at 37 ° C with Mbo II (Takara).
The structure of the restriction enzyme site is shown in FIG. In the figure, 'N' indicates the base of the block, and the recognition sequence and the cleavage site are indicated by boxes and arrows, respectively. It is necessary to cut at the brink of the connected block, and the restriction enzyme selection condition is that the cut site is not included in the recognition sequence. Here, one type of enzyme is used, but it is also possible to use a combination of similar enzymes.

【0061】5. PCR産物からの一本鎖DNAの調
各々の制限酵素消化物(30μl)を 30 μl の 2×Binding
and Washing 緩衝液(2×B & W buffer, 0.2M Tris-HCl
(pH8.0), 1M NaCl, 2% Tween-20)と合わせ、予め、0.1
M NaOH で洗浄し、1×Binding and Washing 緩衝液 (B
& W buffer, 0.1M Tris-HCl (pH8.0), 0.5M NaCl, 1% T
ween-20)で平衡化した60μlストレブトアビジン・マグ
ネットビーズ(ダイナビーズM-280 streptavidin, DynaB
eads) と混合した。この懸濁液を室温で1時間攪拌して
PCR産物を固定化した。ビーズを100 μl の 1×B &
W 緩衝液で一度、100μl の水で二度洗浄した後、 室温
で2分間25μlの25% アンモニア水で二度処理して非ビ
オチン修飾DNA鎖を回収した。次に、ビーズを100μl
の水で二度洗浄した後、65℃で2分間25μlの25%アン
モニウム水で二度処理してビオチン修飾DNA鎖を回収
した。回収したアンモニア水抽出液は乾燥後、水に溶解
して次サイクルの原料として使用する。 3'-ハーフ鎖調
製用PCR産物からの抽出物は非ビオチン修飾DNA鎖
を使用し、5'-ハーフ鎖調製用のPCR産物からの抽出
物はビオチン修飾DNA鎖を使用する(図2を参照)。
[0061] 5. Preparation of single-stranded DNA from PCR products
2 × Binding of manufacturing each of the restriction enzyme digests (30 [mu] l) 30 [mu] l
and Washing buffer (2 × B & W buffer, 0.2M Tris-HCl
(pH8.0), 1M NaCl, 2% Tween-20)
Wash with M NaOH, and add 1x Binding and Washing buffer (B
& W buffer, 0.1M Tris-HCl (pH8.0), 0.5M NaCl, 1% T
Ween-20) equilibrated with 60 μl streptavidin magnet beads (Dynabeads M-280 streptavidin, DynaB
eads). This suspension was stirred at room temperature for 1 hour to immobilize the PCR product. Transfer 100 μl of beads to 1 × B &
After washing once with W buffer once and twice with 100 μl of water, the non-biotin-modified DNA strand was recovered by treating twice with 25 μl of 25% aqueous ammonia at room temperature for 2 minutes. Next, add 100 μl of beads
And then treated twice with 25 μl of 25% ammonium water at 65 ° C. for 2 minutes to recover a biotin-modified DNA strand. The recovered ammonia water extract is dried, dissolved in water, and used as a raw material for the next cycle. The extract from the PCR product for preparing the 3′-half strand uses a non-biotin-modified DNA strand, and the extract from the PCR product for preparing the 5′-half strand uses the biotin-modified DNA strand (see FIG. 2). ).

【0062】6. 回収された3'-ハーフ鎖および5'-ハ
ーフ鎖のライゲーション 連結物から回収された3'-ハーフ鎖および5'-ハーフ鎖は
最初のライゲーション反応同様に、TRL緩衝液中でハイ
ブリダイズさせた後、T4 RNAリガーゼによるライゲーシ
ョンを行った。以後同様の操作を繰り返すことにより所
定の長さとなるまでブロックを順次連結させた。
[0062] 6. Recovered 3'-half strand and 5'-c
The 3′-half strand and the 5′-half strand recovered from the ligation ligation of the leaf strand were hybridized in a TRL buffer in the same manner as in the first ligation reaction, and then ligated with T4 RNA ligase. Thereafter, by repeating the same operation, the blocks were sequentially connected until a predetermined length was reached.

【0063】7.シャフリング物の配列決定 このブロックシャフリング・DNAをTA cloning kit
(TA Cloning Kit Jr.,Invitrogen)を用いてクローニン
グした。インサートの確認はコロニー・PCRおよび変
性PAGEで行った。インサートが確認された形質転換体か
ら、プラスミド抽出キット(Wizard Plus SV Minipreps
DNA Purification System, Promega)を用いてプラスミ
ドDNAを抽出した。DNA配列はDNA シーケンシング
・キット(Thermo Sequenase fluorescent labelled pri
mer cycle sequencing kit with7-deaza-dGTP, Amersha
m Parmacia Biotech)および DNA シーケンサー(Shimad
u, DSQ2000)で行った。
[0063] 7. Sequencing of shuffled product This block shuffling DNA is transferred to TA cloning kit
(TA Cloning Kit Jr., Invitrogen). Confirmation of the insert was performed by colony PCR and denaturing PAGE. Plasmid extraction kit (Wizard Plus SV Minipreps
Plasmid DNA was extracted using DNA Purification System, Promega). The DNA sequence was obtained from a DNA sequencing kit (Thermo Sequenase fluorescent labeled pri
mer cycle sequencing kit with7-deaza-dGTP, Amersha
m Parmacia Biotech) and DNA sequencer (Shimad
u, DSQ2000).

【0064】(結果と考察)1. 連結物のゲル電気泳動分析結果 各サイクルで増幅した連結産物を変性PAGEおよび銀染色
で分析した。結果を図4に示す。各産物はプライマー領
域(32塩基長一定)および連結ブロック領域(3×2n
塩基長、nはサイクル数)を含んでいる。従って、第一
サイクルでは38bp、第二サイクルでは44bp、第3サイク
ルでは56bp、第4サイクルでは80bpの産物が期待され、
分析結果と一致している。図4中、レーンMはDNAの
サイズマーカーであり、サイズを左に示した。
[0064] (Results and Discussion) 1. Results of gel electrophoresis analysis of the ligated product The ligated product amplified in each cycle was analyzed by denaturing PAGE and silver staining. FIG. 4 shows the results. Each product is composed of a primer region (32 base length fixed) and a linking block region (3 × 2 n
Base length, n is the number of cycles). Therefore, a product of 38 bp in the first cycle, 44 bp in the second cycle, 56 bp in the third cycle and 80 bp in the fourth cycle is expected,
It is consistent with the analysis results. In FIG. 4, lane M is a DNA size marker, and the size is shown on the left.

【0065】2. DNA配列決定の結果 構築したDNAライブラリーの一部の配列決定結果を以
下の表4に示す。
2. The results of sequencing of a portion of the DNA library constructed as a result of DNA sequencing are shown in Table 4 below.

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】その他の配列結果も含めて解析した結果、
PCRの際に発生したと思われる塩基置換が確認され
た。なお、現在使用しているPCR用DNAポリメラー
ゼはTaq DNAポリメラーゼであるが、この酵素は合成す
る際に数万ヌクレオチド当たり一個の変異を導入するこ
とが知られている。また、制限酵素の切断の際に発生し
たと思われる欠失突然変異も確認されたが、これは、制
限酵素の切断部位の非特異性に由来すると思われる。な
お、本実施例で使用した制限酵素MboIIは、認識配列か
ら遠く離れたところを切断する酵素に属するものであ
る。別の実験から、MboIIの切断部位特異性が両鎖で異
なることが示唆されている。
As a result of analysis including other sequence results,
Base substitution that was considered to have occurred during PCR was confirmed. The PCR DNA polymerase currently used is Taq DNA polymerase, and it is known that this enzyme introduces one mutation per tens of thousands of nucleotides during synthesis. In addition, a deletion mutation that appeared to have occurred during cleavage of the restriction enzyme was also confirmed, but this is probably due to the non-specificity of the cleavage site of the restriction enzyme. The restriction enzyme MboII used in this example belongs to an enzyme that cuts a site far away from the recognition sequence. Separate experiments suggest that the cleavage site specificity of MboII is different for both chains.

【0068】また、本実施例では16個のアミノ酸から
なるペプチドライブラリーの構築を最終目標に設定し
て、7種のトリヌクレオチドをブロックとしてYLBSのサ
イクルを4サイクル回し、所定のブロック数を含むシャ
フリング・ライブラリーを獲得することに成功した。総
合的なブロック出現頻度も以下に示すように極端な偏り
は見られなかった。
In this example, the construction of a peptide library consisting of 16 amino acids was set as the final goal, and the YLBS cycle was repeated four times using seven types of trinucleotides as blocks, and a predetermined number of blocks were included. Successfully acquired a shuffling library. No extreme bias was observed in the overall block appearance frequency as shown below.

【0069】 [0069]

【0070】(実施例2)YLBS法を用いてDNAライブラ
リーの作製を行った。原料オリゴヌクレオチドとしては
以下の配列を使用した。 5'half:GGCTCGCGAATACTGCGAAGACCACCATGNNN(32mer,下線
部分はステム領域)(配列番号13) stem primer(biotin標識):GGCTCGCGAATACTGCGAAGGCCACC
ATG(29mer)(配列番号14) part primer(FITC標識):GCGTAGAAGATCGTGGA(17mer, 3'h
alfにアニール)(配列番号15) 3'half:NNNTCCACGATCCTGTTCGCAGTATTCGCGAGCC(34mer,下
線部分はステム領域)(配列番号16) stem primer(biotin標識):GGCTCGCGAATACTGCGAACAGGATC
GTGGA(31mer)(配列番号17) part primer(FITC標識):CTGCGAAGACCACCATG(17mer, 5'h
alfにアニール)(配列番号18) part primerにはMboII認識部位が含まれており、stem p
rimerにはMboIIで切断されないように変異を施してあ
る。
(Example 2) A DNA library was prepared by using the YLBS method. The following sequence was used as a starting oligonucleotide. 5'half: GGCTCGCGAATACTGCGAA GACCACCATGNNN (32mer, underlined stem region) (SEQ ID NO: 13) stem primer (biotin label): GGCTCGCGAATACTGCGAAGGCCACC
ATG (29mer) (SEQ ID NO: 14) part primer (FITC label): GCGTAGAAGATCGTGGA (17mer, 3'h
3′half: NNNTCCACGATCCTG TTCGCAGTATTCGCGAGCC ( 34mer , underlined stem region) (SEQ ID NO: 16) stem primer (biotin label): GGCTCGCGAATACTGCGAACAGGATC
GTGGA (31mer) (SEQ ID NO: 17) part primer (FITC label): CTGCGAAGACCACCATG (17mer, 5'h
alf) (SEQ ID NO: 18) The part primer contains an MboII recognition site,
The rimer is mutated to prevent cleavage by MboII.

【0071】MboII認識部位: GAAGANNNNNNNN↓ CTTCTNNNNNNN↑MboII recognition site: GAAGANNNNNNNN ↓ CTTCTNNNNNNN ↑

【0072】シークエンス用プライマー YLBSライブラリーをペプチドとして発現させるため、T7
プロモーター及びFLAG-Prositeの一部を含む。 T7 side primer:AAGAAGGAGTTGCCACCATG(20mer)(配列番
号19) POU side primer:TTATAGTCCAGGATCGTGGA(20mer)(配列
番号20)
Sequencing primers To express the YLBS library as a peptide,
Includes promoter and part of FLAG-Prosite. T7 side primer: AAGAAGGAGTTGCCACCATG (20mer) (SEQ ID NO: 19) POU side primer: TTATAGTCCAGGATCGTGGA (20mer) (SEQ ID NO: 20)

【0073】使用コドン配列 小麦胚芽のcodon usageと制限酵素MboIIの認識配列の回
避を考慮して、以下のコドンを使用することとした。
Codon Sequences Used The following codons were used in consideration of the codon usage of wheat germ and the avoidance of the recognition sequence of the restriction enzyme MboII.

【0074】[0074]

【表5】 [Table 5]

【0075】実験の概要は以下に示す。 (1)3'halfの5'末端リン酸化 (2)5'half及び3'halfのハイブリダイゼーション及び
ライゲーション (3)変性PAGEによるライゲーション産物の精製 (4)ライゲーション産物のPCR増幅 (5)制限酵素MboII処理 (6)1本鎖DNAの調製(5'half及び3'half) (7)次のYLBSサイクル
The outline of the experiment is shown below. (1) 3 'half phosphorylation at the 5' end (2) 5 'half and 3' half hybridization and ligation (3) Purification of ligation product by denaturing PAGE (4) PCR amplification of ligation product (5) Restriction enzyme MboII treatment (6) Preparation of single-stranded DNA (5'half and 3'half) (7) Next YLBS cycle

【0076】(1)3'halfの5'末端リン酸化 T4ポリヌクレオチドキナーゼ(PNK)を用いて3'halfの5'
末端をリン酸化する。この時、20種類の3'halfをそれぞ
れ等モルずつ混合した溶液を用いる。 H2O 2μl 3'half mixture 4μl (各20pmol, total400pmol) 10xPNK buffer 1μl 1mM ATP 1μl T4 PNK(10U/μl,Takara) 2μl Total 10μl 調製した溶液を37℃で1時間インキュベーションした
後、85℃で15分間加熱して酵素を失活させる。この反応
液は40pmol/μlのDNA濃度となる。
(1) 3 ′ half 5 ′ end phosphorylation 3 ′ half 5 ′ end using T4 polynucleotide kinase (PNK)
The ends are phosphorylated. At this time, a solution in which 20 kinds of 3′half are mixed in an equimolar amount is used. H2O 2μl 3'half mixture 4μl (20 pmol/total 400pmol each) 10xPNK buffer 1μl 1mM ATP 1μl T4 PNK (10U / μl, Takara) 2μl Total 10μl Prepared solution was incubated at 37 ° C for 1 hour, then heated at 85 ° C for 15 minutes To inactivate the enzyme. This reaction solution has a DNA concentration of 40 pmol / μl.

【0077】(2)5'half及び3'halfのハイブリダイゼ
ーション及びライゲーション 5'half mixture 1μl(各2pmol, total40pmol) 3'half mixture 1μl(各2pmol, total40pmol) (リン酸化済) 1mM ATP 1μl 2×TRL* 5μl
(2) 5 ′ half and 3 ′ half hybridization and ligation 5 ′ half mixture 1 μl (each 2 pmol, total 40 pmol) 3 ′ half mixture 1 μl (each 2 pmol, total 40 pmol) (phosphorylated) 1 mM ATP 1 μl 2 × TRL * 5μl

【0078】2×TRL 100mM Tris-HCl(pH8.0) 20mM MgCl2 20mg/l BSA 1mM HCC(hexammine cobalt chloride) 50%(w/v) PEG60002 × TRL 100 mM Tris-HCl (pH 8.0) 20 mM MgCl 2 20 mg / l BSA 1 mM HCC (hexammine cobalt chloride) 50% (w / v) PEG6000

【0079】調製した溶液を95℃で2分間加熱した後65
℃で10分間アニーリングさせる。その後室温まで冷却
し、T4 RNA Ligase(25U/ul,Takara)を2ul加えて25℃、
オーバーナイトでインキュベーションする。
After heating the prepared solution at 95 ° C. for 2 minutes,
Anneal at 10 ° C for 10 minutes. Then cool to room temperature, add 2ul of T4 RNA Ligase (25U / ul, Takara),
Incubate overnight.

【0080】(3)変性PAGEによるライゲーション産物
の精製 ライゲーション溶液にマーカー色素(0.5%BPB in formam
ide)10ulを混合し、8M尿素8%PAGEで分画する(300V, 160
mA, 50分間)。銀染色法で染色、目的のライゲーション
産物のバンドをメスにより切り出し、1.5mlのチューブ
に入れる。ゲルの洗浄のため滅菌水を1ml加え、ミキサ
ーで5分間攪拌後、滅菌水を除く。更に滅菌水を50ul添
加し、ゲル破砕棒でよくゲルを潰す。卓上遠心機で遠心
後、上清をPCRのテンプレートとする。1cycle目のYLBS
(Y1)の結果を図5に示す。ライゲーション産物は66mer
である。これに対応する位置のバンドを切り出す。な
お、ライゲーション産物はY2では72mer、Y3では84merに
なるはずである。
(3) Purification of the ligation product by denaturing PAGE A marker dye (0.5% BPB in formam) was added to the ligation solution.
ide) Mix 10ul and fractionate by 8M urea 8% PAGE (300V, 160
mA, 50 minutes). The band of the target ligation product is cut out with a scalpel, stained by silver staining, and placed in a 1.5 ml tube. To wash the gel, add 1 ml of sterilized water, stir with a mixer for 5 minutes, and remove the sterilized water. Further, add 50ul of sterile water and crush the gel well with a gel crushing rod. After centrifugation in a tabletop centrifuge, the supernatant is used as a template for PCR. YLBS in the first cycle
The result of (Y1) is shown in FIG. Ligation product is 66mer
It is. The band at the position corresponding to this is cut out. The ligation product should be 72mer for Y2 and 84mer for Y3.

【0081】(4)ライゲーション産物のPCR増幅 ライゲーション産物を増幅するとともに、次のYLBSサイ
クルの原料を調製するためのPCRを2種類 (5'half及び3'
half)行う。 10×PCR緩衝液 5μl 25mM MgCl2 5μl ゲルの上清溶液(テンプレート) 5μl 5'または3' stem primer(10pmol/μl) 1μl 5'または3' part primer(10pmol/μl) 1μl 20mM dNTP 0.5μl Taqポリメラーゼ(グライナー) 1 unit H2Oで 最終50μl
(4) PCR Amplification of Ligation Product Along with amplifying the ligation product, two types of PCR (5′half and 3 ′) were used to prepare the raw material for the next YLBS cycle.
half) do. 10 × PCR buffer 5 μl 25 mM MgCl 2 5 μl Gel supernatant solution (template) 5 μl 5 ′ or 3 ′ stem primer (10 pmol / μl) 1 μl 5 ′ or 3 ′ part primer (10 pmol / μl) 1 μl 20 mM dNTP 0.5 μl Taq Polymerase (Greiner) 1 unit H 2 O, final 50 μl

【0082】反応は、94℃で2分インキュベートした
後、94℃で30秒、60℃で1分及び72℃で30秒を1サイク
ルとし、これを30サイクル行った後、72℃で5分インキ
ュベートした。PCR終了後、反応液の一部(例えば5μl)
を取り、上記(3)と同様のPAGEで分析する。この時、
複数のバンドが出た場合には、目的産物のバンドを切り
出して再度PCRを行うか、目的産物だけが増幅するPCRサ
イクル(目的産物が最初に増幅され、非特異的産物は後
から増幅されてくる傾向がある)で再度行う。
The reaction was carried out at 94 ° C. for 2 minutes, followed by one cycle of 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 30 seconds. Incubated. After completion of PCR, a part of the reaction solution (for example, 5 μl)
And analyzed by the same PAGE as in (3) above. At this time,
When multiple bands appear, cut out the band of the target product and perform PCR again, or use a PCR cycle in which only the target product is amplified (the target product is amplified first, and non-specific products are amplified later. Again).

【0083】(5)制限酵素MboII処理 5'half及び3'halfのPCR産物をエタノール沈殿し、25μl
のH2Oで溶解する。 5'halfまたは3'half 25μl 10xL緩衝液 3μl MboII(10U/ul,Takara) 2μl Total 30μl 調製した溶液を37℃で2時間インキュベーションする。
(5) Restriction enzyme MboII treatment The 5 'half and 3' half PCR products were precipitated with ethanol and 25 µl
Dissolve in H 2 O. 5'half or 3'half 25 µl 10xL buffer 3 µl MboII (10 U / ul, Takara) 2 µl Total 30 µl Incubate the prepared solution at 37 ° C for 2 hours.

【0084】(6)1本鎖DNAの調製(5'half及び3'half) 各々の制限酵素消化物(30μl)に20μlのH2Oを加える。
これを2xBW緩衝液(0.2MTris-HCl(pH8.0),1M NaCl,2% Tw
een20)で平衡化したダイナビーズ(streptavidin M-280)
50μlと混合し、室温で1時間ミキサーにより攪拌する。
この操作によりPCR産物がビーズに結合する。攪拌後、
チューブを卓上遠心機で遠心し、更にマグネットを用い
てビーズをチューブ壁面に確保する(以後、この操作を
ビーズ確保と呼ぶ)。上清を除去し、200μlの1xBW緩衝
液(0.1M Tris-HCl(pH8.0),0.5M NaCl,1% Tween20)で1
回、200μlのH2Oで2回、ビーズ確保と上清除去を繰り返
してビーズを洗浄する。ここに25μlの28%アンモニア水
を添加し、攪拌して室温で2分間放置する。ビーズ確保
後、上清を回収して保存する。もう一度この操作を繰り
返す。上清は合わせて保存する(非ビオチン鎖)。ビーズ
を一度200μlのH2Oで洗浄した後、25μlの28%アンモニ
ア水を添加して攪拌し、65℃で20分間加熱する。ビーズ
確保後、上清を回収して保存する。もう一度この操作を
繰り返す。上清は合わせて保存する(ビオチン鎖)。
(6) Preparation of Single-Stranded DNA (5'half and 3'half) 20 μl of H 2 O is added to each restriction enzyme digest (30 μl).
This was added to 2xBW buffer (0.2 M Tris-HCl (pH 8.0), 1 M NaCl, 2% Tw
een20) equilibrated with Dynabeads (streptavidin M-280)
Mix with 50 μl and stir with a mixer at room temperature for 1 hour.
By this operation, the PCR product binds to the beads. After stirring,
The tube is centrifuged with a tabletop centrifuge, and beads are secured on the tube wall using a magnet (hereinafter, this operation is called bead securing). Remove the supernatant and add 1 μl of 1xBW buffer (0.1 M Tris-HCl (pH 8.0), 0.5 M NaCl, 1% Tween20).
Wash the beads by repeating the bead securing and supernatant removal twice with 200 μl of H 2 O twice. 25 μl of 28% aqueous ammonia is added thereto, and the mixture is stirred and left at room temperature for 2 minutes. After securing the beads, collect and store the supernatant. Repeat this operation again. Store the supernatants together (non-biotin chains). After washing the beads once with 200 μl of H 2 O, add 25 μl of 28% aqueous ammonia, stir, and heat at 65 ° C. for 20 minutes. After securing the beads, collect and store the supernatant. Repeat this operation again. Store the supernatant together (biotin chains).

【0085】4種類の回収液を遠心濃縮機を用いて乾燥
させる。この時YLBSの次のサイクルに使用するのは、5'
halfがビオチンで標識された方のDNA鎖で、3'halfが未
標識のDNA鎖である。また、残りの回収物は回収効率の
目安となるため、次サイクルのPAGE分析の際に一緒に泳
動する。
The four kinds of recovered liquids are dried using a centrifugal concentrator. The next cycle of YLBS is 5 '
Half is the DNA strand labeled with biotin, and 3'half is the unlabeled DNA strand. In addition, since the remaining collected material is a measure of the recovery efficiency, it is electrophoresed together during the next cycle of PAGE analysis.

【0086】(7)次のYLBSサイクル 回収後の3'halfの5'末端はリン酸化されているため、ス
テップ2のハイブリダイゼーションから同様の操作を繰
り返す。2回目及び3回目のYLBSサイクル後の反応
産物を電気泳動で分析した結果の電気泳動像を図6に示
す。図6において、レーン1から6は以下を示す。 レーン1:マーカー(上から100mer,90,80,70,60,5
0....) レーン2:Y ligationを行ったサンプル(Y2は72mer,Y3
は84mer,ビオチンがついているためやや上に出る) レーン3:5'-halfのビオチンがついていない方の鎖 レーン4:5'-halfのビオチンがついている方の鎖(Y l
igationに使用した残り) レーン5:3'-halfのビオチンがついていない方の鎖(Y
ligationに使用した残り) レーン6:3'-halfのビオチンがついている方の鎖 60mer付近の濃いバンドはMboII処理で切断されなかった
DNA(PCR産物がそのまま残っている)、その下の濃いバン
ドはMboIIで切断されたがライゲーションしなかった未
反応DNAと考えられる。
(7) Next YLBS cycle Since the 5 'end of the 3' half after recovery is phosphorylated, the same procedure is repeated from the hybridization in step 2. FIG. 6 shows an electrophoretic image of the result of electrophoretic analysis of the reaction product after the second and third YLBS cycles. In FIG. 6, lanes 1 to 6 show the following. Lane 1: marker (100mer, 90, 80, 70, 60, 5 from the top)
0 ....) Lane 2: Sample subjected to Y ligation (Y2 is 72mer, Y3
Is slightly higher because of 84mer, with biotin.) Lane 3: 5'-half chain without biotin. Lane 4: 5'-half chain with biotin (Yl
Lane 5: 3′-half biotin-free strand (Y
(Lane used for ligation) Lane 6: 3'-half of biotin-attached strand A dark band around 60mer was not cleaved by MboII treatment
The DNA (the PCR product remains intact) and the dark band below it are considered unreacted DNA that was cut with MboII but not ligated.

【0087】(シークエンスの結果)Y3後のライゲーシ
ョン産物をシークエンス用プライマー(T7 side primer,
POUside primer)でPCR増幅し、TAクローニングキット
(invitrogen)を用いてクローニングした。プラスミドを
回収し、シークエンスを行った。シークエンスの結果を
図7に示す。その結果、適切な長さのクローンは10サン
プル中4つであった。更に、使用したコドンに対応して
いるものは10サンプル中1つであった。
(Results of Sequence) The ligation product after Y3 was used as a primer for sequencing (T7 side primer,
PCR amplification with POUside primer) and TA cloning kit
(invitrogen). The plasmid was recovered and sequenced. The results of the sequence are shown in FIG. As a result, four out of ten clones of an appropriate length were obtained. Furthermore, one corresponding to the used codon was one out of ten samples.

【0088】[0088]

【表6】 [Table 6]

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明により、Y−ライゲーション法を
利用した核酸ライブラリーを構築する方法が確立され
た。本発明の方法は、長いペプチド鎖をコードする核酸
ライブラリーを構築する際に反応段数を少なくでき、ブ
ロック長を任意の長さに設定することができ、さらに各
ブロックの出現頻度に極端な偏りは見られないという利
点を有する。
According to the present invention, a method for constructing a nucleic acid library utilizing the Y-ligation method has been established. The method of the present invention can reduce the number of reaction stages when constructing a nucleic acid library encoding a long peptide chain, can set the block length to an arbitrary length, and further, has an extremely biased appearance frequency of each block. Has the advantage of not being seen.

【0090】[0090]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> GenCom <120> A method for preparing a library of nucleic acids <130> A11446MA <160> 30[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> GenCom <120> A method for preparing a library of nucleic acids <130> A11446MA <160> 30

【0091】 <210> 1 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 1 ggctcgcgaa tactttg 17<210> 1 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 1 ggctcgcgaa tactttg 17

【0092】 <210> 2 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 2 ccgagcgctt atgaaac 17<210> 2 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 2 ccgagcgctt atgaaac 17

【0093】 <210> 3 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 3 aagatctctt tt 12<210> 3 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 3 aagatctctt tt 12

【0094】 <210> 4 <211> 14 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 4 ttgccctagg ggat 14<210> 4 <211> 14 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 4 ttgccctagg ggat 14

【0095】 <210> 5 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 5 ttgaagatct ctttt 15<210> 5 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 5 ttgaagatct ctttt 15

【0096】 <210> 6 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 6 ttgaacggga tccccta 17<210> 6 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 6 ttgaacggga tccccta 17

【0097】 <210> 7 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 7 ggctcgcgaa tactttgggg atctcttt 28<210> 7 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 7 ggctcgcgaa tactttgggg atctcttt 28

【0098】 <210> 8 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 8 ttgacgaaga tccccta 17<210> 8 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 8 ttgacgaaga tccccta 17

【0099】 <210> 9 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 9 ggctcgcgaa tactttg 17<210> 9 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 9 ggctcgcgaa tactttg 17

【0100】 <210> 10 <211> 14 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 10 ttgaagatct cttt 14<210> 10 <211> 14 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 10 ttgaagatct cttt 14

【0101】 <210> 11 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 11 ggctcgcgaa tactttgaac gggatcccct a 31<210> 11 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 11 ggctcgcgaa tactttgaac gggatcccct a 31

【0102】 <210> 12 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 12 ggctcgcgaa tactttgaa 19<210> 12 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 12 ggctcgcgaa tactttgaa 19

【0103】 <210> 13 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 13 ggctcgcgaa tactgcgaag accaccatgn nn 32<210> 13 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 13 ggctcgcgaa tactgcgaag accaccatgn nn 32

【0104】 <210> 14 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 14 ggctcgcgaa tactgcgaag gccaccatg 29<210> 14 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 14 ggctcgcgaa tactgcgaag gccaccatg 29

【0105】 <210> 15 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 15 gcgtagaaga tcgtgga 17<210> 15 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 15 gcgtagaaga tcgtgga 17

【0106】 <210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 16 nnntccacga tcctgttcgc agtattcgcg agcc 34<210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 16 nnntccacga tcctgttcgc agtattcgcg agcc 34

【0107】 <210> 17 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 17 ggctcgcgaa tactgcgaac aggatcgtgg a 31<210> 17 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 17 ggctcgcgaa tactgcgaac aggatcgtgg a 31

【0108】 <210> 18 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 18 ctgcgaagac caccatg 17<210> 18 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 18 ctgcgaagac caccatg 17

【0109】 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 19 aagaaggagt tgccaccatg 20<210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 19 aagaaggagt tgccaccatg 20

【0110】 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 20 ttatagtcca ggatcgtgga 20<210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 20 ttatagtcca ggatcgtgga 20

【0111】 <210> 21 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 21 aagaaggagt tgccaccatg aaaagaccac ccccaccacc cagtccacga tcctggacta 60 taa 63<210> 21 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 21 aagaaggagt tgccaccatg aaaagaccac ccccaccacc cagtccacga tcctggacta 60 taa 63

【0112】 <210> 22 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 22 aagaaggagt tgccaccatg gactccctca agcactccta ccagtccacg atcctggact 60 ataa 64<210> 22 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 22 aagaaggagt tgccaccatg gactccctca agcactccta ccagtccacg atcctggact 60 ataa 64

【0113】 <210> 23 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 23 aagaaggagt tgccaccatg cgaacactac caccacccca acctccacga tcctggacta 60 taa 63<210> 23 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 23 aagaaggagt tgccaccatg cgaacactac caccacccca acctccacga tcctggacta 60 taa 63

【0114】 <210> 24 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 24 aagaaggagt tgccaccatg ccatagccat acccagacct cacctccacg atcctggact 60 ataa 64<210> 24 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 24 aagaaggagt tgccaccatg ccatagccat acccagacct cacctccacg atcctggact 60 ataa 64

【0115】 <210> 25 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 25 aagaaggagt tgccaccatg gaccaccatc cccatccacc tactccacga tcctggacta 60 taa 63<210> 25 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 25 aagaaggagt tgccaccatg gaccaccatc cccatccacc tactccacga tcctggacta 60 taa 63

【0116】 <210> 26 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 26 aagaaggagt tgccaccatg caccacctca aagctcctgc tcctccacga tcctggacta 60 taa 63<210> 26 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 26 aagaaggagt tgccaccatg caccacctca aagctcctgc tcctccacga tcctggacta 60 taa 63

【0117】 <210> 27 <211> 65 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 27 aagaaggagt tgccaccatg gactccaccc ttccatcacc atgactccac gatcctggac 60 tataa 65<210> 27 <211> 65 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 27 aagaaggagt tgccaccatg gactccaccc ttccatcacc atgactccac gatcctggac 60 tataa 65

【0118】 <210> 28 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 28 aagaaggagt tgccaccatg ctcacccaac acattcacca catgtccacg atcctggact 60 ataa 64<210> 28 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 28 aagaaggagt tgccaccatg ctcacccaac acattcacca catgtccacg atcctggact 60 ataa 64

【0119】 <210> 29 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 29 aagaaggagt tgccaccatg ctcaaccaaa aagctccatt gactccacga tcctggacta 60 taa 63<210> 29 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 29 aagaaggagt tgccaccatg ctcaaccaaa aagctccatt gactccacga tcctggacta 60 taa 63

【0120】 <210> 30 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 30 aagaaggagt tgccaccatg aaaccaacaa ctcgatatat cctttccacg atcctggact 60 ataa 64<210> 30 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic DNA <400> 30 aagaaggagt tgccaccatg aaaccaacaa ctcgatatat cctttccacg atcctggact 60 ataa 64

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

【図1】図1は、Y−ライゲーション法の模式図を示
す。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a Y-ligation method.

【図2】図2は、本発明の方法の具体的な実施態様の一
つの概要を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of one specific embodiment of the method of the present invention.

【図3】図3は、T4 RNAリガーゼの基質の構造(a)お
よび導入される制限酵素の認識配列と切断部位の関係
(b)を示す。
FIG. 3 shows the structure of the substrate of T4 RNA ligase (a) and the relationship between the recognition sequence of the introduced restriction enzyme and the cleavage site (b).

【図4】図4は、本発明の方法の各サイクルで増幅した
連結産物を変性PAGEおよび銀染色で分析した結果を示
す。
FIG. 4 shows the results of analysis of the ligation product amplified in each cycle of the method of the present invention by denaturing PAGE and silver staining.

【図5】図5は、本発明の方法による1回目のYLBS
サイクル後の反応産物を電気泳動で分析した結果を示
す。
FIG. 5 shows the first YLBS according to the method of the present invention.
The result of analyzing the reaction product after the cycle by electrophoresis is shown.

【図6】図6は、本発明の方法による2回目及び3回目
のYLBSサイクル後の反応産物を電気泳動で分析した
結果を示す。
FIG. 6 shows the results of electrophoretic analysis of reaction products after the second and third YLBS cycles according to the method of the present invention.

【図7】図7は、3回目のYLBSサイクル後のライゲ
ーション産物をシークエンスした結果を示す。
FIG. 7 shows the results of sequencing the ligation products after the third YLBS cycle.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 保則 埼玉県和光市本町10−12 Fターム(参考) 4B024 AA20 CA01 DA20 HA08 HA09 HA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasunori Kinoshita 10-12 Honcho, Wako-shi, Saitama F-term (reference) 4B024 AA20 CA01 DA20 HA08 HA09 HA20

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程(1)から(7)を含む、核
酸ライブラリーの作製方法。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4)工程(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にして、
5’側を親和性物質で修飾したプライマーを使用するP
CRを行い、5’側から3’側の方向にステム配列、ブ
ランチ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第
2のアミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及び
制限酵素認識配列を含む二本鎖核酸を調製し、また工程
(3)で増幅した二本鎖核酸を鋳型にして、5’側を親
和性物質で修飾したプライマーを使用するPCRを行
い、5’側から3’側の方向に制限酵素認識配列、ブラ
ンチ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2
のアミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及びス
テム配列を含む二本鎖核酸を調製し、(5)工程(4)
で得た2種の二本鎖核酸を制限酵素で処理することによ
り、各々3’末端又は5’末端に第1のアミノ酸と第2
のアミノ酸をコードする塩基配列を有する二本鎖核酸を
調製し、(6)工程(4)で導入した親和性物質による
結合能を利用して、工程(5)で得た二本鎖核酸から一
本鎖核酸を調製し、そして(7)工程(6)で得た一本
鎖核酸を用いて工程(2)から工程(6)を必要な回数
だけ繰り返す:
1. A method for preparing a nucleic acid library, comprising the following steps (1) to (7). (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, and (4) the double-stranded nucleic acid obtained in step (3) is used as a template,
P using a primer whose 5 ′ side is modified with an affinity substance
CR is performed, and a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side are included. A single-stranded nucleic acid is prepared, and PCR is performed using the double-stranded nucleic acid amplified in step (3) as a template and a primer having a 5′-side modified with an affinity substance, and a 5′- to 3′-side primer is used. A restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid,
Preparing a double-stranded nucleic acid containing a base sequence, a branch sequence and a stem sequence encoding the amino acid of step (5);
By treating the two types of double-stranded nucleic acids obtained in the above with a restriction enzyme, a first amino acid and a second
A double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding the amino acid of step (5) is prepared, and (6) the double-stranded nucleic acid obtained in step (5) is obtained from Prepare single-stranded nucleic acid and (7) repeat steps (2) to (6) as many times as necessary using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6):
【請求項2】 以下の工程(1)から(7)を含む、請
求項1に記載の核酸ライブラリーの作製方法。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4a)連結産物を一本鎖核酸にした後、相補鎖を
合成して二本鎖核酸を調製し、(4b)工程(4a)で
得た二本鎖核酸を鋳型にして、5'側を親和性物質で修飾
したフォワードプライマーと制限酵素認識配列を含むリ
バースプライマーとを使用するPCRを行い、5’側か
ら3’側の方向にステム配列、ブランチ配列、第1のア
ミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコード
する塩基配列、ブランチ配列及び制限酵素認識配列を含
む二本鎖核酸を調製し、また工程(4a)で増幅した二
本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認識配列を含むフォワ
ードプライマーと5'側を親和性物質で修飾したリバース
プライマーとを使用するPCRを行い、5’側から3’
側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ配列、第1のア
ミノ酸をコードする塩基配列、第2のアミノ酸をコード
する塩基配列、ブランチ配列及びステム配列を含む二本
鎖核酸を調製し、(5)工程(4b)で得た2種の二本
鎖核酸を制限酵素で処理することにより、各々3’末端
又は5’末端に第1のアミノ酸と第2のアミノ酸をコー
ドする塩基配列を有する二本鎖核酸を調製し、(6)工
程(4b)で導入した親和性物質による結合能を利用し
て、工程(5)で得た二本鎖核酸から一本鎖核酸を調製
し、そして(7)工程(6)で得た一本鎖核酸を用いて
工程(2)から工程(6)を必要な回数だけ繰り返す:
2. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, comprising the following steps (1) to (7). (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, (4a) the ligation product is converted into a single-stranded nucleic acid, and then the complementary strand is synthesized to prepare a double-stranded nucleic acid And (4b) PCR using the double-stranded nucleic acid obtained in the step (4a) as a template and a forward primer modified on the 5 ′ side with an affinity substance and a reverse primer containing a restriction enzyme recognition sequence, A double-stranded nucleic acid containing a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. Using the double-stranded nucleic acid prepared and amplified in step (4a) as a template, 'Perform PCR using a reverse primer having a modified side with an affinity substance, 5' forward primer and 5 containing the enzyme recognition sequence side 3 '
Preparing a double-stranded nucleic acid comprising a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence and a stem sequence in the side direction; (5) The two types of double-stranded nucleic acids obtained in the step (4b) are treated with a restriction enzyme to obtain a double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding the first amino acid and the second amino acid at the 3 ′ end or the 5 ′ end, respectively. A strand nucleic acid is prepared, (6) a single-stranded nucleic acid is prepared from the double-stranded nucleic acid obtained in the step (5) using the binding ability of the affinity substance introduced in the step (4b), and (7) ) Repeat steps (2) to (6) as many times as necessary using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6):
【請求項3】 以下の工程(1)から(7)を含む、請
求項1に記載の核酸ライブラリーの作製方法。 (1)5’側から3’側の方向にステム配列とブランチ
配列とを有し、3’末端に第1のアミノ酸をコードする
塩基配列を有する第1の一本鎖核酸と、3’側から5’
側の方向に上記ステム配列と相補的なステム配列とブラ
ンチ配列とを有し、5’末端に第2のアミノ酸をコード
する塩基配列を有する第2の一本鎖核酸とを用意し、
(2)第1の一本鎖核酸と第2の一本鎖核酸とを各ステ
ム配列間でハイブリダイズさせ、(3)ハイブリダイズ
した生成物をT4 RNAリガーゼで処理して、第1の一本鎖
核酸の3’末端と第2の一本鎖核酸の5’末端とを連結
し、(4)工程(3)で得た二本鎖核酸を鋳型にして、
5’側を親和性物質で修飾した、第1の一本鎖核酸のス
テム配列にアニールするフォワードプライマーと、制限
酵素認識配列を含み、第2の一本鎖核酸のブランチ配列
にアニールするリバースプライマーとを使用するPCR
を行い、5’側から3’側の方向にステム配列、ブラン
チ配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2の
アミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列、及び制
限酵素認識配列を含む二本鎖核酸を調製し、また工程
(3)で増幅した二本鎖核酸を鋳型にして、制限酵素認
識配列を含み、第1の一本鎖核酸のブランチ配列にアニ
ールするフォワードプライマーと、5’側を親和性物質
で修飾した、第2の一本鎖核酸のステム配列にアニール
するリバースプライマーとを使用するPCRを行い、
5’側から3’側の方向に制限酵素認識配列、ブランチ
配列、第1のアミノ酸をコードする塩基配列、第2のア
ミノ酸をコードする塩基配列、ブランチ配列及びステム
配列を含む二本鎖核酸を調製し、(5)工程(4)で得
た2種の二本鎖核酸を制限酵素で処理することにより、
各々3’末端又は5’末端に第1のアミノ酸と第2のア
ミノ酸をコードする塩基配列を有する二本鎖核酸を調製
し、(6)工程(4)で導入した親和性物質による結合
能を利用して、工程(5)で得た二本鎖核酸から一本鎖
核酸を調製し、そして(7)工程(6)で得た一本鎖核
酸を用いて工程(2)から工程(6)を必要な回数だけ
繰り返す:
3. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, comprising the following steps (1) to (7). (1) a first single-stranded nucleic acid having a stem sequence and a branch sequence in the direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side and having a base sequence encoding the first amino acid at the 3 ′ end; From 5 '
A second single-stranded nucleic acid having a stem sequence complementary to the stem sequence in the side direction and a branch sequence, and having a base sequence encoding a second amino acid at the 5 ′ end,
(2) the first single-stranded nucleic acid and the second single-stranded nucleic acid are hybridized between the respective stem sequences; and (3) the hybridized product is treated with T4 RNA ligase to obtain the first single-stranded nucleic acid. The 3 ′ end of the single-stranded nucleic acid is linked to the 5 ′ end of the second single-stranded nucleic acid, and (4) the double-stranded nucleic acid obtained in step (3) is used as a template,
A forward primer which is modified on the 5 ′ side with an affinity substance and anneals to a stem sequence of a first single-stranded nucleic acid, and a reverse primer which contains a restriction enzyme recognition sequence and anneals to a branch sequence of a second single-stranded nucleic acid PCR using
And a sequence comprising a stem sequence, a branch sequence, a base sequence encoding the first amino acid, a base sequence encoding the second amino acid, a branch sequence, and a restriction enzyme recognition sequence in the 5 ′ to 3 ′ direction. A single-stranded nucleic acid is prepared and a forward primer containing a restriction enzyme recognition sequence and annealing to a branch sequence of the first single-stranded nucleic acid, using the double-stranded nucleic acid amplified in step (3) as a template, PCR using a reverse primer that anneals to the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid, the side of which has been modified with an affinity substance,
A double-stranded nucleic acid containing a restriction enzyme recognition sequence, a branch sequence, a base sequence encoding a first amino acid, a base sequence encoding a second amino acid, a branch sequence, and a stem sequence in a direction from the 5 ′ side to the 3 ′ side. (5) treating the two double-stranded nucleic acids obtained in step (4) with a restriction enzyme,
A double-stranded nucleic acid having a base sequence encoding a first amino acid and a second amino acid at each of the 3 ′ end or the 5 ′ end is prepared, and (6) the binding ability of the affinity substance introduced in step (4) is determined. Utilizing a single-stranded nucleic acid from the double-stranded nucleic acid obtained in step (5), and (7) using the single-stranded nucleic acid obtained in step (6) to perform steps (2) to (6). ) As many times as necessary:
【請求項4】 第1の一本鎖核酸として、異なる複数種
の第1のアミノ酸をコードする塩基配列を有する一本鎖
核酸の混合物を使用し、第2の一本鎖核酸として、異な
る複数種の第2のアミノ酸をコードする塩基配列を有す
る一本鎖核酸の混合物を使用する、請求項1から3の何
れかに記載の核酸ライブラリーの作製方法。
4. A mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding a plurality of different types of first amino acids is used as the first single-stranded nucleic acid, and a different single-stranded nucleic acid is used as the second single-stranded nucleic acid. The method for producing a nucleic acid library according to any one of claims 1 to 3, wherein a mixture of single-stranded nucleic acids having a base sequence encoding a second amino acid of a species is used.
【請求項5】 ステム配列の長さが10から100塩基
である、請求項1から4の何れかに記載の核酸ライブラ
リーの作製方法。
5. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, wherein the length of the stem sequence is 10 to 100 bases.
【請求項6】 第1の一本鎖核酸のステム配列が5’側
から3’側の方向においてGGCTCGCGAATAC
TTTGであり、第2の一本鎖核酸のステム配列が3’
側から5’側の方向においてCCGAGCGCTTAT
GAAACである、請求項1から5の何れかに記載の核
酸ライブラリーの作製方法。
6. The stem sequence of the first single-stranded nucleic acid is GGCTCGCGGAATAC in a direction from 5 ′ to 3 ′.
TTTG, wherein the stem sequence of the second single-stranded nucleic acid is 3 ′
CCGAGCGCTTAT in the direction 5 'from the side
The method for producing a nucleic acid library according to any one of claims 1 to 5, which is GAAAC.
【請求項7】 ブランチ配列の長さが10から100塩
基である、請求項1から6の何れかに記載の核酸ライブ
ラリーの作製方法。
7. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, wherein the length of the branch sequence is 10 to 100 bases.
【請求項8】 第1の一本鎖核酸のブランチ配列が5’
側から3’側の方向においてAAGATCTCTTTT
であり、第2の一本鎖核酸のブランチ配列が3’側から
5’側の方向においてTTGCCCTAGGGGATで
ある、請求項1から7の何れかに記載の核酸ライブラリ
ーの作製方法。
8. The method according to claim 8, wherein the branch sequence of the first single-stranded nucleic acid is 5 ′.
AAGATCTCTTTTT in the direction 3 'from the side
The method for producing a nucleic acid library according to any one of claims 1 to 7, wherein the branch sequence of the second single-stranded nucleic acid is TTGCCCTAGGGGAT in a direction from the 3 'side to the 5' side.
【請求項9】 工程(4)において、連結産物を変性条
件下において一本鎖核酸にした後、PCRにより増幅し
て二本鎖核酸を調製する、請求項1から8の何れかに記
載の核酸ライブラリーの作製方法。
9. The method according to claim 1, wherein in step (4), the ligation product is converted into a single-stranded nucleic acid under denaturing conditions, and then amplified by PCR to prepare a double-stranded nucleic acid. A method for preparing a nucleic acid library.
【請求項10】 工程(4)で使用するプライマーにお
ける親和性物質がビオチンである、請求項1から9の何
れかに記載の核酸ライブラリーの作製方法。
10. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, wherein the affinity substance in the primer used in step (4) is biotin.
【請求項11】 工程(4)で使用するプライマーにお
ける制限酵素認識配列が、切断部位が認識配列に含まれ
ない制限酵素の認識配列である、請求項1から10の何
れかに記載の核酸ライブラリーの作製方法。
11. The nucleic acid library according to claim 1, wherein the restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is a recognition sequence for a restriction enzyme whose cleavage site is not included in the recognition sequence. How to make a rally.
【請求項12】 工程(4)で使用するプライマーにお
ける制限酵素認識配列が、認識配列から離れたところで
切断する制限酵素の認識配列である、請求項1から11
の何れかに記載の核酸ライブラリーの作製方法。
12. The restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4), which is a recognition sequence for a restriction enzyme that cuts away from the recognition sequence.
The method for producing a nucleic acid library according to any one of the above.
【請求項13】 工程(4)で使用するプライマーにお
ける制限酵素認識配列が、MboIIの認識配列である、請
求項1から12の何れかに記載の核酸ライブラリーの作
製方法。
13. The method for producing a nucleic acid library according to claim 1, wherein the restriction enzyme recognition sequence in the primer used in step (4) is an MboII recognition sequence.
【請求項14】 工程(2)から工程(6)を合計4回
繰り返することにより16アミノ酸をコードする塩基配
列を含む核酸のライブラリーを作製する、請求項1から
13の何れかに記載の核酸ライブラリーの作製方法。
14. The library according to claim 1, wherein a library of nucleic acids containing a base sequence encoding 16 amino acids is prepared by repeating the steps (2) to (6) four times in total. A method for preparing a nucleic acid library.
【請求項15】 請求項1から14の何れかに記載の核
酸ライブラリーの作製方法により作製される核酸ライブ
ラリー。
A nucleic acid library produced by the method for producing a nucleic acid library according to any one of claims 1 to 14.
【請求項16】 請求項1から14の何れかに記載の核
酸ライブラリーの作製方法により作製される核酸ライブ
ラリーを用いて得られる、ペプチドライブラリー。
16. A peptide library obtained by using the nucleic acid library produced by the method for producing a nucleic acid library according to any one of claims 1 to 14.
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