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JP6995604B2 - Design method and probe set for single nucleotide polymorphism detection probe - Google Patents
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JP6995604B2 - Design method and probe set for single nucleotide polymorphism detection probe - Google Patents

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Description

本発明は、一塩基多型の野生型に対応する野生型プローブと当該一塩基多型の変異型に対応する変異型プローブとを設計する方法及びプローブセットに関する。 The present invention relates to a method and a probe set for designing a wild type probe corresponding to a wild type of a single nucleotide polymorphism and a mutant probe corresponding to the mutant type of the single nucleotide polymorphism.

一塩基多型(SNP : Single Nucleotide Polymorphism)とは、生物種集団のゲノム中に存在する遺伝子変異の一種であり、塩基配列における一塩基が変異した多様性を意味する。特に、集団内で1%以上の頻度で変異が見られる場合にのみ一塩基多型と呼称する場合もあるが、1%未満の頻度であっても一塩基多型と称することができる。なお、一塩基多型は、典型的には野生型アレルと一種類の変異型アレルとからなる二種類からなる場合が多いが、二種類以上の変異型アレルを有する場合もある。 Single nucleotide polymorphism (SNP) is a type of gene mutation that exists in the genome of a population of species, and means the diversity of single nucleotide polymorphisms in the base sequence. In particular, it may be referred to as a single nucleotide polymorphism only when a mutation is observed with a frequency of 1% or more in the population, but it can be referred to as a single nucleotide polymorphism even if the frequency is less than 1%. The single nucleotide polymorphism is typically composed of two types consisting of a wild-type allele and one type of mutant allele, but may have two or more types of mutant alleles.

一塩基多型を含む広義の多型は、薬剤に対する副作用の程度、疾患に対する罹りやすさといった表現型に関係している。また、植物においては、病害抵抗性、ストレス耐性、バイオマス量等の表現型にも一塩基多型を含む広義の多型が関係している。このように、一塩基多型を検出する(タイピングとも称する)ことで、疾患に罹患するリスクや、副作用の発生リスク等を予測することができる。 Polymorphisms in a broad sense, including single nucleotide polymorphisms, are related to phenotypes such as the degree of side effects on drugs and susceptibility to diseases. In plants, polymorphisms in a broad sense including single nucleotide polymorphisms are also related to phenotypes such as disease resistance, stress tolerance, and biomass amount. By detecting a single nucleotide polymorphism (also referred to as typing) in this way, it is possible to predict the risk of contracting a disease, the risk of side effects, and the like.

一塩基多型を検出する方法としては、従来、SNPタイピング法として様々な手法が知られている。例えば、一塩基多型を含むDNA断片を増幅して塩基配列を読み取るダイレクトシーケンス法、一塩基多型部位を含むプローブを使用する方法が挙げられる。一塩基多型部位を含むプローブを使用する方法には、リアルタイムPCRを適用したサイクリングプローブ法、ビーズアレイ法やマイクロアレイ(DNAチップ)法が挙げられる。 As a method for detecting a single nucleotide polymorphism, various methods have been conventionally known as an SNP typing method. For example, a direct sequence method for amplifying a DNA fragment containing a single nucleotide polymorphism and reading a base sequence, and a method using a probe containing a single nucleotide polymorphism site can be mentioned. Examples of the method using a probe containing a single nucleotide polymorphism site include a cycling probe method to which real-time PCR is applied, a bead array method, and a microarray (DNA chip) method.

一塩基多型部位を含むプローブを使用する方法では、検出対象の一塩基多型について、野生型の塩基に対応する野生型プローブと、変異型の塩基に対応する変異型プローブとを設計する。一般的に、プローブは、ターゲットDNAとの融解温度を含む熱力学的変数、長さ、分子内自己結合形成、他のプローブとの配列相同性の有無及び標的部位の位置(3’末端側若しくは5’末端側)等を考慮して設計される。これらのうち、熱力学的変数は、プローブとターゲットDNAとのハイブリダイズエネルギーを考慮する物であり、プローブ特性を表す指標とすることができる。 In the method using a probe containing a single nucleotide polymorphism site, a wild-type probe corresponding to a wild-type base and a mutant probe corresponding to a mutant-type base are designed for the single nucleotide polymorphism to be detected. In general, the probe is a thermodynamic variable, including the melting temperature with the target DNA, length, intramolecular self-binding formation, sequence homology with other probes, and the location of the target site (3'end side or It is designed in consideration of 5'end side) and the like. Of these, the thermodynamic variable considers the hybridization energy between the probe and the target DNA, and can be used as an index representing the probe characteristics.

これら野生型プローブ及び変異型プローブを設計する方法としては、例えば特許文献1に記載されるように、完全一致ターゲットと二本鎖を形成したときのTm値が野生型プローブと変異型プローブとの間で等しくなるように設計する方法がある。また、特許文献2には、野生型プローブと変異型プローブとが同じ長さになるように設計する方法が記載されている。 As a method for designing these wild-type probes and mutant probes, for example, as described in Patent Document 1, the Tm value when a double strand is formed with an exact match target is a wild-type probe and a mutant probe. There is a way to design them to be equal. Further, Patent Document 2 describes a method of designing the wild-type probe and the mutant-type probe to have the same length.

特開2010-4782号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-4782 特表平9-507121号公報Special Table 9-507121 Gazette

ところが、一塩基多型を検出する野生型プローブ及び変異型プローブは、いずれも一塩基を除いて同じ配列を有するため、完全一致するターゲットDNAとハイブリダイゼーション以外に非特異的な結合(クロスハイブリダイゼーションと称す)が形成される虞がある。クロスハイブリダイゼーションが生じた場合、完全一致のターゲットDNAが結合することによる真のシグナル値に、クロスハイブリダイゼーションによるシグナル値が加算される。すなわち、クロスハイブリダイゼーションが生じた場合、測定値にノイズが含まれ、測定結果の信頼性を大きく下げる要因となってしまう。 However, since both wild-type and mutant probes that detect single nucleotide polymorphisms have the same sequence except for one base, non-specific binding (cross-hybridization) other than hybridization with a completely matching target DNA. ) May be formed. When cross-hybridization occurs, the signal value due to cross-hybridization is added to the true signal value due to the binding of the exact target DNA. That is, when cross hybridization occurs, noise is included in the measured value, which is a factor that greatly lowers the reliability of the measured result.

そこで、本発明は、このような実情に鑑み、クロスハイブリダイゼーションの発生を抑え、完全一致のターゲットを高精度に検出することができる、一塩基多型検出用の野生型プローブ及び変異型プローブの設計方法及びプローブセットを提供することを目的とする。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides wild-type probes and mutant probes for single nucleotide polymorphism detection, which can suppress the occurrence of cross-hybridization and detect perfectly matched targets with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a design method and a probe set.

本発明は以下を包含する。
(1)一塩基多型の野生型に対応する野生型プローブと、当該一塩基多型の変異型に対応する変異型プローブとを設計する方法であって、上記一塩基多型部位を含む複数の候補野生型プローブと、上記一塩基多型部位を含む複数の候補変異型プローブとを設計し、これら候補野生型プローブについて完全一致となる野生型ターゲットとの結合率、これら候補野生型プローブについて当該一塩基多型部位において一塩基ミスマッチとなる変異型ターゲットとの結合率、これら候補変異型プローブについて完全一致となる変異型ターゲットとの結合率、及びこれら候補変異型プローブについて当該一塩基多型部位における一塩基ミスマッチとなる野生型ターゲットとの結合率をそれぞれ計算し、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率から候補変異型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となり、且つ、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率から候補野生型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となる野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせを、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブのなかから選択し、選択した野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせを、当該一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計する方法。
The present invention includes the following.
(1) A method for designing a wild-type probe corresponding to a wild-type of a single-base polymorphism and a mutant probe corresponding to the variant of the single-base polymorphism, which includes a plurality of the above-mentioned single-base polymorphism sites. Candidate wild-type probes and a plurality of candidate mutant probes including the above-mentioned single-base polymorphic site are designed, and the binding rate with wild-type targets that are completely consistent with these candidate wild-type probes, and these candidate wild-type probes The binding rate with a mutant target that has a one-base mismatch at the one-base polymorphism site, the binding rate with a variant target that is an exact match for these candidate mutant probes, and the one-base polymorphism for these candidate mutant probes. The binding rate with the wild-type target that causes a one-base mismatch at the site is calculated, and the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate variant probe from the binding rate with the candidate wild-type probe for the wild-type target is greater than or equal to the predetermined value. And with respect to the variant target, one or more of the wild-type probe and the variant probe in which the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate wild-type probe from the binding rate with the candidate variant probe is equal to or more than a predetermined value. The combination is selected from the candidate wild-type probe and the candidate variant-type probe, and one or more combinations of the selected wild-type probe and the variant-type probe are used as a wild-type probe for detecting the one-base polymorphism. How to design as a variant probe.

(2)上記結合率は、所定のハイブリダイズ温度若しくは所定のハイブリダイズ温度範囲において計算し、当該ハイブリダイズ温度若しくはハイブリダイズ温度範囲において使用する野生型プローブ及び変異型プローブを設計することを特徴とする(1)記載の方法。 (2) The binding rate is calculated in a predetermined hybridization temperature or a predetermined hybridization temperature range, and a wild-type probe and a mutant probe to be used in the hybridization temperature or the hybridization temperature range are designed. (1) The method described.

(3)野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせを選択した場合、複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率との差の絶対値と、野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率との差の絶対値とを合計し、複数の組み合わせのうち当該合計値が最も低い組み合わせを、上記一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計することを特徴とする(1)記載の方法。 (3) When a plurality of combinations of a wild-type probe and a mutant probe are selected, the difference between the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target and the binding rate of the mutant probe to the mutant target for the plurality of combinations. Sum the absolute value and the absolute value of the difference between the binding rate of the mutant probe to the wild-type target and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target, and select the combination having the lowest total value among the plurality of combinations. The method according to (1), characterized in that it is designed as a wild-type probe and a mutant probe for detecting the one-base polymorphism.

(4)野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせを選択した場合、複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率と野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率との差が最も大きい組み合わせ、又は、変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率との差が最も大きい組み合わせを、上記一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計することを特徴とする(1)記載の方法。 (4) When multiple combinations of wild-type probe and mutant probe are selected, the difference between the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target and the binding rate of the mutant probe to the wild-type target is different for the multiple combinations. The wild-type probe for detecting the above-mentioned single-base polymorphism and the combination having the largest difference between the binding rate of the mutant probe to the mutant target and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target. The method according to (1), characterized in that it is designed as a mutant probe.

(5)一塩基多型の野生型に対応する野生型プローブと、当該一塩基多型の変異型に対応する変異型プローブとからなるプローブセットであって、上記一塩基多型部位を含む複数の候補野生型プローブと、上記一塩基多型部位を含む複数の候補変異型プローブとのなかから選択され、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率から候補変異型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となり、且つ、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率から候補野生型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となる野生型プローブと変異型プローブとからなる、当該一塩基多型を検出するためのプローブセット。 (5) A probe set consisting of a wild type probe corresponding to a wild type of a single base polymorphism and a mutant probe corresponding to the mutant type of the single base polymorphism, and a plurality of probes including the above-mentioned single base polymorphism site. The binding rate of the wild type target to the candidate mutant type probe is selected from the binding rate of the wild type target to the candidate wild type probe. With respect to the mutant target, the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate wild type probe from the binding rate with the candidate mutant type probe is equal to or more than the predetermined value. A probe set consisting of a mutant probe for detecting the single-base polymorphism.

(6)担体と、当該担体に固定された(5)記載のプローブセットに含まれる野生型プローブ及び変異型プローブとを備えるDNAチップ。 (6) A DNA chip comprising a carrier and a wild-type probe and a mutant probe contained in the probe set according to (5) immobilized on the carrier.

本発明に係る一塩基多型検出用の野生型プローブ及び変異型プローブの設計方法によれば、クロスハイブリダイゼーションの発生が抑えられた、ターゲットDNAの検出感度に優れた野生型プローブ及び変異型プローブを設計することができる。 According to the method for designing a wild-type probe and a mutant probe for detecting a single nucleotide polymorphism according to the present invention, the wild-type probe and the mutant probe with excellent detection sensitivity of a target DNA in which the occurrence of cross hybridization is suppressed are suppressed. Can be designed.

また、本発明に罹るプライマーセットは、クロスハイブリダイゼーションの発生が抑えられているため、ターゲットDNAの検出感度に優れたものとなる。 In addition, the primer set according to the present invention has excellent detection sensitivity of the target DNA because the occurrence of cross hybridization is suppressed.

行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補野生型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補変異型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate mutant probe from the full-match binding rate in the candidate wild-type probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補野生型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補変異型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate mutant probe from the full-match binding rate in the candidate wild-type probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補野生型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補変異型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate mutant probe from the full-match binding rate in the candidate wild-type probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補変異型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補野生型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate wild-type probe from the full-match binding rate in the candidate mutant probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補変異型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補野生型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate wild-type probe from the full-match binding rate in the candidate mutant probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 行に候補野生型プローブの種類、列に候補変異型プローブの種類を示し、候補変異型プローブにおけるフルマッチ結合率から、候補野生型プローブにおけるミスマッチ結合率を引いた値を各マスに示す特性図である。The type of candidate wild-type probe is shown in the row, the type of candidate mutant probe is shown in the column, and the value obtained by subtracting the mismatch binding rate in the candidate wild-type probe from the full-match binding rate in the candidate mutant probe is shown in the characteristic diagram for each cell. be. 実施例のプローブセット、比較例1のプローブセット及び比較例2のプローブセットを使用して遺伝子型判定実験を行った結果を示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the result of having performed the genotyping experiment using the probe set of Example, the probe set of Comparative Example 1, and the probe set of Comparative Example 2. 実施例のプローブセット、比較例1のプローブセット及び比較例2のプローブセットを使用した遺伝子型判定実験の結果に基づいて、各プローブセットを使用した時の全幅及び比との関係を示す特性図である。Based on the results of the genotyping experiment using the probe set of Example, the probe set of Comparative Example 1, and the probe set of Comparative Example 2, a characteristic diagram showing the relationship with the total width and ratio when each probe set is used. Is.

本発明では、一塩基多型検出用の野生型プローブ及び変異型プローブの設計方法を提供する。ここで、一塩基多型とは、生物種集団のゲノム中に存在する遺伝子変異であって、塩基配列における一塩基の変異を意味する。本発明において、一塩基多型とは集団内で1%以上の頻度で見られる変異に限定されず、1%未満の頻度で見られる変異(突然変異と呼称される場合もある)をも含む意味である。 The present invention provides a method for designing a wild-type probe and a mutant probe for single nucleotide polymorphism detection. Here, the single nucleotide polymorphism is a gene mutation existing in the genome of an organism population, and means a single base mutation in a base sequence. In the present invention, single nucleotide polymorphisms are not limited to mutations found at a frequency of 1% or more in a population, but also include mutations found at a frequency of less than 1% (sometimes referred to as mutations). Meaning.

野生型プローブとは、検出対象の一塩基多型における野生型アレルに対応し、野生型アレルの遺伝子型に相補的な塩基を有するプローブである。変異型プローブとは、検出対象の一塩基多型における変異型アレルに対応し、変異型アレルの遺伝子型に相補的な塩基を有するプローブである。例えば、野生型アレルの遺伝子型がA(アデニン)であり、変異型アレルの遺伝子型がG(グアニン)である一塩基多型を検出対象とする場合、野生型プローブは一塩基多型に対応する位置にAに相補的なTを含み、変異型プローブは当該位置にGに相補的なCを含む。なお、所定の一塩基多型について設計された、野生型プローブ及び変異型プローブの組み合わせをプローブセットと称する。 The wild-type probe is a probe that corresponds to the wild-type allele in the single nucleotide polymorphism to be detected and has a base complementary to the genotype of the wild-type allele. The mutant probe is a probe that corresponds to the mutant allele in the single nucleotide polymorphism to be detected and has a base complementary to the genotype of the mutant allele. For example, if a single nucleotide polymorphism in which the genotype of a wild-type allergen is A (adenin) and the genotype of a mutant allergen is G (guanine) is targeted for detection, the wild-type probe corresponds to the single nucleotide polymorphism. The position contains T complementary to A, and the mutant probe contains C complementary to G at that position. A combination of a wild-type probe and a mutant probe designed for a predetermined single nucleotide polymorphism is referred to as a probe set.

本発明に係る設計方法では、先ず、野生型プローブ及び変異型プローブを選択するため、複数の野生型プローブの候補(候補野生型プローブ)及び複数の変異型プローブ(候補変異型プローブ)を設計する。具体的に、本工程では、検出対象の一塩基多型を含む周辺のゲノム配列から、複数の候補野生型プローブ及び複数の変異型プローブを、一塩基多型を含むオリゴヌクレオチドの塩基配列として設計する。 In the design method according to the present invention, first, in order to select a wild-type probe and a mutant probe, a plurality of wild-type probe candidates (candidate wild-type probe) and a plurality of mutant probes (candidate mutant probe) are designed. .. Specifically, in this step, a plurality of candidate wild-type probes and a plurality of mutant probes are designed as the base sequences of oligonucleotides containing the single nucleotide polymorphism from the peripheral genomic sequences containing the single nucleotide polymorphism to be detected. do.

設計する候補野生型プローブ及び候補変異型プローブの長さとしては、特に限定されないが、例えば5~50塩基長とすることができ、7~40塩基長とすることが好ましく、10~30塩基長とすることがより好ましく、11~25塩基長とすることが最も好ましい。 The length of the candidate wild-type probe and the candidate mutant probe to be designed is not particularly limited, but can be, for example, 5 to 50 base length, preferably 7 to 40 base length, and 10 to 30 base length. It is more preferable to have a length of 11 to 25 bases, and most preferably to a length of 11 to 25 bases.

また、設計する候補野生型プローブ及び候補変異型プローブにおいて、検出対象の一塩基多型に対応する塩基は、設計する塩基配列における略中心に位置するように設計することが好ましい。設計する塩基配列が奇数個の塩基からなる場合、5’末端と3’末端の中央の1つの塩基を一塩基多型に対応する位置とすることができる。また、設計する塩基配列が偶数個の塩基からなる場合、5’末端と3’末端の中央の2塩基のうちいずれかを一塩基多型に対応する位置とすることができる。 Further, in the candidate wild type probe and the candidate mutant type probe to be designed, it is preferable to design the base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected so as to be located substantially at the center of the base sequence to be designed. When the base sequence to be designed consists of an odd number of bases, one base in the center of the 5'end and the 3'end can be the position corresponding to the single nucleotide polymorphism. Further, when the base sequence to be designed consists of an even number of bases, any one of the two bases at the center of the 5'end and the 3'end can be the position corresponding to the single nucleotide polymorphism.

ただし、設計する候補野生型プローブ及び候補変異型プローブにおいて、検出対象の一塩基多型に対応する塩基は、上述のように設計する塩基配列における略中心に限定されず、当該略中心から5’末端側又は3’末端側に偏った位置としてもよい。例えば、設計する候補野生型プローブ及び候補変異型プローブにおいて、検出対象の一塩基多型に対応する塩基は、設計する塩基配列における略中心から、全長の1/4の範囲、好ましくは1/5の範囲、より好ましくは1/6の範囲で5’末端側又は3’末端側に偏った位置とすることができる。 However, in the candidate wild-type probe and the candidate mutant probe to be designed, the base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected is not limited to the substantially center in the base sequence designed as described above, and is 5'from the substantially center. The position may be biased toward the terminal side or the 3'end side. For example, in the candidate wild-type probe and the candidate mutant probe to be designed, the base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected is in the range of 1/4 of the total length, preferably 1/5, from the substantially center in the base sequence to be designed. The position can be biased toward the 5'end side or the 3'end side in the range of, more preferably 1/6.

また、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブを設計する際、検出対象の一塩基多型に対応する塩基を略中心とした候補野生型プローブ及び候補変異型プローブのみを設計しても良いし、検出対象の一塩基多型に対応する塩基を略中心から5’末端側又は3’末端側に偏った位置とした候補野生型プローブ及び候補変異型プローブをのみを設計しても良い。さらに、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブを設計する際、検出対象の一塩基多型に対応する塩基を略中心とした候補野生型プローブ及び候補変異型プローブと、検出対象の一塩基多型に対応する塩基を略中心から5’末端側又は3’末端側に偏った位置とした候補野生型プローブ及び候補変異型プローブを設計しても良い。 Further, when designing the candidate wild-type probe and the candidate mutant-type probe, only the candidate wild-type probe and the candidate mutant-type probe may be designed centering on the base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected. Only candidate wild-type probes and candidate mutant-type probes may be designed in which the base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected is biased toward the 5'end side or the 3'end side from the substantially center. Furthermore, when designing a candidate wild-type probe and a candidate mutant type probe, a candidate wild-type probe and a candidate mutant type probe centered on a base corresponding to the single nucleotide polymorphism to be detected, and a single nucleotide polymorphism to be detected. Candidate wild-type probes and candidate mutant-type probes may be designed in which the bases corresponding to are biased toward the 5'end side or the 3'end side from substantially the center.

次に、本発明に係る設計方法では、設計した候補野生型プローブ及び候補変異型プローブについて、完全一致となるターゲットDNAとTm曲線及び一塩基ミスマッチとなるターゲットDNAとのTm曲線をそれぞれ計算する。 Next, in the design method according to the present invention, for the designed candidate wild-type probe and candidate mutant probe, the Tm curve of the target DNA that is an exact match and the Tm curve and the target DNA that is a one-base mismatch are calculated, respectively.

ここで、候補野生型プローブについては、完全一致となるターゲットDNAは、検出対象の一塩基多型が野生型アリルである野生型のターゲットDNA(野生型ターゲットと称する)である。また、候補野生型プローブについては、一塩基ミスマッチとなるターゲットDNAは、検出対象の一塩基多型が変異型アリルである変異型のターゲットDNA(変異型ターゲットと称する)である。一方、候補変異型プローブについては、完全一致となるターゲットDNAは、検出対象の一塩基多型が変異型アリルである変異型ターゲットである。また、候補変異型プローブについては、一塩基ミスマッチとなるターゲットDNAは、検出対象の一塩基多型が野生型アリルである野生型ターゲットである。 Here, for the candidate wild-type probe, the target DNA that is a perfect match is a wild-type target DNA (referred to as a wild-type target) in which the single nucleotide polymorphism to be detected is a wild-type allyl. For the candidate wild-type probe, the target DNA that causes a single nucleotide mismatch is a mutant target DNA (referred to as a mutant target) in which the single nucleotide polymorphism to be detected is a mutant allele. On the other hand, for the candidate mutant probe, the target DNA that is a perfect match is a mutant target in which the single nucleotide polymorphism to be detected is a mutant allele. For the candidate mutant probe, the target DNA that has a single nucleotide mismatch is a wild-type target in which the single nucleotide polymorphism to be detected is a wild-type allele.

Tm曲線を計算する方法は、特に限定されないが、例えば、最近接塩基対法(Nearest Neighbor method)、Wallace法及びGC%法等を挙げることができるが、特に最近接塩基対法(Nearest Neighbor method)により計算することが好ましい。なお、Tmとは、プローブとターゲットがハイブリダズしているとき、その50%が解離する時の温度と定義される(すなわち、結合率50%の時の温度)。また、Tm値に影響を与える要因としては、塩基組成、塩濃度、オリゴ鎖の濃度や変性剤(ホルムアミド、DMSO等)、溶媒和効果、コンジュゲート基(ビオチン、ジゴキシゲニン、アルカリフォスファターゼ、蛍光色素等)が挙げられる。 The method for calculating the Tm curve is not particularly limited, and examples thereof include the Nearest Neighbor method, the Wallace method, and the GC% method, and in particular, the Nearest Neighbor method. ) Is preferable. Note that Tm is defined as the temperature at which 50% of the probe and the target are hybridized when they dissociate (that is, the temperature when the binding rate is 50%). Factors that affect the Tm value include base composition, salt concentration, oligo chain concentration and modifier (formamide, DMSO, etc.), solvation effect, conjugate group (biotin, digoxigenin, alkaline phosphatase, fluorescent dye, etc.). ).

より具体的には、Integrated DNA Technologies社が提供するWEBサービスによりTm値を計算することができ、これにはプローブの塩基配列、プローブ濃度、プローブとハイブリダズするターゲットの濃度、反応液中のNa+並びにK+濃度、反応液中のMg2+濃度及び(場合によっては)dNTPs濃度を設定することでTm曲線を計算することができる。例えば、プローブ濃度並びにターゲット濃度をそれぞれ0.002μMとし、Na+並びにK+濃度を195mMとしMg2+濃度を0mMとし、dNTPs濃度を0mMとしてTm曲線を計算することができる。計算したTm曲線は、一方軸(例えば縦軸)を結合率とし、他方軸(例えば横軸)を温度した2次元平面に表示することもできる。 More specifically, the Tm value can be calculated by the WEB service provided by Integrated DNA Technologies, which includes the base sequence of the probe, the probe concentration, the concentration of the target that hybridizes with the probe, and Na + in the reaction solution. The Tm curve can also be calculated by setting the K + concentration, the Mg 2+ concentration in the reaction solution and (in some cases) the dNTPs concentration. For example, the Tm curve can be calculated with the probe concentration and target concentration set to 0.002 μM, the Na + and K + concentrations set to 195 mM, the Mg 2+ concentration set to 0 mM, and the dNTPs concentration set to 0 mM. The calculated Tm curve can also be displayed on a two-dimensional plane in which one axis (for example, the vertical axis) is the coupling ratio and the other axis (for example, the horizontal axis) is heated.

得られたTm曲線は、所定の塩基配列を有する候補野生型プローブ又は候補変異型プローブと、野生型ターゲット又は変異型ターゲットとに関して、温度と結合率との関係を示すことができる。すなわち、得られたTm曲線に基づいて、上述のように設計した候補野生型プローブにおける野生型ターゲット(完全一致)との結合率を計算することができる。同様に、得られたTm曲線に基づいて、候補野生型プローブにおける変異型ターゲット(一塩基ミスマッチ)との結合率を計算することができる。同様に、得られたTm曲線に基づいて、候補変異型プローブにおける変異型ターゲット(完全一致)との結合率を計算することができる。同様に、得られたTm曲線に基づいて、候補変異型プローブにおける野生型ターゲット(一塩基ミスマッチ)との結合率を計算することができる。 The obtained Tm curve can show the relationship between the temperature and the binding rate with respect to the candidate wild-type probe or the candidate mutant probe having a predetermined base sequence and the wild-type target or the mutant target. That is, based on the obtained Tm curve, the binding rate with the wild-type target (exact match) in the candidate wild-type probe designed as described above can be calculated. Similarly, based on the obtained Tm curve, the binding rate with the mutant target (single nucleotide mismatch) in the candidate wild-type probe can be calculated. Similarly, based on the obtained Tm curve, the binding rate with the mutant target (exact match) in the candidate mutant probe can be calculated. Similarly, based on the obtained Tm curve, the binding rate of the candidate mutant probe to the wild-type target (single nucleotide mismatch) can be calculated.

次に、本発明に係る設計方法では、計算された結合率に基づいて、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブのなかから、検出対象の一塩基多型に最適な野生型プローブと変異型プローブとを選択する。このとき、上述のように計算された結合率は、所定の温度或いは所定の温度範囲における結合率として計算することができる。例えば、一般的にDNAチップを用いた解析方法では、ターゲットDNAをプローブとハイブリダズさせる温度として40~80℃、好ましくは50~70℃、より好ましくは50~60℃の範囲に設定される。したがって、これら温度範囲に含まれる、例えば55℃における結合率を計算し、55℃における結合率に基づいて、検出対象の一塩基多型に最適な野生型プローブと変異型プローブとを選択することが好ましい。 Next, in the design method according to the present invention, among the candidate wild-type probes and the candidate mutant-type probes, the wild-type probe and the mutant-type probe most suitable for the single nucleotide polymorphism to be detected are selected based on the calculated binding rate. And select. At this time, the bond ratio calculated as described above can be calculated as a bond rate in a predetermined temperature or a predetermined temperature range. For example, in an analysis method using a DNA chip in general, the temperature at which the target DNA is hybridized with the probe is set in the range of 40 to 80 ° C, preferably 50 to 70 ° C, and more preferably 50 to 60 ° C. Therefore, the binding rate within these temperature ranges, for example, at 55 ° C., should be calculated, and the optimum wild-type probe and mutant probe for the single nucleotide polymorphism to be detected should be selected based on the binding rate at 55 ° C. Is preferable.

具体的に、例えば、55℃において、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率から候補変異型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となり、且つ、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率から候補野生型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となる野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせを選択する。 Specifically, for example, at 55 ° C., the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate mutant probe from the binding rate with the candidate wild-type probe for the wild-type target becomes a predetermined value or more, and with respect to the mutant target. Select one or a plurality of combinations of the wild-type probe and the mutant probe in which the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate wild-type probe from the binding rate with the candidate mutant probe is equal to or more than a predetermined value.

ここで、野生型ターゲットに関して候補野生型プローブとの結合率とは、候補野生型プローブについて完全一致するターゲットに対する結合率(フルマッチ結合率)を意味する。また、野生型ターゲットに関して候補変異型プローブとの結合率とは、候補変異型プローブについて一塩基相違するターゲットに対する結合率(ミスマッチ結合率)を意味する。同様に、変異型ターゲットに関して候補野生型プローブとの結合率とは、候補野生型プローブについて一塩基相違するターゲットに対する結合率(ミスマッチ結合率)を意味する。また、変異型ターゲットに関して候補変異型プローブとの結合率とは、候補変異型プローブについて完全一致するターゲットに対する結合率(フルマッチ結合率)を意味する。 Here, the binding rate with the candidate wild-type probe for the wild-type target means the binding rate (full-match binding rate) with respect to the target that completely matches the candidate wild-type probe. Further, the binding rate with the candidate mutant probe for the wild-type target means the binding rate (mismatch binding rate) with respect to the target having a single nucleotide polymorphism for the candidate mutant probe. Similarly, the binding rate with a candidate wild-type probe for a mutant target means the binding rate (mismatch binding rate) with respect to a target that differs by one base from the candidate wild-type probe. Further, the binding rate with the candidate mutant probe for the mutant target means the binding rate (full match binding rate) with respect to the target that completely matches the candidate mutant probe.

ここで、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率(フルマッチ結合率)と候補変異型プローブとの結合率(ミスマッチ結合率)を引いた値は、例えば、0.3(但し、結合率は0.00~1.00の値を取る)以上とすることができ、0.4以上とすることが好ましく、0.5以上とすることがより好ましい。 Here, for the wild-type target, the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate wild-type probe (full-match binding rate) and the binding rate with the candidate mutant probe (mismatch binding rate) is, for example, 0.3 (however, binding). The rate can be 0.00 to 1.00 or more), preferably 0.4 or more, and more preferably 0.5 or more.

また、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率(フルマッチ結合率)と候補野生型プローブとの結合率(ミスマッチ結合率)を引いた値は、例えば、0.3以上とすることができ、0.4以上とすることが好ましく、0.5以上とすることがより好ましい。 Further, for the mutant target, the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate mutant probe (full-match binding rate) and the binding rate with the candidate wild-type probe (mismatch binding rate) may be, for example, 0.3 or more. It is possible, preferably 0.4 or more, and more preferably 0.5 or more.

このように、結合率に基づいて、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブの中から、上述した条件に合致する野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせを選択することができる。そして、選択した野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせ、検出対象の一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計することができる。選択した野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせは、検出対象の一塩基多型を検出する際に、クロスハイブリダイゼーション発生の確率が最も低い組み合わせであり、当該一塩基多型を高精度に検出(SNPタイピング)することができる。 As described above, one or a plurality of combinations of the wild-type probe and the mutant probe that meet the above-mentioned conditions can be selected from the candidate wild-type probe and the candidate mutant-type probe based on the binding rate. Then, it can be designed as one or a plurality of combinations of the selected wild-type probe and the mutant probe, and as a wild-type probe and a mutant probe for detecting a single nucleotide polymorphism to be detected. One or more combinations of the selected wild-type probe and the mutant probe are the combinations having the lowest probability of occurrence of cross-hybridization when detecting the single nucleotide polymorphism to be detected, and the single nucleotide polymorphism is used. It can be detected with high accuracy (SNP typing).

特に、上述した条件に合致する野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせが複数選択できた場合、以下に説明する手順に従ってより優れた野生型プローブと変異型プローブの組み合わせを更に選択しても良い。 In particular, when a plurality of combinations of the wild-type probe and the mutant probe that meet the above-mentioned conditions can be selected, a better combination of the wild-type probe and the mutant probe may be further selected according to the procedure described below. ..

すなわち、選択した野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(フルマッチ結合率)と変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(フルマッチ結合率)との差の絶対値と、野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)との差の絶対値とを合計する。そして、複数の組み合わせのうち当該合計値が最も低い組み合わせを選択する。当該合計値が最も低い野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせは、検出対象の一塩基多型に関して、野生型、ヘテロ型及び変異型の判定値が均等に分離され、より高精度に一塩基多型を検出することができる。 That is, with respect to a plurality of combinations of the selected wild-type probe and the mutant probe, the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target (full-match binding rate) and the binding rate of the mutant probe to the mutant target (full-match binding rate). The absolute value of the difference between the above and the absolute value of the difference between the binding rate of the mutant probe to the wild-type target (mismatch binding rate) and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target (mismatch binding rate) are summed. Then, the combination having the lowest total value is selected from the plurality of combinations. In the combination of the wild type probe and the mutant probe having the lowest total value, the judgment values of the wild type, the heterotype and the mutant type are evenly separated with respect to the single nucleotide polymorphism to be detected, and the single nucleotide polymorphism is more accurately separated. Polymorphism can be detected.

また、上述した条件に合致する野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせが複数選択できた場合、より優れた野生型プローブと変異型プローブの組み合わせを更に選択するには上述した手順に限定されず、例えば以下に説明する如何なる手順に従っても良い。 Further, when a plurality of combinations of the wild-type probe and the mutant probe that meet the above-mentioned conditions can be selected, the procedure for further selecting a better combination of the wild-type probe and the mutant probe is not limited to the above-mentioned procedure. For example, any procedure described below may be followed.

すなわち、選択した野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(フルマッチ結合率)と野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)との差が最も大きい組み合わせを選択する。こうして選択した野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせは、検出対象の一塩基多型に関して、野生型(A群)と、ヘテロ型と変異型(B群)との判定値が大きく分離され、A群とB群をより高精度に検出することができる。 That is, with respect to a plurality of combinations of the selected wild-type probe and the mutant probe, the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target (full-match binding rate) and the binding rate of the mutant probe to the wild-type target (mismatch binding rate). Select the combination with the largest difference. In the combination of the wild-type probe and the mutant-type probe selected in this way, the determination values of the wild-type (group A) and the heterotype and the mutant type (group B) are largely separated with respect to the single nucleotide polymorphism to be detected. Group A and group B can be detected with higher accuracy.

もしくは、選択した野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせに関して、変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(フルマッチ結合率)と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)との差が最も大きい組み合わせを選択する。こうして選択した野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせは、検出対象の一塩基多型に関して、野生型とヘテロ型(C群)と、変異型(D群)との判定値が大きく分離され、C群とD群をより高精度に検出することができる。 Alternatively, for multiple combinations of the selected wild-type probe and the mutant probe, the binding rate of the mutant probe to the mutant target (full-match binding rate) and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target (mismatch binding rate). Select the combination with the largest difference. In the combination of the wild-type probe and the mutant-type probe selected in this way, the determination values of the wild-type, the heterotype (group C), and the mutant type (group D) are largely separated with respect to the single nucleotide polymorphism to be detected. Group C and group D can be detected with higher accuracy.

野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせのなかから、上述のように、野生型(A群)とヘテロ型と変異型(B群)とをより高精度に検出できる野生型プローブと変異型プローブの組み合わせは、例えば優性変異に関する一塩基多型が検出対象である場合に有効である。 From multiple combinations of wild-type probes and mutant probes, as described above, wild-type probes and mutations that can detect wild-type (group A), heterozygous and mutant (group B) with higher accuracy. The combination of type probes is effective, for example, when a single nucleotide polymorphism related to a dominant mutation is to be detected.

飲酒後、アルコールから生成した毒性の強いアセトアルデヒドは、いくつかの酵素の触媒作用で解毒される。この過程にはALDH2という酵素が最も重要な役割を果たす。この酵素をコードする遺伝子については、第12番染色体エキソン12に位置するGからAへの一塩基多型が酵素活性に重大な影響を及ぼすことが知られている。この一塩基多型は「優性 dominant」であり、ヘテロ接合体(ALDH2*1)又は変異型(ALDH2*2)では、野生型に比べ10%以下しか酵素活性がないことが明らかになっている。 After drinking, the highly toxic acetaldehyde produced from alcohol is detoxified by the catalytic action of several enzymes. The enzyme ALDH2 plays the most important role in this process. For the gene encoding this enzyme, it is known that the single nucleotide polymorphism from G to A located on chromosome 12 exon 12 has a significant effect on the enzyme activity. This single nucleotide polymorphism is "dominantly dominant", and it has been clarified that the heterozygotes (ALDH2 * 1) or mutant (ALDH2 * 2) have less than 10% enzyme activity compared to the wild type. ..

ALDH2の酵素活性を当該一塩基多型で判断する場合、上述した野生型(A群)とヘテロ型と変異型(B群)とをより高精度に検出できる野生型プローブと変異型プローブの組み合わせを使用することが好ましい。 When the enzyme activity of ALDH2 is judged by the single nucleotide polymorphism, the combination of the wild type probe and the mutant type probe capable of detecting the above-mentioned wild type (group A), heterozygous type and mutant type (group B) with higher accuracy. It is preferable to use.

ところで、上述のように設計した野生型プローブ及び変異型プローブは、好ましくは核酸であり、より好ましくはDNAである。DNAには二本鎖も一本鎖も含まれるが、好ましくは一本鎖DNAである。野生型プローブ及び変異型プローブは、例えば、核酸合成装置によって化学的に合成することで取得することができる。核酸合成装置としては、DNAシンセサイザー、全自動核酸合成装置、核酸自動合成装置等と呼ばれる装置を使用することができる。 By the way, the wild-type probe and the mutant-type probe designed as described above are preferably nucleic acids, and more preferably DNA. The DNA includes both double-stranded and single-stranded DNA, but is preferably single-stranded DNA. Wild-type probes and mutant-type probes can be obtained, for example, by chemically synthesizing them with a nucleic acid synthesizer. As the nucleic acid synthesizer, a device called a DNA synthesizer, a fully automatic nucleic acid synthesizer, an automatic nucleic acid synthesizer, or the like can be used.

上述のように設計した野生型プローブ及び変異型プローブは、その5’末端を担体上に固定化することにより、マイクロアレイ(一例としてDNAチップ)の形態で用いるのが好ましい。このとき、マイクロアレイは、検出対象の一塩基多型が複数である場合、各一塩基多型について所定の位置に変異型プローブ及び野生型プローブを有する。 Wild-type and mutant probes designed as described above are preferably used in the form of microarrays (as an example, DNA chips) by immobilizing their 5'ends on a carrier. At this time, when there are a plurality of single nucleotide polymorphisms to be detected, the microarray has a mutant probe and a wild-type probe at predetermined positions for each single nucleotide polymorphism.

本発明に係るマイクロアレイは、上述した野生型プローブ及び変異型プローブを担体上に固定することで作製することができる。 The microarray according to the present invention can be produced by immobilizing the above-mentioned wild-type probe and mutant-type probe on a carrier.

担体の材料としては、当技術分野で公知のものを使用でき、特に制限されない。例えば、白金、白金黒、金、パラジウム、ロジウム、銀、水銀、タングステンおよびそれらの化合物などの貴金属、およびグラファイト、カ-ボンファイバ-に代表される炭素などの導電体材料;単結晶シリコン、アモルファスシリコン、炭化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素などに代表されるシリコン材料、SOI(シリコン・オン・インシュレータ)などに代表されるこれらシリコン材料の複合素材;ガラス、石英ガラス、アルミナ、サファイア、セラミクス、フォルステライト、感光性ガラスなどの無機材料;ポリエチレン、エチレン、ポリプロビレン、環状ポリオレフィン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル、含フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエンスチレン共重合体、ポリフェニレンオキサイドおよびポリスルホンなどの有機材料等が挙げられる。担体の形状も特に制限されないが、好ましくは平板状である。 As the material of the carrier, those known in the art can be used and are not particularly limited. For example, precious metals such as platinum, platinum black, gold, palladium, rhodium, silver, mercury, tungsten and their compounds, and conductive materials such as carbon represented by graphite and carbon fiber; monocrystalline silicon, amorphous. Silicon materials typified by silicon, silicon carbide, silicon oxide, silicon nitride, etc., composite materials of these silicon materials typified by SOI (silicon on insulator); glass, quartz glass, alumina, sapphire, ceramics, fol Inorganic materials such as sterite and photosensitive glass; polyethylene, ethylene, polyprovylene, cyclic polyolefin, polyisobutylene, polyethylene terephthalate, unsaturated polyester, fluororesin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylacetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal , Acrylic resin, polyacrylonitrile, polystyrene, acetal resin, polycarbonate, polyamide, phenol resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, styrene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile / butadiene styrene copolymer, polyphenylene oxide and organic such as polysulfone. Materials and the like can be mentioned. The shape of the carrier is also not particularly limited, but is preferably flat.

本発明においては、担体として、好ましくは表面にカーボン層と化学修飾基とを有する担体を用いる。表面にカーボン層と化学修飾基とを有する担体には、基板の表面にカーボン層と化学修飾基とを有するもの、およびカーボン層からなる基板の表面に化学修飾基を有するものが包含される。基板の材料としては、当技術分野で公知のものを使用でき、特に制限されず、上述の担体材料として挙げたものと同様のものを使用できる。 In the present invention, as the carrier, a carrier having a carbon layer and a chemically modifying group on the surface is preferably used. The carrier having a carbon layer and a chemical modification group on the surface includes a carrier having a carbon layer and a chemical modification group on the surface of the substrate and a carrier having a chemical modification group on the surface of the substrate composed of the carbon layer. As the material of the substrate, those known in the art can be used, and the same materials as those mentioned above as the carrier materials can be used without particular limitation.

本発明に係るマイクロアレイにおいては、微細な平板状の構造を有する担体が好適に用いられる。形状は、長方形、正方形および丸形など限定されないが、通常、1~75mm四方のもの、好ましくは1~10mm四方のもの、より好ましくは3~5mm四方のものを用いる。微細な平板状の構造の担体を製造しやすいことから、シリコン材料や樹脂材料からなる基板を用いるのが好ましく、特に単結晶シリコンからなる基板の表面にカーボン層および化学修飾基を有する担体がより好ましい。単結晶シリコンには、部分部分でごくわずかに結晶軸の向きが変わっているものや(モザイク結晶と称される場合もある)、原子的尺度での乱れ(格子欠陥)が含まれているものも包含される。 In the microarray according to the present invention, a carrier having a fine flat plate-like structure is preferably used. The shape is not limited to rectangular, square and round, but usually 1 to 75 mm square, preferably 1 to 10 mm square, and more preferably 3 to 5 mm square are used. Since it is easy to produce a carrier having a fine flat plate-like structure, it is preferable to use a substrate made of a silicon material or a resin material, and in particular, a carrier having a carbon layer and a chemically modifying group on the surface of a substrate made of single crystal silicon is more preferable. preferable. Single crystal silicon contains a slight change in the orientation of the crystal axis in a partial part (sometimes called a mosaic crystal) or an atomic scale disorder (lattice defect). Is also included.

本発明において基板上に形成させるカーボン層としては、特に制限されないが、合成ダイヤモンド、高圧合成ダイヤモンド、天然ダイヤモンド、軟ダイヤモンド(例えば、ダイヤモンドライクカーボン)、アモルファスカーボン、炭素系物質(例えば、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ)のいずれか、それらの混合物、またはそれらを積層させたものを用いることが好ましい。また、炭化ハフニウム、炭化ニオブ、炭化珪素、炭化タンタル、炭化トリウム、炭化チタン、炭化ウラン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化クロム、炭化バナジウム等の炭化物を用いてもよい。ここで、軟ダイヤモンドとは、いわゆるダイヤモンドライクカーボン(DLC:Diamond Like Carbon)等の、ダイヤモンドとカーボンとの混合体である不完全ダイヤモンド構造体を総称し、その混合割合は、特に限定されない。カーボン層は、化学的安定性に優れておりその後の化学修飾基の導入や分析対象物質との結合における反応に耐えることができる点、分析対象物質と静電結合によって結合するためその結合が柔軟性を持っている点、UV吸収がないため検出系UVに対して透明性である点、およびエレクトロブロッティングの際に通電可能な点において有利である。また、分析対象物質との結合反応において、非特異的吸着が少ない点においても有利である。前記のとおり基板自体がカーボン層からなる担体を用いてもよい。 The carbon layer formed on the substrate in the present invention is not particularly limited, but is limited to synthetic diamond, high-pressure synthetic diamond, natural diamond, soft diamond (for example, diamond-like carbon), amorphous carbon, and carbon-based material (for example, graphite and fullerene). , Carbon nanotubes), a mixture thereof, or a laminate thereof is preferable. Further, carbides such as hafnium carbide, niobium carbide, silicon carbide, tantalum carbide, thorium carbide, titanium carbide, uranium carbide, tungsten carbide, zirconium carbide, molybdenum carbide, chromium carbide, vanadium carbide and the like may be used. Here, soft diamond is a general term for incomplete diamond structures that are a mixture of diamond and carbon, such as so-called diamond-like carbon (DLC: Diamond Like Carbon), and the mixing ratio thereof is not particularly limited. The carbon layer is excellent in chemical stability and can withstand the subsequent reaction in the introduction of chemical modifying groups and the bond with the substance to be analyzed, and the bond is flexible because it is bonded to the substance to be analyzed by electrostatic bonding. It is advantageous in that it has the property, it is transparent to the detection system UV because it does not absorb UV, and it can be energized during electroblotting. It is also advantageous in that there is little non-specific adsorption in the binding reaction with the substance to be analyzed. As described above, a carrier whose substrate itself is made of a carbon layer may be used.

本発明においてカーボン層の形成は公知の方法で行うことができる。例えば、マイクロ波プラズマCVD(Chemical vapor deposit)法、ECRCVD(Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit)法、ICP(Inductive coupled plasma)法、直流スパッタリング法、ECR(Electric cyclotron resonance)スパッタリング法、イオン化蒸着法、アーク式蒸着法、レーザ蒸着法、EB(Electron beam)蒸着法、抵抗加熱蒸着法などが挙げられる。 In the present invention, the carbon layer can be formed by a known method. For example, microwave plasma CVD (Chemical vapor deposit) method, ECRCVD (Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit) method, ICP (Inductive coupled plasma) method, DC sputtering method, ECR (Electric cyclotron resonance) sputtering method, ionized vapor deposition method, arc. Examples include a formula vapor deposition method, a laser vapor deposition method, an EB (Electron beam) vapor deposition method, and a resistance heating vapor deposition method.

高周波プラズマCVD法では、高周波によって電極間に生じるグロー放電により原料ガス(メタン)を分解し、基板上にカーボン層を合成する。イオン化蒸着法では、タングステンフィラメントで生成される熱電子を利用して、原料ガス(ベンゼン)を分解・イオン化し、バイアス電圧によって基板上にカーボン層を形成する。水素ガス1~99体積%と残りメタンガス99~1体積%からなる混合ガス中で、イオン化蒸着法によりカーボン層を形成してもよい。 In the high-frequency plasma CVD method, the raw material gas (methane) is decomposed by the glow discharge generated between the electrodes by the high frequency, and a carbon layer is synthesized on the substrate. In the ionization vapor deposition method, thermions generated by the tungsten filament are used to decompose and ionize the raw material gas (benzene), and a carbon layer is formed on the substrate by the bias voltage. A carbon layer may be formed by an ionization vapor deposition method in a mixed gas consisting of 1 to 99% by volume of hydrogen gas and 99 to 1% by volume of remaining methane gas.

アーク式蒸着法では、固体のグラファイト材料(陰極蒸発源)と真空容器(陽極)の間に直流電圧を印加することにより真空中でアーク放電を起こして陰極から炭素原子のプラズマを発生させ蒸発源よりもさらに負のバイアス電圧を基板に印加することにより基板に向かってプラズマ中の炭素イオンを加速しカーボン層を形成することができる。 In the arc-type vapor deposition method, an arc discharge is generated in a vacuum by applying a DC voltage between a solid graphite material (cathode evaporation source) and a vacuum vessel (anode) to generate carbon atom plasma from the cathode and evaporate source. By applying a more negative bias voltage to the substrate, carbon ions in the plasma can be accelerated toward the substrate to form a carbon layer.

レーザ蒸着法では、例えばNd:YAGレーザ(パルス発振)光をグラファイトのターゲット板に照射して溶融させ、ガラス基板上に炭素原子を堆積させることによりカーボン層を形成することができる。 In the laser vapor deposition method, for example, a carbon layer can be formed by irradiating a graphite target plate with Nd: YAG laser (pulse oscillation) light to melt it and depositing carbon atoms on a glass substrate.

基板の表面にカーボン層を形成する場合、カーボン層の厚さは、通常、単分子層~100μm程度であり、薄すぎると下地基板の表面が局部的に露出する可能性があり、逆に厚くなると生産性が悪くなるので、好ましくは2nm~1μm、より好ましくは5nm~500nmである。 When a carbon layer is formed on the surface of a substrate, the thickness of the carbon layer is usually about a monolayer to 100 μm, and if it is too thin, the surface of the underlying substrate may be locally exposed, and conversely, it is thick. In this case, the productivity is deteriorated, so it is preferably 2 nm to 1 μm, more preferably 5 nm to 500 nm.

カーボン層が形成された基板の表面に化学修飾基を導入することにより、オリゴヌクレオチドプローブを担体に強固に固定化できる。導入する化学修飾基は、当業者であれば適宜選択することができ、特に制限されないが、例えば、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ホルミル基、ヒドロキシル基および活性エステル基が挙げられる。 By introducing a chemically modifying group on the surface of the substrate on which the carbon layer is formed, the oligonucleotide probe can be firmly immobilized on the carrier. The chemically modifying group to be introduced can be appropriately selected by those skilled in the art and is not particularly limited, and examples thereof include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a formyl group, a hydroxyl group and an active ester group.

アミノ基の導入は、例えば、カーボン層をアンモニアガス中で紫外線照射することによりまたはプラズマ処理することにより実施できる。または、カーボン層を塩素ガス中で紫外線を照射して塩素化し、さらにアンモニアガス中で紫外線照射することにより実施できる。または、メチレンジアミン、エチレンジアミンで等の多価アミン類ガス中を、塩素化したカーボン層と反応させることによって実施することもできる。 The introduction of the amino group can be carried out, for example, by irradiating the carbon layer with ultraviolet rays in ammonia gas or by plasma treatment. Alternatively, it can be carried out by irradiating the carbon layer with ultraviolet rays in chlorine gas to chlorinate it, and then irradiating it with ultraviolet rays in ammonia gas. Alternatively, it can be carried out by reacting a polyvalent amine gas such as methylenediamine or ethylenediamine with a chlorinated carbon layer.

カルボキシル基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に適当な化合物を反応させることにより実施できる。カルボキシル基を導入するために用いられる化合物としては、例えば、式:X-R1-COOH(式中、Xはハロゲン原子、R1は炭素数10~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるハロカルボン酸、例えばクロロ酢酸、フルオロ酢酸、ブロモ酢酸、ヨード酢酸、2-クロロプロピオン酸、3-クロロプロピオン酸、3-クロロアクリル酸、4-クロロ安息香酸;式:HOOC-R2-COOH(式中、R2は単結合または炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるジカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、トリメリット酸、ブタンテトラカルボン酸などの多価カルボン酸;式:R3-CO-R4-COOH(式中、R3は水素原子または炭素数1~12の2価の炭化水素基、R4は炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す)で示されるケト酸またはアルデヒド酸;式:X-OC-R5-COOH(式中、Xはハロゲン原子、R5は単結合または炭素数1~12の2価の炭化水素基を表す。)で示されるジカルボン酸のモノハライド、例えばコハク酸モノクロリド、マロン酸モノクロリド;無水フタル酸、無水コハク酸、無水シュウ酸、無水マレイン酸、無水ブタンテトラカルボン酸などの酸無水物が挙げられる。 The introduction of the carboxyl group can be carried out, for example, by reacting the aminated carbon layer as described above with an appropriate compound. Examples of the compound used for introducing a carboxyl group are represented by the formula: X-R1-COOH (in the formula, X represents a halogen atom and R1 represents a divalent hydrocarbon group having 10 to 12 carbon atoms). Halocarboxylic acids such as chloroacetic acid, fluoroacetic acid, bromoacetic acid, iodoacetic acid, 2-chloropropionic acid, 3-chloropropionic acid, 3-chloroacrylic acid, 4-chlorobenzoic acid; Among them, R2 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms), and dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, and phthalic acid; polyacrylic acid. , Polycarboxylic acids such as polymethacrylic acid, trimellitic acid, butanetetracarboxylic acid; formula: R3-CO-R4-COOH (in the formula, R3 is a hydrogen atom or a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. , R4 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms); keto acid or aldehyde acid; formula: X-OC-R5-COOH (in the formula, X is a halogen atom, R5 is a single bond or Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.) Monohalides of dicarboxylic acids, such as succinic acid monoclonal acid, malonic acid monoclonal acid; phthalic acid anhydride, succinic acid anhydride, oxalic acid anhydride, maleine anhydride. Examples thereof include acid anhydrides such as acid and butanetetracarboxylic acid anhydride.

エポキシ基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に適当な多価エポキシ化合物を反応させることによって実施できる。あるいは、カーボン層が含有する炭素=炭素2重結合に有機過酸を反応させることにより得ることができる。有機過酸としては、過酢酸、過安息香酸、ジペルオキシフタル酸、過ギ酸、トリフルオロ過酢酸などが挙げられる。 The introduction of the epoxy group can be carried out, for example, by reacting the carbon layer aminolated as described above with a suitable polyvalent epoxy compound. Alternatively, it can be obtained by reacting an organic peracid with a carbon-carbon double bond contained in the carbon layer. Examples of the organic peracetic acid include peracetic acid, perbenzoic acid, diperoxyphthalic acid, performic acid, trifluoroperacetic acid and the like.

ホルミル基の導入は、例えば、前記のようにアミノ化したカーボン層に、グルタルアルデヒドを反応させることにより実施できる。 The introduction of the formyl group can be carried out, for example, by reacting the carbon layer aminolated as described above with glutaraldehyde.

ヒドロキシル基の導入は、例えば、前記のように塩素化したカーボン層に、水を反応させることにより実施できる。 The introduction of the hydroxyl group can be carried out, for example, by reacting the chlorinated carbon layer as described above with water.

活性エステル基は、エステル基のアルコール側に酸性度の高い電子求引性基を有して求核反応を活性化するエステル群、すなわち反応活性の高いエステル基を意味する。エステル基のアルコール側に、電子求引性の基を有し、アルキルエステルよりも活性化されたエステル基である。活性エステル基は、アミノ基、チオール基、水酸基等の基に対する反応性を有する。さらに具体的には、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、シアノメチルエステル、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等がアルキルエステル等に比べてはるかに高い活性を有する活性エステル基として知られている。より具体的には、活性エステル基としては、たとえばp-ニトロフェニル基、N-ヒドロキシスクシンイミド基、コハク酸イミド基、フタル酸イミド基、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミド基等が挙げられ、特に、N-ヒドロキシスクシンイミド基が好ましく用いられる。 The active ester group means an ester group having an electron-withdrawing group having a high acidity on the alcohol side of the ester group and activating the nucleophilic reaction, that is, an ester group having a high reaction activity. It is an ester group that has an electron-withdrawing group on the alcohol side of the ester group and is more activated than the alkyl ester. The active ester group has reactivity with a group such as an amino group, a thiol group and a hydroxyl group. More specifically, active ester groups such as phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, cyanomethyl esters, and esters of heterocyclic hydroxy compounds have much higher activity than alkyl esters and the like. Known as. More specifically, examples of the active ester group include p-nitrophenyl group, N-hydroxysuccinimide group, succinimide group, phthalateimide group, 5-norbornen-2,3-dicarboxyimide group and the like. In particular, an N-hydroxysuccinimide group is preferably used.

活性エステル基の導入は、例えば、前記のように導入したカルボキシル基を、シアナミドやカルボジイミド(例えば、1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド)などの脱水縮合剤とN-ヒドロキシスクシンイミドなどの化合物で活性エステル化することにより実施できる。この処理により、アミド結合を介して炭化水素基の末端に、N-ヒドロキシスクシンイミド基等の活性エステル基が結合した基を形成することができる(特開2001-139532)。 To introduce the active ester group, for example, the carboxyl group introduced as described above is combined with a dehydration condensing agent such as cyanamide or carbodiimide (for example, 1- [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide) and N-. It can be carried out by active esterification with a compound such as hydroxysuccinimide. By this treatment, a group to which an active ester group such as an N-hydroxysuccinimide group is bonded can be formed at the end of the hydrocarbon group via an amide bond (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-139532).

野生型プローブ及び変異型プローブを、スポッティング用バッファーに溶解してスポッティング用溶液を調製し、これを96穴もしくは384穴プラスチックプレートに分注し、分注した溶液をスポッター装置等によって担体上にスポッティングすることにより、野生型プローブ及び変異型プローブが担体に固定化されたマイクロアレイを製造することができる。または、スポッティング溶液をマイクロピペッターにて手動でスポッティングしてもよい。 A wild-type probe and a mutant probe are dissolved in a spotting buffer to prepare a spotting solution, which is dispensed into a 96-well or 384-well plastic plate, and the dispensed solution is placed on a carrier by a spotter device or the like. By spotting, it is possible to produce a microarray in which a wild-type probe and a mutant probe are immobilized on a carrier. Alternatively, the spotting solution may be manually spotted with a micropipetter.

スポッティング後、野生型プローブ及び変異型プローブが担体に結合する反応を進行させるため、インキュベーションを行うことが好ましい。インキュベーションは、通常-20~100℃、好ましくは0~90℃の温度で、通常0.5~16時間、好ましくは1~2時間にわたって行う。インキュベーションは、高湿度の雰囲気下、例えば、湿度50~90%の条件で行うのが望ましい。インキュベーションに続き、担体に結合していないDNAを除去するため、洗浄液(例えば、50mM TBS/0.05% Tween20、2×SSC/0.2%SDS溶液、超純水など)を用いて洗浄を行うことが好ましい。 After spotting, incubation is preferred because the wild-type and mutant probes proceed with the reaction of binding to the carrier. Incubation is usually carried out at a temperature of −20 to 100 ° C., preferably 0 to 90 ° C., usually for 0.5 to 16 hours, preferably 1 to 2 hours. Incubation is preferably performed in a high humidity atmosphere, for example, in a humidity of 50 to 90%. Following the incubation, it is preferable to wash with a wash solution (eg, 50 mM TBS / 0.05% Tween20, 2 × SSC / 0.2% SDS solution, ultrapure water, etc.) to remove DNA that is not bound to the carrier. ..

以上のように構成されたマイクロアレイを用いることで、診断対象者における検出対象の一塩基多型について遺伝子型を判定する(野生型、ヘテロ型或いは変異型)ことができる。 By using the microarray configured as described above, it is possible to determine the genotype (wild type, heterotype or mutant type) of the single nucleotide polymorphism to be detected in the diagnosis target person.

具体的に、所定の一塩基多型について遺伝子型を判定する際には、診断対象者由来の試料からDNAを抽出する工程と、抽出したDNAを鋳型とし、当該一塩基多型を含む領域を増幅する工程と、上述したマイクロアレイを用いて、増幅された核酸に含まれる一塩基多型の遺伝子型を判定する工程とを含む。 Specifically, when determining the genotype of a predetermined single nucleotide polymorphism, a step of extracting DNA from a sample derived from a person to be diagnosed and a region containing the single nucleotide polymorphism using the extracted DNA as a template are used. It includes a step of amplifying and a step of determining the genotype of a single nucleotide polymorphism contained in the amplified nucleic acid using the above-mentioned microarray.

診断対象者は通常ヒトであり、人種等には特に限定されないが、特に、黄色人種、好適には東アジア人種、特に好適には日本人とする。また、診断対象者としては、骨髄増殖性腫瘍が疑われる患者とすることができる。 The person to be diagnosed is usually a human, and is not particularly limited to a race or the like, but is particularly a yellow race, preferably an East Asian race, and particularly preferably a Japanese. In addition, the diagnosis target can be a patient suspected of having a myeloproliferative neoplasm.

診断対象者由来の試料は特に制限されない。例えば、血液関連試料(血液、血清、血漿など)、リンパ液、糞便、がん細胞、組織または臓器の破砕物および抽出物などが挙げられる。 The sample derived from the person to be diagnosed is not particularly limited. Examples include blood-related samples (blood, serum, plasma, etc.), lymph, feces, cancer cells, crushed tissues or organs and extracts.

まず、診断対象者から採取した試料からDNAを抽出する。抽出手段としては、特に限定されない。例えばフェノール/クロロホルム、エタノール、水酸化ナトリウム、CTABなどを用いたDNA抽出法を用いることができる。 First, DNA is extracted from a sample collected from a person to be diagnosed. The extraction means is not particularly limited. For example, a DNA extraction method using phenol / chloroform, ethanol, sodium hydroxide, CTAB, or the like can be used.

次に、得られたDNAを鋳型として用いて増幅反応を行い、検出対象の一塩基多型を含む領域を増幅する。増幅反応としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)、ICAN(Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids)法等を適用することができる。増幅反応においては、増幅後の領域を識別できるように標識を付加することが望ましい。このとき、増幅された核酸を標識する方法としては、特に限定されないが、例えば増幅反応に使用するプライマーをあらかじめ標識しておく方法を使用してもよいし、増幅反応に標識ヌクレオチドを基質として使用する方法を使用してもよい。標識物質としては、特に限定されないが、放射性同位元素や蛍光色素、あるいはジゴキシゲニン(DIG)やビオチンなどの有機化合物などを使用することができる。 Next, an amplification reaction is carried out using the obtained DNA as a template to amplify the region containing the single nucleotide polymorphism to be detected. As the amplification reaction, a polymerase chain reaction (PCR), LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification), ICAN (Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids) method and the like can be applied. In the amplification reaction, it is desirable to add a label so that the region after amplification can be identified. At this time, the method for labeling the amplified nucleic acid is not particularly limited, but for example, a method in which a primer used for the amplification reaction is labeled in advance may be used, or a labeled nucleotide is used as a substrate for the amplification reaction. You may use the method of The labeling substance is not particularly limited, but a radioisotope, a fluorescent dye, or an organic compound such as digoxigenin (DIG) or biotin can be used.

またこの反応系は、核酸増幅・標識に必要な緩衝剤、耐熱性DNAポリメラーゼ、増幅領域に特異的なプライマー、標識ヌクレオチド三リン酸(具体的には蛍光標識等を付加したヌクレオチド三リン酸)、ヌクレオチド三リン酸および塩化マグネシウム等を含む反応系である。 In addition, this reaction system includes a buffer required for nucleic acid amplification / labeling, a heat-resistant DNA polymerase, a primer specific to the amplification region, and a labeled nucleotide triphosphate (specifically, a nucleotide triphosphate to which a fluorescent label or the like is added). , Nucleotide triphosphate, magnesium chloride and the like.

また、プライマーにより増幅される核酸断片は、設計した野生型プローブ及び変異型プローブに対応する領域を含んでいれば特に限定されず、例えば1kbp以下が好ましく、800bp以下がより好ましくは、500bp以下が更に好ましく、350bp以下が特に好ましい。 The nucleic acid fragment amplified by the primer is not particularly limited as long as it contains a region corresponding to the designed wild-type probe and mutant probe, and is, for example, preferably 1 kbp or less, more preferably 800 bp or less, and more preferably 500 bp or less. More preferably, 350 bp or less is particularly preferable.

上記のようにして得られた増幅核酸と、担体に固定された野生型プローブ及び変異型プローブとのハイブリダイゼーション反応を行い、野生型プローブ及び変異型プローブに対する増幅核酸のハイブリダイズを検出することで診断対象者における上記一塩基多型の遺伝子型を判定することができる。 By performing a hybridization reaction between the amplified nucleic acid obtained as described above and the wild-type probe and the mutant probe immobilized on the carrier, the hybridization of the amplified nucleic acid to the wild-type probe and the mutant probe is detected. The genotype of the above-mentioned single-base hybridization in the person to be diagnosed can be determined.

標識からのシグナルは、例えば、蛍光標識を用いた場合は、蛍光スキャナを用いて蛍光シグナル検出し、これを画像解析ソフトによって解析することによりシグナル強度を数値化することができる。また、野生型プローブ及び変異型プローブにハイブリダイズした増幅核酸は、例えば、既知量のDNAを含む試料を用いて検量線を作成することにより、定量することもできる。ハイブリダイゼーション反応は、好ましくはストリンジェントな条件下で実施する。ストリンジェントな条件とは、特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいい、例えば、55℃で16時間ハイブリダイズ反応させた後、2×SSC/0.2% SDS、25℃、10分および2×SSC、25℃、5分の条件で洗浄する条件をさす。或いは、ハイブリダイズする温度としては、塩濃度が0.5×SSCのとき、40~80℃とすることができ、プローブの鎖長が短い場合にはハイブリダイズ温度をこれより低くすることがより好ましく、鎖長が長い場合にはハイブリダイズ温度をこれより高くとすることがより好ましい。塩濃度が高くなると特異性を有するハイブリダイズ温度は高くなり、逆に塩濃度が低くなると特異性を有するハイブリダイズ温度は低くなることはいうまでもない。 For the signal from the label, for example, when a fluorescent label is used, the fluorescent signal can be detected by using a fluorescent scanner and analyzed by image analysis software to quantify the signal intensity. The amplified nucleic acid hybridized to the wild-type probe and the mutant-type probe can also be quantified, for example, by preparing a calibration curve using a sample containing a known amount of DNA. The hybridization reaction is preferably carried out under stringent conditions. The stringent condition is a condition in which a specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. For example, after a hybridization reaction at 55 ° C. for 16 hours, 2 × SSC / 0.2% SDS, 25. Refers to the conditions for cleaning at ℃, 10 minutes and 2 × SSC, 25 ℃, 5 minutes. Alternatively, the hybridization temperature can be 40 to 80 ° C. when the salt concentration is 0.5 × SSC, and it is more preferable to lower the hybridization temperature when the chain length of the probe is short. When the chain length is long, it is more preferable to set the hybridization temperature higher than this. Needless to say, the higher the salt concentration, the higher the hybridization temperature having specificity, and conversely, the lower the salt concentration, the lower the hybridization temperature having specificity.

特に、ハイブリダズ温度は、上述した野生型プローブ及び変異型プローブを設計する際に計算した結合率におけるハイブリダズ温度とすることが好ましい。例えば、温度55℃における結合率を計算し、当該結合率に基づいて野生型プローブ及び変異型プローブを設計した場合には、ハイブリダズ温度を55℃とすることが好ましい。 In particular, the hybrids temperature is preferably the hybrids temperature at the binding rate calculated when designing the wild-type probe and the mutant probe described above. For example, when the binding rate at a temperature of 55 ° C. is calculated and the wild-type probe and the mutant probe are designed based on the binding rate, it is preferable to set the hybrids temperature to 55 ° C.

また、変異型プローブと野生型プローブとを備えるマイクロアレイを使用する場合、これら変異型プローブ及び野生型プローブからのシグナル強度を用いて上記一塩基多型の遺伝子型を判定することができる。具体的には、野生型プローブにおけるシグナル強度及び変異型プローブにおけるシグナル強度をそれぞれ測定し、変異型プローブに由来するシグナ強度を評価するための判定値を算出する。判定値の算出例としては、例えば、上述した判定式:[野生型プローブ由来のシグナル強度]/([野生型プローブ由来のシグナル強度]+[変異型プローブ由来シグナル強度])=判定値を使用する方法が挙げられる。 Further, when a microarray including a mutant probe and a wild-type probe is used, the genotype of the single nucleotide polymorphism can be determined by using the signal intensities from these mutant probe and the wild-type probe. Specifically, the signal intensity in the wild-type probe and the signal intensity in the mutant probe are measured, respectively, and a determination value for evaluating the signa intensity derived from the mutant probe is calculated. As an example of calculating the judgment value, for example, the above-mentioned judgment formula: [Signal strength derived from wild-type probe] / ([Signal strength derived from wild-type probe] + [Signal strength derived from mutant probe]) = judgment value is used. There is a way to do it.

そして、上記式にて算出される判定値と予め定めた閾値(カットオフ値)とを比較し、判定値が第1の閾値を上回る場合には増幅核酸に含まれる一塩基多型が野生型であると判断し、判定値が第1の閾値を下回り且つ第2の閾値を上回る場合には増幅核酸に一塩基多型がヘテロ型であると判断し、判定値が第2の閾値を下回る場合には増幅核酸に一塩基多型が変異型であると判断する(第1の閾値>第2の閾値)。 Then, the judgment value calculated by the above formula is compared with a predetermined threshold value (cutoff value), and if the judgment value exceeds the first threshold value, the one-base polymorphism contained in the amplified nucleic acid is a wild type. If the determination value is below the first threshold value and exceeds the second threshold value, it is determined that the one-base polymorphism in the amplified nucleic acid is heteromorphic, and the determination value is below the second threshold value. In some cases, it is determined that the monobasic polymorphism is a variant in the amplified nucleic acid (first threshold> second threshold).

ここで、第1の閾値及び第2の閾値としては、検査対象の一塩基多型が野生型であることが確定している検体及び検査対象の一塩基多型が変異型であることが確定している検体を用いて上記式により算出した判定値に基づいて規定することができる。より具体的には、検査対象の一塩基多型が野生型であることが確定している複数の検体を用いて複数の判定値を算出し、その平均値+3σ(σ:標準偏差)の値を第1の閾値とすることができる。また、検査対象の一塩基多型が変異型であることが確定している複数の検体を用いて複数の判定値を算出し、その平均値+3σ(σ:標準偏差)の値を第2の閾値とすることができる。なお、平均値+2σや平均値+σの値を閾値とすることもできる。 Here, as the first threshold and the second threshold, it is confirmed that the sample in which the single nucleotide polymorphism to be tested is a wild type and the single nucleotide polymorphism to be tested are mutant types. It can be specified based on the judgment value calculated by the above formula using the sample. More specifically, a plurality of judgment values are calculated using a plurality of samples in which it is confirmed that the single nucleotide polymorphism to be tested is a wild type, and the average value + 3σ (σ: standard deviation). The value can be the first threshold. In addition, multiple judgment values are calculated using multiple samples for which it is confirmed that the single nucleotide polymorphism to be tested is a mutant type, and the average value + 3σ (σ: standard deviation) is used as the second value. Can be the threshold of. The value of the average value + 2σ or the average value + σ can also be used as the threshold value.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.

[実施例]
本実施例では、CYP2C19遺伝子のエキソン5の一塩基置換(CYP2C19*2)の一塩基多型を例として、当該一塩基多型を検出するためのプローブセットを設計した。なお、当該一塩基多型を含むターゲットは、野生型のターゲット(TTAAGTAATTTGTTATGGGTTCCcGGGAAATAATCAATGATAGTGGG:配列番号1、小文字が多型部位)と、変異型ターゲット(TTAAGTAATTTGTTATGGGTTCCtGGGAAATAATCAATGATAGTGGG:配列番号2、小文字が多型部位)とした。
[Example]
In this example, a probe set for detecting the single nucleotide polymorphism of the exon 5 single nucleotide polymorphism (CYP2C19 * 2) of the CYP2C19 gene was designed as an example. The targets containing the single nucleotide polymorphism were a wild-type target (TTAAGTAATTTGTTATGGGTTCcGGGAAATAATCAATGATAGTGGG: SEQ ID NO: 1, lowercase polymorphic site) and a mutant target (TTAAGTAATTTGTTATGGGTTCCtGGGAAATAATCAATGATAGTGGG: SEQ ID NO: 2, lowercase polymorphic site).

先ず、これら野生型ターゲットを検出するための候補野生型プローブ(表1)及び候補変異型プローブ(表2)を設計した。表1及び表2において一塩基多型に対応する塩基を小文字で表記した。 First, candidate wild-type probes (Table 1) and candidate mutant probes (Table 2) for detecting these wild-type targets were designed. In Tables 1 and 2, the bases corresponding to single nucleotide polymorphisms are shown in lowercase.

Figure 0006995604000001
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Figure 0006995604000002
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次に、表1及び2に示した候補野生型プローブ及び候補変異型プローブに関して、野生型ターゲット及び変異型ターゲットについてのTm曲線及びTm値を計算した。Tm曲線及びTm値は、Integrated DNA Technologies社が提供するWEBサービスにより算出した。このとき、プローブ濃度並びにターゲット濃度をそれぞれ0.002μMとし、Na+並びにK+濃度を195mMとしMg2+濃度を0mMとし、dNTPs濃度を0mMとし設定した。 Next, for the candidate wild-type and candidate mutant probes shown in Tables 1 and 2, the Tm curves and Tm values for the wild-type and mutant targets were calculated. The Tm curve and Tm value were calculated by the WEB service provided by Integrated DNA Technologies. At this time, the probe concentration and the target concentration were set to 0.002 μM, the Na + and K + concentrations were set to 195 mM, the Mg 2+ concentration was set to 0 mM, and the dNTPs concentration was set to 0 mM.

候補野生型プローブに関してTm値を計算した結果を表3に示し、候補変異型プローブに関してTm 値を計算した結果を表4に示した。なお、表3及び4において「FM」とは、完全一致(Full Match)するターゲットとのハイブリダイズにおけるTm値を意味し、「MM」とは、一塩基ミスマッチ(Miss Match)するターゲットとのハイブリダイズにおけるTm値を意味する。 Table 3 shows the results of calculating the Tm value for the candidate wild-type probe, and Table 4 shows the results of calculating the Tm value for the candidate mutant probe. In Tables 3 and 4, "FM" means the Tm value in hybridization with a target that fully matches, and "MM" means a hybrid with a target that has a single nucleotide mismatch (Miss Match). It means the Tm value in soybeans.

Figure 0006995604000003
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Figure 0006995604000004
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また、得られたTm曲線に基づいて、温度55℃における結合率を計算した。候補野生型プローブに関して結合率を計算した結果を表5に示し、候補変異型プローブに関して結合率を計算した結果を表6に示した。 In addition, the bond rate at a temperature of 55 ° C. was calculated based on the obtained Tm curve. Table 5 shows the results of calculating the binding rate for the candidate wild-type probe, and Table 6 shows the results of calculating the binding rate for the candidate mutant probe.

なお、表5において「WP-FM」とは、候補野生型プローブと野生型ターゲットとのハイブリダイズ(完全一致:Full Match)を意味し、「WP-MM」とは、候補野生型プローブと変異型ターゲットとのハイブリダイズ(一塩基ミスマッチ:Miss Match)を意味している。同様に、表6において「VP-FM」とは、候補変異型プローブと変異型ターゲットとのハイブリダイズ(完全一致:Full Match)を意味し、「VP-MM」とは、候補変異型プローブと野生型ターゲットとのハイブリダイズ(一塩基ミスマッチ:Miss Match)を意味している。 In Table 5, "WP-FM" means hybridization between the candidate wild-type probe and the wild-type target (full match), and "WP-MM" means mutation with the candidate wild-type probe. It means hybridization with a type target (single nucleotide mismatch: Miss Match). Similarly, in Table 6, “VP-FM” means hybridization (full match) between the candidate mutant probe and the mutant target, and “VP-MM” means the candidate mutant probe. It means hybridization with a wild-type target (single nucleotide mismatch: Miss Match).

Figure 0006995604000005
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Figure 0006995604000006
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次に、表5及び6に示した、55℃における結合率の値から、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率(フルマッチ結合率)と候補変異型プローブとの結合率(ミスマッチ結合率)を引いた値を求めた。結果を図1~3に示した。図1~3に示した各マスの数値は、縦軸に示した候補野生型プローブにおけるフルマッチ結合率(表5)から、横軸に示した候補変異型プローブにおけるミスマッチ結合率(表6)を引いた値を示している。そして、図1~3には、この引いた値が0.5以上のマスを網掛けとした。 Next, from the values of the binding rate at 55 ° C. shown in Tables 5 and 6, the binding rate with the candidate wild-type probe (full-match binding rate) and the binding rate with the candidate mutant probe (mismatch binding) with respect to the wild-type target. The value obtained by subtracting the rate) was obtained. The results are shown in FIGS. 1 to 3. The numerical values of each cell shown in FIGS. 1 to 3 are the mismatch binding rate (Table 6) of the candidate mutant probe shown on the horizontal axis from the full-match binding rate (Table 5) of the candidate wild-type probe shown on the vertical axis. Shows the subtracted value. Then, in FIGS. 1 to 3, squares having a subtracted value of 0.5 or more are shaded.

また、表5及び6に示した、55℃における結合率の値から、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率(フルマッチ結合率)と候補野生型プローブとの結合率(ミスマッチ結合率)を引いた値を求めた。結果を図4~6に示した。図4~6に示した各マスの数値は、横軸に示した候補変異型プローブにおけるフルマッチ結合率(表6)から、縦軸に示した候補野生型プローブにおけるミスマッチ結合率(表5)を引いた値を示している。そして、図4~6には、この引いた値が0.5以上のマスを網掛けとした。 Further, from the values of the binding rate at 55 ° C. shown in Tables 5 and 6, the binding rate with the candidate mutant probe (full-match binding rate) and the binding rate with the candidate wild-type probe (mismatch binding rate) with respect to the mutant target. ) Was subtracted. The results are shown in FIGS. 4-6. The numerical values of each cell shown in FIGS. 4 to 6 are the mismatch binding rate (Table 5) of the candidate wild-type probe shown on the vertical axis from the full-match binding rate (Table 6) of the candidate mutant probe shown on the horizontal axis. Shows the subtracted value. Then, in FIGS. 4 to 6, squares having a subtracted value of 0.5 or more are shaded.

また、図4~6に示した網掛けと、図1~3に示した網掛けとが重複するマスを太線で囲った。すなわち、太線で囲ったマスは、55℃において、野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率から候補変異型プローブとの結合率を引いた値が0.5以上となり、且つ、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率から候補野生型プローブとの結合率を引いた値が0.5以上となる野生型プローブと変異型プローブとの組み合わせを示している。 Further, the cells in which the shades shown in FIGS. 4 to 6 and the shades shown in FIGS. 1 to 3 overlap are surrounded by thick lines. That is, in the mass surrounded by the thick line, at 55 ° C., the value obtained by subtracting the binding rate from the candidate wild-type probe from the binding rate to the candidate wild-type probe is 0.5 or more for the wild-type target, and the mutant type Regarding the target, the combination of the wild-type probe and the mutant probe in which the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate wild-type probe from the binding rate with the candidate mutant probe is 0.5 or more is shown.

すなわち、本実施例では、CYP2C19遺伝子のエキソン5の一塩基置換(CYP2C19*2)の一塩基多型を高精度に判定する野生型プローブ及び変異型プローブとして以下の組み合わせを選択することができた。
・WP_20mer_LとVP_24mer_R
・WP_21merとVP_24mer_R
・WP_22mer_RとVP_24mer_R
・WP_22mer_LとVP_24mer_R
・WP_23merとVP_24mer_R
・WP_22mer_RとVP_24mer_L
・WP_22mer_LとVP_24mer_L
・WP_23merとVP_24mer_L
・WP_23merとVP_25mer
また、本実施例では、以上のように選択したプローブセットのうち、5つのセット[WP_22mer_L及びVP_24mer_R]、[WP_23mer及びVP_24mer_R]、[WP_22mer_L及びVP_24mer_L]、[WP_23mer及びVP_24mer_L]並びに[WP_23mer及びVP_25mer]を用いて一塩基多型の遺伝子型判定実験を行った。
That is, in this example, the following combinations could be selected as the wild-type probe and the mutant probe for determining the single nucleotide polymorphism of exon 5 single nucleotide polymorphism (CYP2C19 * 2) of the CYP2C19 gene with high accuracy. ..
・ WP_20mer_L and VP_24mer_R
・ WP_21mer and VP_24mer_R
・ WP_22mer_R and VP_24mer_R
・ WP_22mer_L and VP_24mer_R
・ WP_23mer and VP_24mer_R
・ WP_22mer_R and VP_24mer_L
・ WP_22mer_L and VP_24mer_L
・ WP_23mer and VP_24mer_L
・ WP_23mer and VP_25mer
Further, in this embodiment, among the probe sets selected as described above, five sets [WP_22mer_L and VP_24mer_R], [WP_23mer and VP_24mer_R], [WP_22mer_L and VP_24mer_L], [WP_23mer and VP_24mer_L], and [WP_23mer and VP_25mer] Was used to perform a single nucleotide polymorphism genotyping experiment.

また、この遺伝子型判定実験には、比較のため、プローブ長を等しくする観点で選択したプローブセット(比較例1)、Tm値が55℃に近いという観点で選択したプローブセット(比較例2)も使用した。比較例1のプローブセットは、[WP_22mer_R及びVP_22mer_R]、[WP_22mer_L及びVP_22mer_L]、[WP_23mer及びVP_23mer]、[WP_24mer_R及びVP_24mer_R]並びに[WP_24mer_L及びVP_24mer_L]の5つのセットである。比較例2のプローブセットは、[WP_19mer及びVP_23mer]、[WP_18mer_L及びVP_23mer]、[WP_19mer及びVP_23mer]、[WP_20mer_R及びVP_23mer]並びに[WP_19mer及びVP_24mer_R]の5つのセットである。 In this genotyping experiment, for comparison, a probe set selected from the viewpoint of making the probe lengths equal (Comparative Example 1) and a probe set selected from the viewpoint that the Tm value is close to 55 ° C (Comparative Example 2). Also used. The probe set of Comparative Example 1 is five sets of [WP_22mer_R and VP_22mer_R], [WP_22mer_L and VP_22mer_L], [WP_23mer and VP_23mer], [WP_24mer_R and VP_24mer_R], and [WP_24mer_L and VP_24mer_L]. The probe sets of Comparative Example 2 are five sets of [WP_19mer and VP_23mer], [WP_18mer_L and VP_23mer], [WP_19mer and VP_23mer], [WP_20mer_R and VP_23mer], and [WP_19mer and VP_24mer_R].

これら実施例のプローブセット、比較例1のプローブセット及び比較例2のプローブセットを配置したDNAチップ(CYPチップ)を作製した。そして、野生型ターゲット、ヘテロ型ターゲット或いは変異型ターゲットを濃度2μMとCYPチップを1xSSC、0.1%SDS、ハイブリダイズ温度55℃で1時間反応させ、蛍光スキャナー(BIOSHOT社製)を用いて7秒より蛍光強度を得た。 A DNA chip (CYP chip) in which the probe set of these examples, the probe set of Comparative Example 1 and the probe set of Comparative Example 2 were arranged was prepared. Then, the wild-type target, hetero-type target or mutant target is reacted at a concentration of 2 μM at a concentration of 2 μM, the CYP chip at 1xSSC, 0.1% SDS, and the hybridization temperature of 55 ° C for 1 hour, and the fluorescence scanner (manufactured by BIOSHOT) is used for 7 seconds. Fluorescence intensity was obtained.

そして、実施例のプローブセット、比較例1のプローブセット及び比較例2のプローブセットにおいて得られた蛍光強度より、野生型、ヘテロ型及び変異型判定値を算出し、比較した。結果を図7に示した。また、図7に示した各プローブセットの結果に基づいて、野生型ターゲットを用いた時の判定値と変異型ターゲットを用いた時の判定値との差(全幅)、変異型ターゲットを用いた時の判定値からヘテロ型ターゲットを用いた時の判定値を引いた値を、ヘテロ型ターゲットを用いた時の判定値から野生型ターゲットを用いた時の判定値を引いた値で割った値(比(V-H/H-W))を図8に示した。 Then, wild-type, hetero-type, and mutant-type determination values were calculated from the fluorescence intensities obtained in the probe set of Example, the probe set of Comparative Example 1, and the probe set of Comparative Example 2, and compared. The results are shown in FIG. Further, based on the results of each probe set shown in FIG. 7, the difference (total width) between the judgment value when the wild-type target was used and the judgment value when the mutant target was used, and the mutant target were used. The value obtained by subtracting the judgment value when the heterotype target is used from the judgment value at the time divided by the judgment value when the heterotype target is used minus the judgment value when the wild type target is used. (Ratio (VH / HW)) is shown in FIG.

なお、図8に示したグラフにおいて、全幅の値が大きく、比が1に近い値であるプローブセットは、クロスハイブリダイゼーションが起こりにくいことを意味し、全幅がより小さいか比が1からより遠い値であるプローブセットと比較して、検出対象の一塩基多型をより高精度に検出できることが意味している。 In the graph shown in FIG. 8, a probe set having a large total width value and a ratio close to 1 means that cross hybridization is unlikely to occur, and the total width is smaller or the ratio is farther from 1. This means that the single nucleotide polymorphism to be detected can be detected with higher accuracy than the probe set which is the value.

図7及び図8に示すように、本実施例で選択したプローブセットを使用した場合には、比較例1及び2のプローブセットを使用した場合と比較して、全幅がより大きく、且つ比が1に近いことが分かる。この結果より、本実施例で選択したプローブセットを使用した場合には、クロスハイブリダイゼーションの発生を抑え、より高精度に一塩基多型の遺伝子型を判定できることが明らかとなった。 As shown in FIGS. 7 and 8, when the probe set selected in this example is used, the overall width is larger and the ratio is larger than that when the probe sets of Comparative Examples 1 and 2 are used. It turns out that it is close to 1. From this result, it was clarified that when the probe set selected in this example was used, the occurrence of cross hybridization was suppressed and the genotype of the single nucleotide polymorphism could be determined with higher accuracy.

さらに、遺伝子型判定実験に使用した本実施例で選択したプローブセットの5種類について、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(フルマッチ結合率)と変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(フルマッチ結合率)との差の絶対値と、野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率(ミスマッチ結合率)との差の絶対値とを合計した。その結果、合計値の低い順に、[WP_22mer_L及びVP_24mer_L](合計値:0.06)、[WP_23mer及びVP_25mer](合計値:0.07)、[WP_22mer_L及びVP_24mer_R](合計値:0.08)、[WP_23mer及びVP_24mer_L](合計値:0.20)、[WP_23mer及びVP_24mer_R](合計値:0.21)であった。 Furthermore, for the five types of probe sets selected in this example used in the genotyping experiment, the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target (full-match binding rate) and the binding rate of the mutant probe to the mutant target (full-match). The absolute value of the difference from the binding rate) and the absolute value of the difference between the binding rate of the mutant probe to the wild-type target (mismatch binding rate) and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target (mismatch binding rate). Totaled. As a result, [WP_22mer_L and VP_24mer_L] (total value: 0.06), [WP_23mer and VP_25mer] (total value: 0.07), [WP_22mer_L and VP_24mer_R] (total value: 0.08), [WP_23mer and VP_24mer_L] in ascending order of total value. (Total value: 0.20), [WP_23mer and VP_24mer_R] (Total value: 0.21).

図8に示すように、当該合計値が低いプローブセットは、全幅がより大きく、且つ比が1により近いことが分かる。このことから、上述のようにして一塩基多型を検出するためのプローブセットが複数選択された場合には、上記合計値を計算し、当該合計値がより低いプローブセットを使用することがより好ましいことが分かる。 As shown in FIG. 8, it can be seen that the probe set with the lower total value has a larger overall width and a ratio closer to 1. From this, when multiple probe sets for detecting single nucleotide polymorphisms are selected as described above, it is better to calculate the above total value and use the probe set having the lower total value. It turns out to be preferable.

Claims (3)

一塩基多型の野生型に対応する野生型プローブと、当該一塩基多型の変異型に対応する変異型プローブとを設計する方法であって、
上記一塩基多型部位を含む複数の候補野生型プローブと、上記一塩基多型部位を含む複数の候補変異型プローブとを設計し、
これら候補野生型プローブについて完全一致となる野生型ターゲットとの結合率、これら候補野生型プローブについて当該一塩基多型部位において一塩基ミスマッチとなる変異型ターゲットとの結合率、これら候補変異型プローブについて完全一致となる変異型ターゲットとの結合率、及びこれら候補変異型プローブについて当該一塩基多型部位における一塩基ミスマッチとなる野生型ターゲットとの結合率をそれぞれ計算し、
野生型ターゲットに関して、候補野生型プローブとの結合率から候補変異型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となり、且つ、変異型ターゲットに関して、候補変異型プローブとの結合率から候補野生型プローブとの結合率を引いた値が所定の値以上となる野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせを、候補野生型プローブ及び候補変異型プローブのなかから選択し、
選択した野生型プローブと変異型プローブとの1又は複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率との差の絶対値と、野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率との差の絶対値とを合計し、複数の組み合わせのうち当該合計値が最も低い組み合わせを、上記一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計する方法。
It is a method of designing a wild type probe corresponding to a wild type of a single nucleotide polymorphism and a mutant probe corresponding to the mutant type of the single nucleotide polymorphism.
We designed a plurality of candidate wild-type probes containing the single nucleotide polymorphism site and a plurality of candidate mutant probes containing the single nucleotide polymorphism site.
Binding rates of these candidate wild-type probes to wild-type targets that are in perfect agreement, binding rates of these candidate wild-type probes to mutant targets that have a single nucleotide mismatch at the single nucleotide polymorphism site, and these candidate mutant-type probes. The binding rate with the mutant target that is an exact match and the binding rate of these candidate mutant probes to the wild-type target that is a single nucleotide mismatch at the single nucleotide polymorphism site are calculated.
For wild-type targets, the value obtained by subtracting the binding rate with the candidate mutant probe from the binding rate with the candidate wild-type probe is greater than or equal to the predetermined value, and for the mutant target, the candidate is obtained from the binding rate with the candidate mutant probe. One or more combinations of the wild-type probe and the mutant probe whose value obtained by subtracting the binding rate with the wild-type probe is equal to or more than a predetermined value are selected from the candidate wild-type probe and the candidate mutant probe.
For one or more combinations of the selected wild-type probe and mutant probe, the absolute value of the difference between the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target and the binding rate of the mutant probe to the mutant target, and the wild-type target. The absolute value of the difference between the binding rate of the mutant probe to the mutant target and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target is summed up, and the combination having the lowest total value among the plurality of combinations is detected as the above-mentioned one-base polymorphism. A method of designing as a wild-type probe and a mutant probe for use.
上記結合率は、所定のハイブリダイズ温度若しくは所定のハイブリダイズ温度範囲において計算し、当該ハイブリダイズ温度若しくはハイブリダイズ温度範囲において使用する野生型プローブ及び変異型プローブを設計することを特徴とする請求項1記載の方法。 The claim is characterized in that the binding rate is calculated in a predetermined hybridization temperature or a predetermined hybridization temperature range, and a wild-type probe and a mutant probe to be used in the hybridization temperature or the hybridization temperature range are designed. 1 The method described. 野生型プローブと変異型プローブとの複数の組み合わせを選択した場合、複数の組み合わせに関して、野生型ターゲットに対する野生型プローブの結合率と野生型ターゲットに対する変異型プローブの結合率との差が最も大きい組み合わせ、又は、変異型ターゲットに対する変異型プローブの結合率と変異型ターゲットに対する野生型プローブの結合率との差が最も大きい組み合わせを、上記一塩基多型を検出するための野生型プローブ及び変異型プローブとして設計することを特徴とする請求項1記載の方法。 When multiple combinations of wild-type and mutant probes are selected, the combination with the largest difference between the binding rate of the wild-type probe to the wild-type target and the binding rate of the mutant probe to the wild-type target for multiple combinations. Or, the combination with the largest difference between the binding rate of the mutant probe to the mutant target and the binding rate of the wild-type probe to the mutant target is the wild-type probe and the mutant probe for detecting the above-mentioned single-base polymorphism. The method according to claim 1, wherein the method is designed as follows.
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