JP4108118B2 - ヒト・免疫不全ウイルス1型の検出 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、試験試料中の微生物の検出を可能とする、増幅オリゴヌクレオチドおよびヒト・免疫不全ウイルス1型(HIV)に対するプローブの設計および構築に関する。
発明の背景
このセクションは関連領域の簡単な概略を提供する。関連分野において本願発明の先行文献であると認められるものはない。ヒトにおけるヒト・免疫不全ウイルス1型の実験的診断は、一般に、血清中のウイルス性抗原(p24)または抗HIV−1抗体の存在を測定することによりなされる。しかしながら、血清反応陽性の母親より生まれた乳児のような、ある個体群においては、ウイルス性DNAの直接的検出法がより有用な診断手段である。ウイルス性DNAの検出は、培養法よりも迅速であり、危険性が少ない。直接ハイブリダイゼーション法は大部分の患者において適当な感受性を欠いている(ショウ(Shaw)ら、サイエンス(Science)226:1165−1171、1984)。多くの文献は、ヒト免疫不全ウイルスの検出において有用であると言われているオリゴヌクレオチドに言及している。これら文献の多くはまた、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の使用に言及している。これらの文献は以下のものを包含する:クオック(Kwok)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジー(J.Virol.)61:1690−1694、1987;アジウス(Agius)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジカル・メッソズ(J.Virol.Meth.)30:141−150、1990;アルバートおよびフェンヨ(AlbertおよびFenyo)、ジャーナル・オブ・クリニカル・ミクロバイオロジー(J.Clin.Microbiol.)28:1560−1564、1990;ベルおよびラトナー(BellおよびRatner)、エイズ・リサーチ・アンド・ヒューマン・レトロウイルセス(AIDS Res.and Human Retroviruses)5:87−95、1989;ブルイステン(Bruisten)ら、フォン・サング(Von Sang)61:24−29、1991;クラーク(Clarke)ら、エイズ(AIDS)4:1133−1136;ダーレン(Dahlen)ら、ジャーナル・オブ・クリニカル・ミクロバイオロジー29:798−804、1991;ダッジン(Dudding)ら、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーションズ(Biochem.Biophys.Res.Comm.)167:244−250、1990;フェルラー−レ−コウアー(Ferrer-Le-Coeur)ら、トロンボシス・アンド・ヘモスタシス(Thrombosis and Haemostasis)65:478−482、1991;ゴスワミ(Goswami)ら、エイズ5:797−803、1991;グランクビスト(Grankvist)ら、エイズ5:575−578、1991;グアテッリ(Guatelli)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジー64:4093−4098、1990;ハート(Hart)ら、ランセット(Lancet)2(8611):596−599、1988;ホーランド(Holland)ら、プロシーディングス・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシス・ユー・エス・エイ(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)88:7276−7280、1991;ケラー(keller)ら、アナリティカル・バイオケミストリー(Anal.Biochem.)177:27−32、1989;クマー(kumar)ら、エイズ・リサーチ・アンド・ヒューマン・レトロウイルセス5:345−354、1989;リンス(Linz)ら、ジャーナール・オブ・クリニカル・ケミストリー・アンド・クリニカル・バイオケミストリー(J.Clin.Chem.Clin.Biochem.)28:5−13、1990;マノおよびチャーマン(ManoおよびChermann)、レス・ウイロール(Res.Virol.)142:95−104、1991;マリオッチ(Mariotti)ら、エイズ4:633−637、1990;マリオッチら、トランスフュージョン(Transfusion)30:704−706、1990;メイヤランス(Meyerhans)ら、セル(Cell)58:901−910、1989;ムーセット(Mousset)ら、エイズ4:1225−1230、1990;オー(Ou)ら、サイエンス239:295−297、1988;パン(Pang)ら、ネイチャー(Nature)343:85−89、1990;パターリニ(Paterlini)ら、ジャーナル・オブ・メディカル・ウイロロジー(J.Med.Virol.)30:53−57、1990;パーリン(Perrin)ら、ブラッド(Blood)76:641−645、1990;プレストン(Preston)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジカル・メソッズ33:383−390、1991;プリッチャードおよびステファノ(PritchardおよびStefano)、アンナレス・デ・バイオロジー・クリニク(Ann.Biol.Clin.)48:492−497、1990;ルジン(Rudin)ら、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・クリニカル・ミクロバイオロジー・インフェクティブ・ディシーズ(Eur.J.Clin.Microbiol.Infect.Dis.)10:146−156、1991;シューブリッジ(Shoebridge)ら、エイズ5:221−224、1991;スチーブンソン(Stevenson)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジー64:3792−3803、1990;トラッケンミラー(truckenmiller)ら、レス・イムノール(Res.Immunol.)140:527−544、1989;ファン・デ・ペレ(Van de Perre)ら、ニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン(New Eng.J.Med.)325:593−598、1991;ヴァラス(Varas)ら、バイオテクニクス(Biotechniques)11:384−391、1991;ベルパンジ(Velpandi)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジー65:4847−4852、1991;ウィリアムズ(Williams)ら、エイズ4:393−398、1990;ザチャー(Zachar)ら、ジャーナル・オブ・ウイロロジカル・メソッズ33:391−395、1991;ザック(Zack)ら、セル(Cell)61:213−222、1990;フィンドレー(Findlay)らの、PCT/US90/00452、発明の名称「所定の核酸を検出するための核酸試験製品およびその使用」;ジンゲラス(Gingeras)らの、PCT/US87/01966、発明の名称「核酸プローブ検定法および組成物」;ブラケルおよびスパドロ(Spadoro)の、EPO出願番号90124738.7、公開番号0 435 150 A2、発明の名称「増幅捕捉検定」;モンカニーおよびモンタニアー(MoncanyおよびMontagnier)の、EPO出願番号90401520.3、公開番号0 403 333 A2、発明の名称「HIV1、HIV−2型およびSIVのレトロウイルスのゲノムのヌクレオチド配列決定法、ならびに特にそれらレトロウイルスのゲノムを増幅するための、およびそれらウイルスの感染をin vitroにて診断するためのそれらの適用」;ウルデア(Urdea)の、PCT/US91/00213、発明の名称「核酸ハイブリダイゼーション検定にてシグナルを増幅するためのレポーター分子としてのDNA依存性RNAポリメラーゼの写し」;ムッソ(Musso)らの、PCT/US88/03735、発明の名称「ランタニド キレート結合した核酸プローブ」;チャン(Chang)、EPO出願番号第85307260.1号、公開番号0 185 444 A2、発明の名称「HTLV−III DNAのクローニングおよび発現」;およびレベンソン(Levenson)の、EPO出願番号第89311862.0号、公開番号0 370 694、発明の名称「核酸を検出するための固相捕捉手段を用いる診断用キットおよび方法」;およびスニンスキー(Sninsky)らの、米国特許第5,008,182号。
発明の要約
本発明は、新規な増幅オリゴヌクレオチドおよびヒト・免疫不全ウイルス1型を検出するための検出プローブを開示する。該プローブはヒト・免疫不全ウイルス1型とその公知の密接な系統発生的類似体を識別する能力を有する。該増幅オリゴヌクレオチドおよびプローブは、ヒト免疫不全ウイルス核酸の検出および/または定量に関する検定にて用いることができる。
検出しようとする核酸配列(「標的配列」)にハイブリダイズ可能な核酸配列は、標的配列についてのプローブとして役立つことが知られている。該プローブを検出可能な基、例えば放射性同位体、抗原または化学ルミネッセンスで標識化し、標的配列の検出を容易としてもよい。ある核酸配列の検出操作として、核酸ハイブリダイゼーションを使用する背景となる記載は、コーネ(Kohne)の米国特許第4,851,330号、およびホーガン(Hogan)らのEPO特許出願番号PCT/US87/03009、発明の名称「非ウイルス性微生物の検出および/または定量についての核酸プローブ」より得られる。
さらに、ハイブリダイゼーションが、DNA/DNA、DNA/RNAおよびRNA/RNAを包含する相補性核酸鎖の間で起こりうることも知られている。ヌクレオチド(例、塩基、アデニン(A)、シトシン(C)、チミジン(T)、グアニン(G)、ウラシル(U)またはイノシン(I))より形成される、デオキシリボ(「DNA」)またはリボ(「RNA」)核酸の2本の1本鎖をハイブリダイズさせ、2本の鎖が相補性塩基対の間の水素結合により一緒になって保持される2本鎖構造を形成させる。一般に、AはTまたはUに水素結合し、一方でGはCに水素結合する。したがって、ハイブリダイズした鎖上いずれの点でも、古典的塩基対ATまたはAU、TAまたはUA、GCまたはCGを見ることができる。かくして、第1の核酸の1本鎖が第2の1本鎖に対して十分に隣接する相補性塩基を含有し、それら2本の鎖がそのハイブリダイゼーションを促進する条件下にある場合、2本鎖の核酸が得られるであろう。適当な条件下、DNA/DNA、RNA/DNAまたはRNA/RNAのハイブリッドが形成されるかもしれない。本発明は糖基で異なるか、さもなければ化学的に修飾されたヌクレオチドを含有するプローブまたはプライマーを使用することからなり、それらは前記したラインに沿って水素結合可能である。
かくして、第1の態様において、本発明は、ヒト・免疫不全ウイルス1型をヒトの血液または組織中に見られる他のウイルスから識別しうるハイブリダイゼーション検定プローブ、およびヒト免疫不全ウイルス核酸を選択的に増幅しうる増幅オリゴヌクレオチドを特徴とする。詳しくは、該プローブは、HIV1型の塩基763−793に対応するヒト・免疫不全ウイルス1型の核酸領域、(HXB2単離体、ジンバンク、寄託番号K03455)、または塩基1271−1301、1358−1387、1464−1489、1501−1540、1813−1845、2969−2999、3125−3161、4148−4170、4804−4832、5950−5978、9496−9523、510−542および624−651にハイブリダイズするヌクレオチドポリマーである。好ましくは、オリゴヌクレオチドは、以下の配列を必須としてなるか、または以下の配列からなる(リーディング5’ないし3’):
またはそのRNA等価物(SEQ.ID.Nos.67−80)、またはそれに対して相補的なオリゴヌクレオチド(SEQ.ID.Nos.53−66)、またはこれに相補的なオリゴヌクレオチドに対するRNA等価物(SEQ.ID.Nos.81−94)からなる。
該オリゴヌクレオチドを後記するヘルパープローブと共にまたはなしで用いる。ヘルパープローブ(例、SEQ.ID.Nos.15−18)ならびに該ヘルパープローブに対する相補性オリゴヌクレオチド(例、SEQ.ID.Nos.95−98)およびこれのRNA等価物(例、SEQ.ID.Nos.132−140)の使用は核酸ハイブリダイゼーションを強化する。
「必須としてなる」という語は、プローブが、緊縮ハイブリッド条件下、標的配列とハイブリダイズし、他のウイルス核酸またはヒト核酸中に存在する他の関連する標的配列とハイブリダイズしない、純粋な核酸として得られることを意味する。このようなプローブはかかるハイブリダイゼーションを形成しない他の核酸に結合するかもしれない。一般に、該プローブは大きさが15ないし100塩基の間(最も好ましくは20と50の間)にあることが好ましい。しかし、それはベクターにて提供されてもよい。
関連する態様にて、本発明は、緊縮ハイブリッド条件下、本発明のプローブと標的核酸とのハイブリダイゼーションにより形成される核酸ハイブリッドの形成を特色とする。緊縮ハイブリッド条件は、60℃で、0.6M LiCl含有の0.05Mコハク酸リチウム緩衝液の使用を包含する。該ハイブリッドはウイルス性核酸の特異的検出を可能とするため、有用である。
もう一つ別の関連する態様において、本発明は、増幅検定においてヒト・免疫不全ウイルス1型の特異的検出について有用な増幅オリゴヌクレオチドを特色とする。該増幅オリゴヌクレオチドは、HIVゲノム核酸の保存領域に対して相補的であり、HIV−1 HXB2塩基682−705、800−822、1307−1337、1306−1330、1315−1340、1395−1425、1510−1535、1549−1572、1743−1771、1972−1989、2868−2889、3008−3042、3092−3124、3209−3235、4052−4079、4176−4209、4169−4206、4394−4428、4756−4778、4835−4857、4952−4969、5834−5860、5979−5999、9431−9457、9529−9555、449−473、550−577、578−601、579−600、624−646および680−703に対応するHIVの核酸の領域にハイブリダイズしうるヌクレオチドポリマーである。
特に、かかる増幅オリゴヌクレオチドは、(リーディング5’ないし3’):
およびそのRNA等価物(SEQ.ID.Nos.99−131)から選択される配列からなるか、または必須としてなる。(X)は不存在であるか、または限定されるものではないが、T7、T3またはSP6 RNAポリメラーゼについてのプロモーター配列を包含する、酵素により認識される5’オリゴヌクレオチド配列であり、それはRNAポリメラーゼによるRNA転写の開始または伸長を促進する。Xの一例は、SEQ.ID.No.52:
を包含する。
これらの増幅オリゴヌクレオチドは、ポリメラーゼ連鎖反応のような核酸増幅検定またはRNAポリメラーゼ、DNAポリメラーゼおよびRNaseまたはカシアンおよびフルツ(KasianおよびFultz)、前掲にて、スニンスキー(Sninsky)ら、米国特許第5,079,351号によって記載されている、その等価物を用いる増幅反応にて用いられる。
本発明の増幅オリゴヌクレオチドおよびプローブは、ヒト・免疫不全ウイルス1型の菌株に独特な特異的配列の試料の、迅速かつ客観的な同定および定量方法を提供する。
本発明の他の特色および利点は、以下の記載およびその具体例、ならびに請求の範囲より明らかであろう。
好ましい具体例の記載
本発明者らは、ヒト・免疫不全ウイルス1型の核酸配列に対して相補的である特に有用なDNAプローブを見いだした。さらには、本発明者らは、ヒト・免疫不全ウイルス1型の検出についての特異的検定においてこれらプローブを用い、それをヒトの血液または組織中に見られる公知かつたぶん最も密接に関連する分類学または系統発生学上の類似体と識別することに成功した。
本発明者らはまた、ヒト・免疫不全ウイルス1型核酸に相補的である特に有用な増幅オリゴヌクレオチドを同定し、これらオリゴヌクレオチドを、例えば、プライマーまたはプロモータープライマーの組み合わせ(すなわち、プロモーター配列を有するプライマー)として用い、ヒト免疫不全ウイルスの核酸を増幅させ、試料中におけるその直接検出を可能とした。
望ましい特性を有する増幅オリゴヌクレオチドおよびプローブを設計するための有用なガイドラインが本明細書中に記載されている。増幅およびプローブを行うことについての最適部位は、長さが約15個の塩基よりも大きな2つ、好ましくは3つの保存領域を、約350塩基、好ましくは150塩基の隣接配列の範囲内に含有する。プライマーまたはプロモーター/プライマーで観察される増幅の程度は、オリゴヌクレオチドをその相補性配列にハイブリダイズさせる能力および酵素的に伸長するその能力を含む、数種のファクターに依存する。ハイブリダイゼーション反応の範囲および特異性は多くのファクターにより影響されるため、これらファクターの操作が個々のオリゴヌクレオチドの正確な感受性および特異性、すなわちその標的に完全に相補的であるかどうかを決定するであろう。種々の検定条件の重要性および効果は、ホーガン(Hogan)らのEPO特許出願番号PCT/US87/03009(発明の名称「ウイルス以外の微生物を検出および/または定量するための核酸プローブ」)、本願の譲受人に譲渡された、ミリマン(Milliman)の米国特許出願番号07/690,788(1991年4月25日出願)(発明の名称「ヘモフィラス・インフルエンザに対する核酸プローブ」)に記載されているように当業者にとって公知である。
標的核酸配列の長さ、結果的に、プローブ配列の長さが重要である。位置および長さが異なる、特定領域に由来する数種の配列がある場合、それらは所望のハイブリダイゼーション特性を有するプローブを生成するであろう。別の場合において、ある配列は単に一の塩基が異なるだけの別の配列よりも著しく優れているかもしれない。全く相補性でない核酸がハイブリダイズする可能性もあるが、完全に相同性の塩基配列の最長の鎖が、通常、主としてハイブリッド安定性を決定するであろう。異なる長さおよび塩基組成のオリゴヌクレオチドのプローブを用いてもよいが、本発明において好ましいオリゴヌクレオチドプローブは、長さが約10〜50塩基であり、標的核酸と十分に相同性であって、緊縮ハイブリッド条件下でハイブリダイズする。本発明者らは、最適プライマーが、約65℃の、標的に対する推定Tm(融解温度)を有する、18−38塩基の標的結合領域を有することを見いだした。
増幅オリゴヌクレオチドまたはプローブは、オリゴマー:非標的(すなわち、標的核酸に対して類似する配列を有する核酸)の核酸ハイブリッドの安定性を最小とするように位置付けられなければならない。増幅オリゴマーおよび検出プローブは標的および非標的配列を識別できることが好ましい。プローブを設計するにおいて、これらTm値の差異は、できる限り大きくすべきである(例えば、少なくとも2℃、好ましくは5℃である)。
ハイブリダイゼーションに対して阻害的な強い内部構造を形成することが知られている核酸の領域はあまり好ましくない。このような構造は、例えば、ヘアーピンループを包含する。同様に、広範な自己相補性を有するプローブも避けるべきである。
非特異的拡張の範囲(プライマー−ダイマーまたは非標的コピー)もまた増幅効能を発揮でき、したがってプライマーは、特に配列の3’末端で、低い自己または交差相補性を有するものが選択される。長いホモポリマー管およびGC高含量を回避し、疑似プライマー拡張を減少させる。市販のコンピュータープログラムを利用し、この設計の態様を助成することができる。利用できるコンピュータープログラムはMacDNASIS(商標)2.0(ヒタチ・ソフトウェア・エンジニアリング・アメリカン・リミテッド)およびOLIGO(登録商標)ver.4.1(ナショナル・バイオサイエンス)を包含する。
ハイブリダイゼーションは、2本の1本鎖の相補性核酸の結合であって、水素結合した2本鎖を形成する。2本のうち1本の鎖が全体的にまたは部分的にハイブリッドに関連しているならば、それは新たなハイブリッドの形成にほとんど関連できないであろう。注目する配列の実質的部分が1本鎖であるようにプローブを設計することにより、ハイブリダイゼーションの速度および範囲が、著しく増加するかもしれない。標的が一体化したゲノム配列である場合、その場合、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の産生物のケースのように、それは2本鎖の形態にて天然に存在するであろう。これらの2本鎖の標的は、自然には、プローブによるハイブリダイゼーションに対して阻害的であり、ハイブリダイゼーション工程の前に変性を必要とする。最後に、十分な自己相補性があるならば、プローブ内に分子内および分子間ハイブリッドを形成しうる。このような構造はプローブ設計に注意して回避することができる。市販のコンピュータープログラムを利用し、この型の相互作用を研究する。利用可能なコンピュータープログラムはMacDNASIS(商標)2.0(ヒタチ・ソフトウェア・エンジニアリング・アメリカン・リミテッド)およびOLIGO(登録商標)ver.4.1(ナショナル・バイオサイエンス)を包含する。
合成後に、選択されたオリゴヌクレオチドのプローブを数種の周知方法により標識化してもよい。ジェイ・サムブロック・イー・エフ・フリッシュおよびティ・マニスティス(J.Sambrook、E.F.FritschおよびT.Maniatis)、モレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)11(第2版、1989年)。有用な標識は放射性同位体ならびに非放射活性レポート基を包含する。本発明者らは、一般に、アクリジニウムエステルを用いる。
オリゴヌクレオチド/標的のハイブリッドの融解温度は、当業者に周知の同位体法により測定できる。所定のハイブリッドについてのTmは、用いるハイブリダイゼーション方法に依存して変わることに注意すべきである。サムブロックら、前掲。
ハイブリダイゼーションの速度は、Cot1/2を決定することにより測定してもよい。プローブがその標的とハイブリダイズする速度は、プローブ領域における標的の2次構造の熱安定性の基準である。ハイブリダイゼーション速度の標準基準は、1リットル当たりのヌクレオチドのモル数を、秒数倍して測定されるCot1/2である。すなわち、プローブの濃度にその濃度で最大の50%のハイブリダイゼーションが起こる時間を倍したものである。この値は、固定した時間について、可変量のプローブを一定量の標的にハイブリダイズさせることにより決定される。Cot1/2は標準操作によりグラフからわかる。
以下の実施例は、標的微生物からの独特な核酸配列に対して相補的なオリゴヌクレオチドプローブ、およびハイブリダイゼーション検定における使用を示すものである。
実施例:
ヒト・免疫不全ウイルス1型に対して特異的なプローブを、確立されたジンバンクのデータベースより得られる配列と比較することにより同定した。SEQID Nos.1−12はヒト・免疫不全ウイルス1型に対して特異的であると特徴付けられ、かつ示されている。ヒト・免疫不全ウイルス2型、ヒト・T−細胞白血病ウイルス1型およびヒト・T−細胞白血病ウイルス2型を含め、系統発生的に類似するものをヒト・免疫不全ウイルス1型の配列と比較するために用いた。
実施例1.HIVについてのプローブ
ハイブリダイゼーション保護検定を用いてヒト・免疫不全ウイルス1型についてのプローブの反応性および特異性を測定した。該プローブを、まず、非ヌクレオチド・リンカーで合成し、ついで、出典明示により本明細書の一部とする、アーノルド(Arnold)らのPCT/US88/03361(発明の名称「ヌクレオチド・プローブのアクリジニウムエステル標識化および精製」)の記載に従って、化学ルミネッセンスのアクリジニウムエステル(AE)で標識化した。ハイブリダイズされていないプローブに結合したアクリジニウムエステルは加水分解に対して感受性であり、穏やかなアルカリ性条件下、非化学ルミネッセンスとされる。しかし、ハイブリダイズされたプローブに結合したアクリジニウムエステルは加水分解に対して相対的に耐性である。かくして、アルカリ性緩衝液と一緒にインキュベートし、つづいてルミノメーターにて化学ルミネッセンスを検出することにより、アクリジニウムエステル標識化プローブのハイブリダイゼーションについて検定することが可能である。結果を相対光単位(RLU)にて示し、標識化プローブにより放射された光子の量をルミノメーターにより測定した。
以下の実験において、標的ウイルスの完全または部分的配列を含有するクローンから調製したDNAを検定した。クローンからDNAを調製する方法が、例えば、サムブロックら、前掲に挙げられている。クローンについてのDNAの供給源は以下のとおりであった;ヒト・免疫不全ウイルス1型、BH10(エル・ラトナー(L.Ratner)ら、ネイチャー312:277−284、1985);ヒト・免疫不全ウイルス2型NIHZ(ジェイ・エフ・ザグリー(J.F.Zagury)ら、プロシーディングス・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシス・ユー・エス・エイ85:5941−5945、1988)、ヒト・T−細胞白血病ウイルス1型pMT−2(エム・クラーク(M.Clarke)ら、ネイチャー305:60−62、1983);ヒト・T−細胞白血病ウイルス2型(ケイ・シモトモ(K.Shimotohmo)ら、プロシーディングス・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシス・ユー・エス82:3101−3105、1985);およびヒト・B型肝炎ウイルス抗原型ADW(ATCC(#45020)より入手)。10mM N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N’−2−エタンスルホン酸(HEPES)、10mMエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、1%ラウリル硫酸リチウム(pH7.4)の50μl中の標的を95℃で5分間変性させ、ウェットアイス上で冷却し、50μlの0.1Mコハク酸リチウム緩衝液、pH4.7、2%(w/v)ラウリル硫酸リチウム、1.2M塩化リチウム、10mM EDTAおよび20mMエチレングリコール−ビス−(ベーターアミノエチルエーテル)N,N,N’,N’−テトラ酢酸(EGTA)中のプローブ(0.04ピコモル)を加えた。ハイブリダイゼーションを60℃で10分間実施し、つづいて300μlの0.6Mホウ酸ナトリウム(pH8.5)、1%トリトンX−100を加え、次のインキュベートを60℃で6分間行い、ハイブリダイズされていないプローブ上のAEを加水分解した。試料を氷水中に1分間冷却し、室温でさらに3分間放置し、ついで検出試薬I(0.1%過酸化水素および1mM硝酸を含有)および検出試薬II(1N水酸化ナトリウムおよび界面活性剤成分を含有)の自動注入装置を備えたリーダー(LEADER)1ルミノメーターにて分析した。ハイブリダイゼーション反応のうち幾つかの反応は、出典明示により本明細書の一部とする、ホーガン(Hogan)ら、米国特許第5,030,557号(発明の名称「核酸ハイブリダイゼーションを強化するための手段および方法」)に記載されているように、4ピコモルの非標識化「ヘルパー・プローブ」の添加で強化された。5,000RLUよりも大きなRLU値は結果が陽性であり;5,000RLUに満たないものは結果が陰性であった。
以下のデータ(表1)は、プローブが、ヒトの血管または組織中に見られる密接に関連するウイルス由来のウイルス性DNAと交差反応しないことを示す。試料もまた、各標的に対して特異的なプローブで試験した場合の陽性シグナルを示し、それにより、試料が適切であることを確かめた。
前記のデータは、本明細書中に開示し、特許請求する新規プローブが、ヒトの血液中に見られるこれらウイルス由来のヒト・免疫不全ウイルス1型の識別能を有することを確認するものである。
実施例2.PCRによるHIVの増幅
ヒト・免疫不全ウイルス1型について、プライマーおよびプローブの反応性を測定するため、以下の実験を行った。ヒト・免疫不全ウイルスDNAを含有するプラスミドDNAの、0.20または100のコピーを制限エンドヌクレアーゼで直鎖状とし、50ピコモルの各プライマー、10mMトリスHCl(pH8)、50mM KCl、1.25mM MgCl2、各0.25mMのdATP、dTTP、dCTP、dGTPおよび2.5U Tag DNAポリメラーゼを含有する50μlの増幅反応体に添加した。反応物を95℃で1−2分間インキュベートし、ついで55℃で15秒間、72℃で30秒間、および90℃で20秒間、パーキン−エルマー(Perkin-Elmer)9600サーモサイクラーにて、または55℃で30秒間、72℃で60秒間、および95℃で60秒間、パーキン−エルマー48ウェル・サーモサイクラーにて35回循環させた。循環後、反応物を72℃で6−7分間インキュベートし、4℃で貯蔵した。10μlの生成物を、0.04ピコモルの標識化プローブによるハイブリダイゼーション保護検定により分析した。そのデータを表2に示す。7,000より大きなRLUは結果が陽性であると考えられる。
実施例3.患者の試料
この実施例において、HIV 1型に感染していることが知られている個体またはHIV 1型に感染していない個体(陰性対照)から200,000フィコール−ハイパキュー(Ficoll-Hypaque)で精製した白血球より調製した溶解産物含有の患者試料を実施例2の記載に従って分析した。これらの細胞は、ライダーおよびカシアン(RyderおよびKacian)による米国特許出願第07/898,785(1992年6月12日出願)(発明の名称「血液からの核酸調製」)の記載に従って調製した。結果を表3に示す。
実施例4.非PCR増幅
増幅オリゴマーもまた増幅検定に基づく転写にて作用することを明らかにするために、HIV 1型含有のプラスミドDNAの0、2,000または20,000コピーを制限エンドヌクレアーゼを用いて直鎖状とし、95℃に2分間加熱し、37℃に1分間冷却した。800UのMMLV逆転写酵素を添加した後、反応物を37℃で12分間インキュベートし、95℃に2分間加熱し、37℃に1分間冷却した。800UのMMLV逆転写酵素および400UのT7 RNAポリメラーゼを加え、反応物を37℃で3時間インキュベートした。最終増幅条件は、100μl中に、70mMトリスHCl(pH8)、35mM KCl、15mM KOH(N−アセチル−システインで中和)、6mM rGTP、4mM rCTP、4mM rATP、4mM rUTP、各1mMのdTTP、dATP、dCTPおよびdGTP、および22mM MgCl2であった。10μlの各反応物を40μlの水と混合し、ハイブリダイゼーション緩衝液が20mMアルドリチオールを含有することを除いて、表1と同様に検定した。RLUの結果を表4に示す。
コピー数が増加するにつれて、RLUもまた増加した。すなわち、本発明のプライマーを用い、転写ベースの増幅検定に用いるHIV 1型標的配列を増幅させることができ、この増幅した標的配列は本発明のプローブを用いて検出できる。
実施例5
この実施例は、ヒト・免疫不全ウイルス1型についてのプローブの、転写ベースの増幅検定にて産生される低濃度の標的オリゴマーの検出能を示す。HIV 1型配列を含有する0または10コピーのプラスミドDNAを制限エンドヌクレアーゼを用いて直鎖状とし、1μgのヒトDNAの存在下、95℃に8分間加熱し、ついで42℃に6分間冷却した。増幅を、800UのMMLV逆転写酵素および400UのT7 RNAポリメラーゼを用い、以下の反応混合物:
50mMトリスHCl(pH8)、17.5mM MgCl2、0.05mM酢酸亜鉛、10%グリセロール、6.25mM rGTP、2.5mM rCTP、6.25mM rATP、2.5mM rUTP、0.2mM dTTP、0.2mM dATP、0.2mM dCTPおよび0.2mM dGTPにおいて実施した。プライマーSEQ ID Nos.26、28および41を30ピコモルの濃度で用い、プライマーSEQ ID No.39を15ピコモルの濃度で用いた。すべての反応体を実施例1の記載に従って、ハイブリダイゼーション緩衝液(20mMアルドリチオールを補充した)100μl中、0.04ピコモルのプローブによるハイブリダイゼーション保護検定を用いて分析した。プローブSEQ ID No.10を、2ピコモルの標識化されていないヘルパーSEQ ID No.17の存在下、ハイブリダイズした。
他の具体例も以下に示す請求の範囲内にある。
(1)一般情報:
(i)出願人:シェロール・エッチ・マックドノー、トーマス・ビー・ライダー、イーシン・ヤン
(ii)発明の名称:核酸増幅オリゴヌクレオチドおよびヒト・免疫不全ウイルス1型に対するプローブ
(iii)配列の数:140
(iv)対応する住所:
(A)受信人:ライオン&ライオン
(B)通り名:ウエスト・シックスス・ストリート611番
(C)都市名:ロスアンデルス
(D)州名:カリホルニア
(E)国名:アメリカ合衆国
(F)郵便番号:90017
(v)コンピューター・レーダブル・フォーム
(A)媒体型:3.5”ディスケット、1.44Mbストレージ
(B)コンピューター:IBM PS/2モデル50Zまたは55SX
(C)操作システム:IBM P.C.DOS(バージョン3.30)
(D)ソフトウェア:ワードパーフェクト(バージョン5.0)
(vi)最新出願データ:
(A)出願番号:
(B)出願日:
(C)分類番号:
(vii)先行出願データ
(A)出願番号:米国特許出願第07/550,837号
(B)出願日:1990年10月7日
(A)出願番号:米国特許出願第07/379,501号
(B)出願日:1989年11月7日
(viii)代理人情報
(A)名称:ワーバーグ・リチャード・ジェイ
(B)登録番号:32,327
(C)処理番号:196/189
(ix)電話電信情報
(A)電話番号:(213)489−1600
(B)テレファックス:(213)955−0440
(C)テレックス:67−3510
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(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:33
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の記載:SEQ ID NO:138:
(140)SEQ ID NO:139に関する情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:24
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の記載:SEQ ID NO:139:
Claims (14)
- 試料中のHIV−1を検出するための組成物であって、HIV−1標的核酸のセグメントの増幅に使用されるプライマーオリゴヌクレオチドのペアーを含み、該プライマーペアーが下記配列:
HIV塩基配列CAAATGGCAGTATTCATCCACA(配列番号:39)、CAAAUGGCAGUAUUCAUCCACA(配列号:119)、またはそれらの相補配列を含む配列であって、22ヌクレオチド塩基以上の長さである第1のプライマーオリゴヌクレオチド配列
HIV塩基配列GTTTGTATGTCTGTTGCTATTAT(配列番号:40)、GUUUGUAUGUCUGUUGCUAUUAU(配列号:120)、またはそれらの相補配列を含む配列であって、23ヌクレオチド塩基以上の長さである第2のプライマーオリゴヌクレオチド配列
を含むものである、組成物。 - 少なくとも1つの該プライマーが、RNAポリメラーゼにより認識されるヌクレオチド配列あるいはRNAポリメラーゼによる開始または伸長を促進するヌクレオチド配列をさらに含むものである、請求項1記載の組成物。
- 請求項1または2記載の組成物を含むキット。
- 29ヌクレオチド塩基以上の長さであり、HIV−1塩基配列CTACTATTCTTTCCCCTGCACTGTACCCC(配列番号:10)、CUACUAUUCUUUCCCCUGCACUGUACCCC(配列番号:76)、またはそれらの相補配列を含むオリゴヌクレオチド配列からなる検出プローブをさらに含むものである、請求項3記載のキット。
- 該検出プローブが検出可能な標識をさらに含むものである、請求項4記載のキット。
- CCAATCCCCCCTTTTCTTTTAAAATTGTGGATG(配列番号:17)、CCAAUCCCCCCUUUUCUUUUAAAAUUGUGGAUG(配列番号:134)、またはそれらの相補配列を必須としてなる配列を有するオリゴヌクレオチドをさらに含む、請求項3ないし5のいずれか1項記載のキット。
- GTTTGTATGTCTGTTGCTATTAT(配列番号:40)、GUUUGUAUGUCUGUUGCUAUUAU(配列番号:120)、またはそれらの相補配列からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含むか、あるいはそれらのいずれかを必須としてなるオリゴヌクレオチド。
- 配列番号:40の配列を必須としてなる請求項7記載のオリゴヌクレオチド。
- CCAATCCCCCCTTTTCTTTTAAAATTGTGGATG(配列番号:17)、CCAAUCCCCCCUUUUCUUUUAAAAUUGUGGAUG(配列番号:134)、またはそれらの相捕配列からなる群より選択されるヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド。
- 試料中のHIV−1核酸を検出する方法であって、23ヌクレオチド塩基以上の長さを有する第1のプライマーオリゴヌクレオチドを用いて該核酸を増幅する工程を含み、該プライマーがHIV塩基配列GTTTGTATGTCTGTTGCTATTAT(配列番号:40)、GUUUGUAUGUCUGUUGCUAUUAU(配列番号:120)、またはそれらの相捕配列を含むものである、方法。
- 試料中のHIV−1核酸を検出する方法であって、請求項1または2記載の組成物を用いて該核酸を増幅する工程を含む、方法。
- 29ヌクレオチド塩基以上の長さであり、HIV−1塩基配列CTACTATTCTTTCCCCTGCACTGTACCCC(配列番号:10)、CUACUAUUCUUUCCCCUGCACUGUACCCC(配列番号:76)、またはそれらの相補配列を含むオリゴヌクレオチド配列からなる検出プローブを用い、増幅された核酸を検出する工程をさらに含む、請求項10または11記載の方法。
- 該検出が、CCAATCCCCCCTTTTCTTTTAAAATTGTGGATG(配列番号:17)を含む少なくとも33ヌクレオチド塩基の長さのオリゴヌクレオチド配列、CCAAUCCCCCCUUUUCUUUUAAAAUUGUGGAUG(配列番号:134)を含む少なくとも33ヌクレオチド塩基の長さのオリゴヌクレオチド配列、またはそれらの相補配列を含む第2のオリゴヌクレオチド配列を用いる検出を含むものである、請求項12記載の方法。
- 対象から得られた試料中のHIV−1を検出する方法における、請求項1〜9のいずれか1項に記載されているオリゴヌクレオチドの使用方法。
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