JP7561521B2 - Primer set for detecting walnuts and method for detecting walnuts using the same - Google Patents
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Description
本発明は、飲食品中の食物アレルゲンであるクルミを検出するために利用することができるプライマーセット及びそれを用いたクルミの検出方法に関する。 The present invention relates to a primer set that can be used to detect walnuts, which are food allergens in foods and beverages, and a method for detecting walnuts using the same.
クルミは、クルミ科クルミ属(Juglans)に属する植物であり、その仁の部分がナッツとして食用される。 Walnuts are plants belonging to the genus Juglans in the family Juglandaceae, and the kernel is eaten as a nut.
クルミはアレルギーを引き起こす食物アレルゲンの1つであり、患者によっては微量の摂取であっても重篤なアナフィラキシーショックを引き起こす場合がある。また、食物アレルギー患者の数は近年増加の一途をたどっており、世界的に大きな社会問題の一つとなっている。
非特許文献1には、クルミ属に属する複数の植物種を調べたところ、いずれもアレルゲンタンパク質を含んでいたことが記載されている。
Walnuts are one of the food allergens that cause allergies, and even ingesting a small amount can cause severe anaphylactic shock in some patients. In addition, the number of food allergy patients has been steadily increasing in recent years, and this has become a major social problem worldwide.
Non-Patent Document 1 describes that when several plant species belonging to the genus Juglans were examined, all of them contained allergen proteins.
飲食品中のクルミを検出する方法として、クルミに特有のDNAの塩基配列を、プライマーセットを用いた核酸増幅法により増幅し、増幅産物の有無を検出する方法が挙げられる。クルミを検出するための核酸増幅法を開示する文献として、例えば非特許文献2~8が挙げられる。なお、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は核酸増幅反応のうち、DNAポリメラーゼを用いて連鎖的に目的とする配列の核酸を増幅させる反応を指す。 One method for detecting walnuts in food and beverages is to amplify the DNA sequence specific to walnuts by a nucleic acid amplification method using a primer set and detect the presence or absence of the amplified product. Non-patent documents 2 to 8 are examples of documents disclosing nucleic acid amplification methods for detecting walnuts. Note that polymerase chain reaction (PCR) refers to a type of nucleic acid amplification reaction in which DNA polymerase is used to amplify nucleic acids of a target sequence in a chain-like manner.
なお、クルミ属と近縁でナッツとして食用される植物としてカリア属(Carya)植物が知られている。商業的に栽培されるカリア属植物は主に、Carya illinoinensis(ペカン)及びCarya cathayensis(山核桃)である。ペカンはクルミとは異なる食品として一般に認識されている。 The genus Carya is known as a plant closely related to the walnut genus that is eaten as a nut. The main commercially cultivated Carya plants are Carya illinoinensis (pecan) and Carya cathayensis (mountain peach). Pecans are generally recognized as a different food from walnuts.
一方、特許文献1には、飲食品中に含まれるアレルゲンである小麦、そば、落花生を共通のPCR条件でのリアルタイムPCR法により検出することができるプライマーセットが開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a primer set that can detect wheat, buckwheat, and peanuts, which are allergens contained in food and beverages, by real-time PCR under common PCR conditions.
本発明の一以上の実施形態は、カリア属植物と区別してクルミを検出するための新たな手段を提供する。 One or more embodiments of the present invention provide a new means for detecting walnuts and distinguishing them from Carya plants.
本明細書は本発明の以下の1以上の実施形態を開示する。
(1)クルミを検出するためのプライマーセットであって、
(A1)配列番号1に示す塩基配列A1、
(A2)塩基配列A1と相同な塩基配列A2、
(A3)塩基配列A1のうち3’末端塩基から連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列A3、及び、
(A4)塩基配列A3と相同な塩基配列A4
から選択される塩基配列Aを3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーA、並びに
(B1)配列番号2に示す塩基配列B1、
(B2)塩基配列B1と相同な塩基配列B2、
(B3)塩基配列B1のうち3’末端塩基から連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列B3、及び、
(B4)塩基配列B3と相同な塩基配列B4
から選択される塩基配列Bを3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーB
を含むプライマーセット。
(2)(C1)配列番号3に示す塩基配列C1、
(C2)塩基配列C1と相同な塩基配列C2、
(C3)塩基配列C1のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C3、
(C4)塩基配列C3と相同な塩基配列C4、
(C5)塩基配列C1と相補的な塩基配列C5、
(C6)塩基配列C5と相同な塩基配列C6、
(C7)塩基配列C5のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C7、
(C8)塩基配列C5と相同な塩基配列C8
(C9)配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C9、及び、
(C10)塩基配列C9と相補的な塩基配列C10
から選択される塩基配列Cを含むオリゴヌクレオチドを含むプローブCを更に含む、(1)に記載のプライマーセット。
(3)試料中のクルミを検出する方法であって、
前記試料に由来するDNAを鋳型とし、(1)又は(2)に記載のプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行うこと、及び
前記核酸増幅反応による増幅産物を検出すること
を含む方法。
(4)前記プライマーセットが、(2)に記載のプライマーセットであり、
前記増幅産物の検出を、前記増幅産物と前記プローブCとの結合を検出することにより行う、
(3)に記載の方法。
(5)前記試料が飲食品試料である、(3)又は(4)に記載の方法。
This specification discloses one or more of the following embodiments of the present invention.
(1) A primer set for detecting walnuts,
(A1) the base sequence A1 shown in SEQ ID NO: 1;
(A2) a base sequence A2 that is homologous to the base sequence A1;
(A3) a base sequence A3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence A1; and
(A4) Base sequence A4 homologous to base sequence A3
(B1) a primer A comprising an oligonucleotide comprising a base sequence A at the 3' end selected from the base sequence B1 shown in SEQ ID NO: 2,
(B2) a base sequence B2 that is homologous to the base sequence B1;
(B3) a base sequence B3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence B1; and
(B4) Base sequence B4 homologous to base sequence B3
Primer B comprising an oligonucleotide containing a base sequence B at its 3' end selected from
A primer set comprising:
(2) (C1) the base sequence C1 shown in SEQ ID NO: 3,
(C2) a base sequence C2 homologous to the base sequence C1;
(C3) a base sequence C3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C1;
(C4) a base sequence C4 homologous to the base sequence C3;
(C5) a base sequence C5 complementary to the base sequence C1;
(C6) a base sequence C6 homologous to the base sequence C5;
(C7) a base sequence C7 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C5;
(C8) A base sequence C8 that is homologous to the base sequence C5
(C9) a base sequence C9 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases among the base sequence complementary to positions 22 to 45 of SEQ ID NO: 7; and
(C10) A base sequence C10 complementary to the base sequence C9
The primer set according to (1), further comprising a probe C comprising an oligonucleotide comprising a base sequence C selected from the group consisting of:
(3) A method for detecting walnuts in a sample, comprising:
(1) or (2) is used to perform a nucleic acid amplification reaction using DNA derived from the sample as a template, and (3) an amplification product obtained by the nucleic acid amplification reaction is detected.
(4) The primer set is the primer set according to (2),
The detection of the amplification product is carried out by detecting binding between the amplification product and the probe C.
The method according to (3).
(5) The method according to (3) or (4), wherein the sample is a food or beverage sample.
本発明の一以上の実施形態によれば、カリア属植物と区別してクルミを検出することができる。 According to one or more embodiments of the present invention, walnuts can be detected and distinguished from plants of the genus Carya.
<1.目的>
本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセット及びそれを用いた検出方法は、以下の要求を満たすことを目的とする。
1. Purpose
The primer set and the detection method using the same according to one or more embodiments of the present invention are intended to satisfy the following requirements.
(検出対象)
非特許文献1から、クルミ属(Juglans)に属する植物はいずれもアレルゲン性を有すると考えられる。このため、アレルゲンとしてのクルミを検出する目的では、種間の区別なく検出できることが望まれる。
(Detection target)
According to Non-Patent Document 1, all plants belonging to the genus Juglans are considered to have allergenicity. Therefore, in order to detect walnuts as allergens, it is desirable to be able to detect them without distinguishing between species.
一方、Carya illinoinensis(ペカン)、Carya cathayensis(山核桃)等のカリア属植物はクルミとは異なる食品として一般に認識されているため、カリア属植物と区別してクルミ属植物のみを検出することが望ましい。 On the other hand, plants of the genus Carya, such as Carya illinoinensis (pecan) and Carya cathayensis (mountain peach), are generally recognized as foods different from walnuts, so it is desirable to detect only plants of the genus Juglans, distinguishing them from plants of the genus Carya.
そこで本発明の一以上の実施形態は、カリア属植物のDNAを増幅せず、クルミのDNAを種に関わらず同程度の効率で増幅することができるプライマーセット及び該プライマーセットを用いたクルミの検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, one or more embodiments of the present invention aim to provide a primer set that does not amplify DNA from plants of the genus Carya, but can amplify walnut DNA with similar efficiency regardless of the species, and a method for detecting walnuts using the primer set.
本明細書においてクルミとは、クルミ属植物を指す。商業的にクルミとして栽培されているクルミ属植物としては、具体的には、Juglans regia(カシグルミ、セイヨウグルミ、ペルシャグルミ、テウチグルミ)、Juglans nigra(クログルミ)、Juglans mandshurica、Juglans ailanthifolia等が挙げられる。Juglans mandshurica及びJuglans ailanthifoliaは、どちらもナガグルミ、シナノグルミ又はオニグルミと称される場合がある。 In this specification, walnut refers to plants of the genus Juglans. Specific examples of plants of the genus Juglans that are commercially cultivated as walnuts include Juglans regia (oak walnut, European walnut, Persian walnut, Japanese walnut), Juglans nigra (black walnut), Juglans mandshurica, and Juglans airanthifolia. Both Juglans mandshurica and Juglans airanthifolia are sometimes called long walnut, Chinese walnut, or Japanese walnut.
(感度)
アレルゲンの検出のためには、1μgクルミタンパク質/g試料(=1ppm)相当の濃度の検出を可能にすることが望ましい。
(sensitivity)
For the detection of allergens it is desirable to be able to detect concentrations equivalent to 1 μg walnut protein/g sample (=1 ppm).
クルミの仁のタンパク質含有量は14.6g/100g(食品成分データベース)であるから、1μgクルミタンパク質/g試料は、6.8μgクルミ/g試料に相当する。 The protein content of walnut kernels is 14.6 g/100 g (Food Composition Database), so 1 μg walnut protein/g sample is equivalent to 6.8 μg walnut/g sample.
試料及びクルミから同じ収率でDNAが回収できると仮定した場合、6.8μgクルミ/g試料は、340fgクルミDNA/50ng試料DNAに相当する。 Assuming that DNA can be recovered at the same yield from the sample and walnuts, 6.8 μg walnuts/g sample corresponds to 340 fg walnut DNA/50 ng sample DNA.
そこで本発明の一以上の実施形態は、340fgクルミDNA/50ng試料DNAの濃度で存在するクルミDNAを増幅することができるプライマーセット及び該プライマーセットを用いたクルミの検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, one or more embodiments of the present invention aim to provide a primer set capable of amplifying walnut DNA present at a concentration of 340 fg walnut DNA/50 ng sample DNA, and a method for detecting walnuts using the primer set.
(頑健性)
飲食品中に含まれる原料由来のDNAは、加工の過程で断片化される可能性がある。このため、核酸増幅反応によりクルミDNAを増幅し、増幅産物の有無を検出する場合、増幅される標的DNA断片長は短いほど、加工の影響を受けず安定した検出が可能である。
(Robustness)
DNA derived from raw materials contained in food and beverages may be fragmented during processing. Therefore, when amplifying walnut DNA by nucleic acid amplification reaction and detecting the presence or absence of the amplified product, the shorter the length of the amplified target DNA fragment, the more stable the detection without being affected by processing.
そこで本発明の一以上の実施形態は、クルミDNAに含まれる150bp以下の断片長の標的配列を増幅することができるプライマーセット及び該プライマーセットを用いたクルミの検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, one or more embodiments of the present invention aim to provide a primer set capable of amplifying a target sequence contained in walnut DNA with a fragment length of 150 bp or less, and a method for detecting walnuts using the primer set.
(従来技術との比較)
非特許文献2~8には、クルミに特有のDNAの塩基配列を、所定のプライマーセットを用いた核酸増幅法により増幅し、増幅産物の有無を検出する方法が記載されている。しかし、上記の要求を満たす方法は開示されていない。
(Comparison with conventional technology)
Non-Patent Documents 2 to 8 describe a method for amplifying a DNA sequence specific to walnuts by a nucleic acid amplification method using a specific primer set and detecting the presence or absence of an amplified product. However, they do not disclose a method that satisfies the above requirements.
例えば非特許文献2に記載の方法は、検出感度がタンパク質濃度として100μg/g試料であり、上記の感度の要求を満たさない。
非特許文献3に記載の方法は、ペカンとクルミとを区別せずに検出する方法であり、上記の検出対象の要求を満たさない。
非特許文献4に記載の方法は、検出感度がタンパク質濃度として10μg/g試料であり、上記の感度の要求を満たさない。
非特許文献6に記載の方法は、検出感度がタンパク質濃度として100μg/g試料であり、上記の感度の要求を満たさない。
非特許文献7に記載の方法では、標的DNA断片長が501bpであり、上記の頑健性の要求を満たさない。
非特許文献8に記載の方法は、ペカンとクルミとを区別せずに検出する方法であり、上記の検出対象の要求を満たさない。
For example, the method described in Non-Patent Document 2 has a detection sensitivity of 100 μg protein concentration/g sample, which does not satisfy the above-mentioned sensitivity requirement.
The method described in Non-Patent Document 3 is a method for detecting pecans and walnuts without distinguishing between them, and does not meet the above-mentioned requirements for the detection target.
The method described in Non-Patent Document 4 has a detection sensitivity of 10 μg protein concentration/g sample, which does not satisfy the above-mentioned sensitivity requirement.
The method described in Non-Patent Document 6 has a detection sensitivity of 100 μg protein concentration/g sample, which does not satisfy the above-mentioned sensitivity requirement.
In the method described in Non-Patent Document 7, the target DNA fragment length is 501 bp, which does not satisfy the above-mentioned requirement of robustness.
The method described in Non-Patent Document 8 is a method for detecting pecans and walnuts without distinguishing between them, and does not meet the requirements for the above-mentioned detection targets.
非特許文献5に記載の方法は、クルミをペカンと区別して検出することができ、検出感度がタンパク質量として0.1μg/g試料であり、標的DNA断片長が70である。しかし、後述する実施例で確認されているように、非特許文献5に記載のプライマープローブセットを用いた検出方法では、カシグルミとオニグルミの検出感度が大きく異なることが確認されている。このため上記の検出対象の要求を満たさない。 The method described in Non-Patent Document 5 can detect walnuts separately from pecans, with a detection sensitivity of 0.1 μg protein/g sample and a target DNA fragment length of 70. However, as confirmed in the Examples described below, the detection method using the primer probe set described in Non-Patent Document 5 has been confirmed to have a large difference in detection sensitivity between oak walnuts and Japanese walnuts. For this reason, it does not meet the above requirements for the detection target.
(PCR条件)
特許文献1では、小麦、そば及び落花生のDNAを、共通のPCR条件(具体的には実施例に示す条件1)によるリアルタイムPCR法により検出することが記載されている。特許文献1に記載の小麦、そば及び落花生のDNAを増幅するための共通のPCR条件は、サイクル数が比較的短い。クルミDNAを、特許文献1に記載の前記PCR条件により増幅することができれば、ユーザーにとって簡便な操作で、クルミ、小麦、そば及び落花生のDNAの有無を検出することが可能になる。
(PCR conditions)
Patent Document 1 describes the detection of wheat, buckwheat, and peanut DNA by a real-time PCR method under common PCR conditions (specifically, condition 1 shown in the examples). The common PCR conditions for amplifying wheat, buckwheat, and peanut DNA described in Patent Document 1 have a relatively short number of cycles. If walnut DNA can be amplified under the PCR conditions described in Patent Document 1, it will be possible for users to detect the presence or absence of walnut, wheat, buckwheat, and peanut DNA with simple operations.
そこで本発明の一以上の実施形態は、より好ましくは、クルミのDNAを、特許文献1に記載の小麦、そば及び落花生のDNAを増幅するための共通のPCR条件により増幅することができるプライマーセット及び該プライマーセットを用いたクルミの検出方法を提供することを更なる目的とする。 Therefore, one or more embodiments of the present invention more preferably have a further object to provide a primer set capable of amplifying walnut DNA under common PCR conditions for amplifying wheat, buckwheat, and peanut DNA as described in Patent Document 1, and a method for detecting walnuts using the primer set.
<2.クルミを検出するためのプライマーセット>
本発明の一以上の実施形態に係る、クルミを検出するためのプライマーセットは、
(A1)配列番号1に示す塩基配列A1、
(A2)塩基配列A1と相同な塩基配列A2、
(A3)塩基配列A1のうち3’末端塩基から連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列A3、及び、
(A4)塩基配列A3と相同な塩基配列A4
から選択される塩基配列Aを3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーA、並びに
(B1)配列番号2に示す塩基配列B1、
(B2)塩基配列B1と相同な塩基配列B2、
(B3)塩基配列B1のうち3’末端塩基から連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列B3、及び、
(B4)塩基配列B3と相同な塩基配列B4
から選択される塩基配列Bを3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーB
を含むことを特徴とする。
<2. Primer set for detecting walnuts>
According to one or more embodiments of the present invention, the primer set for detecting walnuts comprises:
(A1) the base sequence A1 shown in SEQ ID NO: 1;
(A2) a base sequence A2 that is homologous to the base sequence A1;
(A3) a base sequence A3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence A1; and
(A4) Base sequence A4 homologous to base sequence A3
(B1) a primer A comprising an oligonucleotide comprising a base sequence A at the 3' end selected from the base sequence B1 shown in SEQ ID NO: 2,
(B2) a base sequence B2 that is homologous to the base sequence B1;
(B3) a base sequence B3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence B1; and
(B4) Base sequence B4 homologous to base sequence B3
Primer B comprising an oligonucleotide containing a base sequence B at its 3' end selected from
The present invention is characterized by comprising:
なお前記プライマーA、プライマーB及び後述するプライマーCに関して、二つの塩基配列が「相同」であるとは、互いに相同な二つの塩基配列を塩基配列Xが塩基配列Yとした場合、好ましくは、以下の(A)、(B)及び(C)のいずれか1以上の関係を満たすことを指す。
(A)塩基配列Yが、塩基配列Xにおいて1若しくは数個の塩基が欠失、置換、付加及び/又は挿入された塩基配列である。
(B)塩基配列Yが、塩基配列Xと80%以上100%未満の同一性を有する塩基配列である。
(C)塩基配列Yが、塩基配列Xの相補塩基配列とストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)ことができる。
With regard to the primer A, the primer B, and the primer C described below, when two base sequences are homologous to each other, that is, when the base sequence X is a base sequence Y, preferably, any one or more of the following relationships (A), (B), and (C) are satisfied:
(A) Base sequence Y is a base sequence in which one or several bases have been deleted, substituted, added and/or inserted in base sequence X.
(B) The base sequence Y has an identity of 80% or more but less than 100% with the base sequence X.
(C) Base sequence Y can bind (hybridize) to the complementary base sequence of base sequence X under stringent conditions.
前記(A)において「1若しくは数個」とは好ましくは1~5個、より好ましくは1~4個、より好ましくは1~3個、特に好ましくは1個又は2個を指し、最も好ましくは1個である。また、「欠失、置換、付加及び/又は挿入」はより好ましくは置換である。 In the above (A), "one or several" preferably refers to one to five, more preferably one to four, more preferably one to three, particularly preferably one or two, and most preferably one. Furthermore, "deletion, substitution, addition, and/or insertion" more preferably refers to substitution.
前記(B)において、同一性の値は、複数の塩基配列間の同一性を演算するソフトウェア(例えば、FASTA、DANASYS、及びBLAST)を用いてデフォルトの設定で算出した値を示す。塩基配列の同一性の値は、一致度が最大となるように一対の塩基配列をアライメントした際に一致する塩基の数を算出し、当該一致する塩基の数の、比較した塩基配列の全塩基数に対する割合として算出される。ここで、ギャップがある場合、上記の全塩基数は、1つのギャップを1つの塩基として数えた塩基数である。同一性の決定方法の詳細については、例えばAltschul et al, Nuc. Acids. Res. 25, 3389-3402, 1977及びAltschul et al, J. Mol. Biol. 215, 403-410, 1990を参照されたい。 In (B), the identity value indicates a value calculated with default settings using software (e.g., FASTA, DANASYS, and BLAST) that calculates identity between multiple base sequences. The identity value of base sequences is calculated by calculating the number of matching bases when a pair of base sequences are aligned to maximize the degree of identity, and is calculated as the ratio of the number of matching bases to the total number of bases in the compared base sequences. Here, when there are gaps, the total number of bases mentioned above is the number of bases counted with one gap as one base. For details on the method of determining identity, see, for example, Altschul et al., Nuc. Acids. Res. 25, 3389-3402, 1977 and Altschul et al., J. Mol. Biol. 215, 403-410, 1990.
前記(B)において、同一性は、より好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、より好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、より好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上の同一性である。 In (B) above, the identity is more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 96% or more, more preferably 97% or more, more preferably 98% or more, more preferably 99% or more.
前記(C)を含め、本明細書において「ストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)」とは、2つの核酸断片が標準的なハイブリダイゼーション条件下で相互にハイブリダイズすることを意味する(Expression of cloned genes in E.coli(Molecular Cloning:A laboratory manual(1989))Cold Springharbor Laboratory Press,New York,USA,9.47-9.62及び11.45-11.61)。より具体的には、例えば以下の式で求められるTm値を基準としてハイブリダイゼーション(例えば約3.0×SSCまたは2.0×SSC、30℃または37℃)を行った後、ハイブリダイゼーションの条件よりストリンジェンシーの高い条件での洗浄(例えば約2.0×SSC、30℃、37℃、40℃、44℃もしくは48℃以上、または1.0×SSCもしくは0.5×SSC、37℃以上など)を行うことを意味する。ハイブリダイズする塩基配列などに応じて適宜ハイブリダイゼーションおよび洗浄に適切な「ストリンジェントな条件」を選択することは、当技術分野では周知技術である。
Tm=81.5+16.6(log10[Na+])+0.41(fraction G+C)-(600/N)
[Na+]:Na+のモル濃度(mol/L)
fraction G+C:オリゴヌクレオチド中のGおよびCの割合(%)
N:オリゴヌクレオチドの長さ(塩基数)
As used herein, including the above (C), "binding (hybridizing) under stringent conditions" means that two nucleic acid fragments hybridize to each other under standard hybridization conditions (Expression of cloned genes in E. coli (Molecular Cloning: A laboratory manual (1989)) Cold Springharbor Laboratory Press, New York, USA, pp. 9.47-9.62 and 11.45-11.61). More specifically, this means that hybridization (e.g., about 3.0×SSC or 2.0×SSC, 30° C. or 37° C.) is performed based on the Tm value calculated by the following formula, followed by washing under conditions with higher stringency than the hybridization conditions (e.g., about 2.0×SSC, 30° C., 37° C., 40° C., 44° C. or 48° C. or higher, or 1.0×SSC or 0.5×SSC, 37° C. or higher). It is well known in the art to select "stringent conditions" appropriate for hybridization and washing depending on the base sequence to be hybridized, etc.
Tm = 81.5 + 16.6 (log 10 [Na + ]) + 0.41 (fraction G + C) - (600/N)
[Na + ]: Molar concentration of Na + (mol / L)
Fraction G+C: The percentage of G and C in the oligonucleotide
N: length of oligonucleotide (number of bases)
なお、「ストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)」とは、特に記載しない限り、以下においても同じ意味で使用する。 The phrase "bind (hybridize) under stringent conditions" will be used in the following with the same meaning unless otherwise specified.
当該プライマーセットはクルミに由来するDNA、より詳細にはリボゾームRNA遺伝子のITS(Internal Transcribed Spacer)-2にある一部の領域を増幅することができるように設計されている。 The primer set is designed to amplify DNA derived from walnuts, more specifically, a region in the ITS (Internal Transcribed Spacer)-2 of the ribosomal RNA gene.
プライマーAは、クルミに由来する二本鎖DNAのITS-2の一方の鎖上の、配列番号1に示す塩基配列A1の相補配列と、ストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)ことができる。また、プライマーBは、クルミに由来するDNAのITS-2の他方の鎖上の、配列番号2に示す塩基配列B1の相補配列と、ストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)ことができる。プライマーAとプライマーBとを含むプライマーセットを用い、クルミ由来DNAを鋳型として核酸増幅反応を行うと、クルミ由来DNAのITS-2に含まれる150bp以下の領域を含むDNA断片が増幅産物として生成する。 Primer A can bind (hybridize) under stringent conditions with the complementary sequence of base sequence A1 shown in SEQ ID NO:1 on one strand of ITS-2 of double-stranded DNA derived from walnut. Primer B can bind (hybridize) under stringent conditions with the complementary sequence of base sequence B1 shown in SEQ ID NO:2 on the other strand of ITS-2 of DNA derived from walnut. When a nucleic acid amplification reaction is carried out using a primer set including primers A and B and walnut-derived DNA as a template, a DNA fragment including a region of 150 bp or less included in ITS-2 of walnut-derived DNA is generated as an amplification product.
配列表、図4及び実施例の表1を参照して、プライマーAとプライマーBとを含む前記プライマーセットが、クルミのDNAを種に関わらず同程度の効率で増幅することができ、且つ、カリア属植物のDNAを増幅しないことの理由を説明する。 With reference to the sequence table, FIG. 4, and Table 1 in the Examples, we explain why the primer set containing primers A and B can amplify walnut DNA with the same efficiency regardless of the species, but does not amplify the DNA of plants in the genus Carya.
プライマーAの具体例として、配列番号1に示す塩基配列A1からなるオリゴヌクレオチドからなる、実施例に記載の「JI2フォワードプライマー」が挙げられる。プライマーBの具体例として、配列番号2に示す塩基配列B1からなるオリゴヌクレオチドからなる、実施例に記載の「JI2リバースプライマー」が挙げられる。Juglans regiaのDNAのITS-2の塩基配列(AF303809.1)の一部を配列番号7に示す。図4に示すように、JI2フォワードプライマーは配列番号7の第1~21位に一致し、JI2リバースプライマーは配列番号7の第56~74位の逆相補鎖に一致する。JI2フォワードプライマーとJI2リバースプライマーを用い、Juglans regiaのDNAを鋳型として核酸増幅反応を行うことにより、ITS-2の74bpからなる標的領域のDNA断片を増幅することができる。増幅される標的領域は150bpよりも短いため、Juglans regiaのDNAを含む試料が加熱等の加工を受けていても残存している可能性が高い。 A specific example of primer A is the "JI2 forward primer" described in the Examples, which is composed of an oligonucleotide consisting of the base sequence A1 shown in SEQ ID NO: 1. A specific example of primer B is the "JI2 reverse primer" described in the Examples, which is composed of an oligonucleotide consisting of the base sequence B1 shown in SEQ ID NO: 2. A part of the base sequence (AF303809.1) of ITS-2 of the DNA of Juglans regia is shown in SEQ ID NO: 7. As shown in FIG. 4, the JI2 forward primer matches positions 1 to 21 of SEQ ID NO: 7, and the JI2 reverse primer matches the reverse complementary strand of positions 56 to 74 of SEQ ID NO: 7. By performing a nucleic acid amplification reaction using the JI2 forward primer and the JI2 reverse primer and the DNA of Juglans regia as a template, a DNA fragment of the target region consisting of 74 bp of ITS-2 can be amplified. Because the target region to be amplified is shorter than 150 bp, it is highly likely that the DNA of Juglans regi a will remain even if the sample is subjected to processing such as heating.
また、図4では、Juglans regiaのITS-2の配列番号7に示す標的領域と、クルミ属(Juglans)に属するJuglans nigra、Juglans mandshurica及びJuglans ailanthifolia、並びに、カリア属(Carya)に属するCarya cathayensis及びCarya illinoinensisの対応する領域(それぞれ配列番号8、9、10、11及び12に示す)とのアライメント結果を示す。Juglans regiaのITS-2の配列番号7に示す標的領域のうち第21位、第25位、第33位、第43位、第52位、第56位、第64位、第65位は、クルミ属に共通しカリア属では異なる塩基(一重下線で示す)である。また、Juglans regiaのITS-2の配列番号7に示す標的領域のうち第46位、第49位は、クルミ属内で多型のある塩基(二重下線で示す)である。 Figure 4 also shows the alignment results between the target region shown in sequence number 7 of ITS-2 of Juglans regia and the corresponding regions of Juglans nigra, Juglans mandshurica, and Juglans airanthifolia belonging to the genus Juglans, and Carya cathayensis and Carya illinoinensis belonging to the genus Carya (shown in sequence numbers 8, 9, 10, 11, and 12, respectively). In the target region shown in SEQ ID NO:7 of ITS-2 for Juglans regia, the 21st, 25th, 33rd, 43rd, 52nd, 56th, 64th, and 65th positions are bases (single underlined) that are common to the genus Juglans but different in the genus Carya. In addition, in the target region shown in SEQ ID NO:7 of ITS-2 for Juglans regia, the 46th and 49th positions are bases (double underlined) that are polymorphic within the genus Juglans.
JI2フォワードプライマー(配列番号1に示す塩基配列からなる)は、クルミ属に共通しカリア属では異なる塩基を、特異性に影響の大きい3’末端の第21位に含む。JI2リバースプライマー(配列番号2に示す塩基配列からなる)は、クルミ属に共通しカリア属では異なる塩基を、特異性に影響の大きい3’末端の第19位に含み更に第10位及び第11位に含む。このためJI2フォワードプライマーとJI2リバースプライマーとを用い、クルミのDNAを鋳型として核酸増幅反応を行った場合、クルミのDNAを種に関わらず同程度の効率で増幅産物を増幅することができ、且つ、カリア属植物のDNAは増幅されない。JI2フォワードプライマーがハイブリダイズするクルミDNAのITS-2の領域にハイブリダイズすることができるプライマーAと、JI2リバースプライマーがハイブリダイズするクルミDNAのITS-2の領域にハイブリダイズすることができるプライマーBとを含む本実施形態に係るプライマーセットを用いた場合にも、同様に、カリア属植物のDNAを増幅せずに、クルミのDNAを種に関わらず同程度の効率で増幅産物を増幅することが可能である。 The JI2 forward primer (consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO:1) contains a base common to Juglans but different to Caria at position 21 of the 3' end, which has a large effect on specificity. The JI2 reverse primer (consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO:2) contains a base common to Juglans but different to Caria at position 19 of the 3' end, which has a large effect on specificity, and also at positions 10 and 11. Therefore, when a nucleic acid amplification reaction is performed using walnut DNA as a template with the JI2 forward primer and the JI2 reverse primer, the walnut DNA can be amplified with the same efficiency regardless of the species, and the DNA of Caria plants is not amplified. Similarly, when using the primer set according to this embodiment, which includes primer A capable of hybridizing to the ITS-2 region of walnut DNA to which the JI2 forward primer hybridizes, and primer B capable of hybridizing to the ITS-2 region of walnut DNA to which the JI2 reverse primer hybridizes, it is possible to amplify the amplification product of walnut DNA with the same efficiency regardless of the species, without amplifying the DNA of Caria plants.
なお図4では比較のために、非特許文献5に記載のWalITSフォワードプライマー(配列番号4)とWalITSリバースプライマー(配列番号5)のITS-2塩基配列上の対応位置を示す。これらのプライマーは3’末端の塩基がクルミ属とカリア属の共通した塩基である。このため、これらのプライマーを用いた核酸増幅反応では、カリア属植物のDNAを誤って増幅する可能性があり、クルミの検出の目的では好ましくないと考えられる。 For comparison, Figure 4 also shows the corresponding positions on the ITS-2 base sequence of the WalITS forward primer (SEQ ID NO: 4) and WalITS reverse primer (SEQ ID NO: 5) described in Non-Patent Document 5. The base at the 3' end of these primers is a common base between the Juglans and Caria genera. For this reason, nucleic acid amplification reactions using these primers may erroneously amplify DNA from Caria plants, which is considered undesirable for the purpose of detecting walnuts.
続いて、プライマーA及びプライマーBのより好ましい実施形態について説明する。
プライマーAにおけるオリゴヌクレオチドは、塩基配列A1、塩基配列A2、塩基配列A3及び塩基配列A4から選択される塩基配列Aを3’末端に含むものであればよく、塩基配列Aの5’末端側に付加された他の塩基配列を含んでいてもよいし、塩基配列Aのみからなるものであってもよい。プライマーAにおけるオリゴヌクレオチドの長さ(塩基数)は特に限定されないが、通常は35塩基以下、好ましくは30塩基以下、より好ましくは28塩基以下、より好ましくは26塩基以下、より好ましくは25塩基以下である。プライマーAは、前記オリゴヌクレオチドのみからなるものであってもよいし、前記オリゴヌクレオチドに標識物質、タグ等の他の要素が連結されたものであってもよい。前記他の要素は前記オリゴヌクレオチドのどの位置に連結されていてもよいが、前記オリゴヌクレオチドの5’末端に連結されていることが特に好ましい。
塩基配列A1は、配列番号1に示す塩基配列を指す。
Next, more preferred embodiments of the primer A and the primer B will be described.
The oligonucleotide in primer A may contain a base sequence A selected from base sequence A1, base sequence A2, base sequence A3, and base sequence A4 at the 3' end, and may contain other base sequences added to the 5' end side of base sequence A, or may consist of only base sequence A. The length (number of bases) of the oligonucleotide in primer A is not particularly limited, but is usually 35 bases or less, preferably 30 bases or less, more preferably 28 bases or less, more preferably 26 bases or less, and more preferably 25 bases or less. Primer A may consist of the oligonucleotide alone, or may be the oligonucleotide to which other elements such as a labeling substance or a tag are linked. The other elements may be linked to any position of the oligonucleotide, but it is particularly preferred that they are linked to the 5' end of the oligonucleotide.
The base sequence A1 refers to the base sequence shown in SEQ ID NO:1.
塩基配列A2は、塩基配列A1と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列A2は、塩基配列A1と、少なくとも、塩基配列A1(配列番号1)の第21位の塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列A2は、その3’末端塩基から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上、より好ましくは20塩基以上の部分塩基配列A2-3’が、塩基配列A1(配列番号1)の3’末端塩基(配列番号1の第21位塩基)から連続した同塩基数の部分塩基配列A1-3’と同一であり、塩基配列A2の、部分塩基配列A2-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列A2-5’が、塩基配列A1の、部分塩基配列A1-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列A1-5’と相同である。 The base sequence A2 is a base sequence homologous to the base sequence A1. Preferably, the base sequence A2 is identical to the base sequence A1 at least in the base at position 21 of the base sequence A1 (SEQ ID NO: 1). More preferably, the partial base sequence A2-3' of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, more preferably 20 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence A2 is identical to the partial base sequence A1-3' of the same number of consecutive bases from the 3'-terminal base (the 21st base of SEQ ID NO: 1) of the base sequence A1 (SEQ ID NO: 1), and the remaining partial base sequence A2-5' of the base sequence A2 on the 5'-terminal side of the partial base sequence A2-3' is homologous to the remaining partial base sequence A1-5' of the base sequence A1 on the 5'-terminal side of the partial base sequence A1-3'.
塩基配列A3は、塩基配列A1(配列番号1)のうち、3’末端塩基(すなわち配列番号1の第21位塩基)から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上、より好ましくは20塩基以上の部分塩基配列である。 The base sequence A3 is a partial base sequence of the base sequence A1 (SEQ ID NO: 1) consisting of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, more preferably 20 or more consecutive bases, starting from the 3'-terminal base (i.e., the 21st base of SEQ ID NO: 1).
塩基配列A4は、塩基配列A3と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列A4は、塩基配列A3と、少なくとも、塩基配列A1(配列番号1)の第21位に相当する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列A4は、その3’末端塩基から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上、より好ましくは20塩基以上の部分塩基配列A4-3’が、塩基配列A3の3’末端塩基(配列番号1の第21位塩基に対応する)から連続した同塩基数の部分塩基配列A3-3’と同一であり、塩基配列A4の、部分塩基配列A4-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列A4-5’が、塩基配列A3の、部分塩基配列A3-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列A3-5’と相同である。 The base sequence A4 is a base sequence homologous to the base sequence A3. Preferably, the base sequence A4 is identical to the base sequence A3 at least in the base corresponding to the 21st position of the base sequence A1 (SEQ ID NO: 1). More preferably, the partial base sequence A4-3' of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, more preferably 20 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence A4 is identical to the partial base sequence A3-3' of the same number of consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence A3 (corresponding to the 21st base of SEQ ID NO: 1), and the remaining partial base sequence A4-5' of the base sequence A4 on the 5'-terminal side of the partial base sequence A4-3' is homologous to the remaining partial base sequence A3-5' of the base sequence A3 on the 5'-terminal side of the partial base sequence A3-3'.
プライマーBにおけるオリゴヌクレオチドは、塩基配列B1、塩基配列B2、塩基配列B3及び塩基配列B4から選択される塩基配列Bを3’末端に含むものであればよく、塩基配列Bの5’末端側に付加された他の塩基配列を含んでいてもよいし、塩基配列Bのみからなるものであってもよい。プライマーBにおけるオリゴヌクレオチドの長さ(塩基数)は特に限定されないが、通常は30塩基以下、好ましくは28塩基以下、より好ましくは25塩基以下、より好ましくは23塩基以下、より好ましくは20塩基以下である。プライマーBは、前記オリゴヌクレオチドのみからなるものであってもよいし、前記オリゴヌクレオチドに標識物質、タグ等の他の要素が連結されたものであってもよい。前記他の要素は前記オリゴヌクレオチドのどの位置に連結されていてもよいが、前記オリゴヌクレオチドの5’末端に連結されていることが特に好ましい。
塩基配列B1は、配列番号2に示す塩基配列を指す。
The oligonucleotide in primer B may contain a base sequence B selected from base sequence B1, base sequence B2, base sequence B3, and base sequence B4 at the 3' end, and may contain other base sequences added to the 5' end side of base sequence B, or may consist of only base sequence B. The length (number of bases) of the oligonucleotide in primer B is not particularly limited, but is usually 30 bases or less, preferably 28 bases or less, more preferably 25 bases or less, more preferably 23 bases or less, and more preferably 20 bases or less. Primer B may consist of the oligonucleotide alone, or may be an oligonucleotide to which other elements such as a labeling substance or a tag are linked. The other elements may be linked to any position of the oligonucleotide, but it is particularly preferred that they are linked to the 5' end of the oligonucleotide.
The base sequence B1 refers to the base sequence shown in SEQ ID NO:2.
塩基配列B2は、塩基配列B1と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列B2は、少なくとも、塩基配列B1と、塩基配列B1(配列番号2)の第19位、第11位及び第10位の塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列B2は、その3’末端塩基から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは11塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列B2-3’が、塩基配列B1(配列番号2)の3’末端塩基(配列番号2の第19位塩基)から連続した同塩基数の部分塩基配列B1-3’と同一であり、塩基配列B2の、部分塩基配列B2-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列B2-5’が、塩基配列B1の、部分塩基配列B1-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列B1-5’と相同である。 The base sequence B2 is a base sequence homologous to the base sequence B1. Preferably, the bases of the base sequence B2 at least at positions 19, 11, and 10 of the base sequence B1 (SEQ ID NO: 2) are identical to those of the base sequence B1. More preferably, the partial base sequence B2-3' of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 11 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence B2 is identical to the partial base sequence B1-3' of the same number of consecutive bases from the 3'-terminal base (the 19th base of SEQ ID NO: 2) of the base sequence B1 (SEQ ID NO: 2), and the remaining partial base sequence B2-5' of the base sequence B2 on the 5'-terminal side of the partial base sequence B2-3' is homologous to the remaining partial base sequence B1-5' of the base sequence B1 on the 5'-terminal side of the partial base sequence B1-3'.
塩基配列B3は、塩基配列B1(配列番号2)のうち、3’末端塩基(すなわち配列番号2の第19位塩基)から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは11塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列である。 Base sequence B3 is a partial base sequence of base sequence B1 (SEQ ID NO:2) consisting of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 11 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, starting from the 3'-terminal base (i.e., the 19th base of SEQ ID NO:2).
塩基配列B4は、塩基配列B3と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列B4は、少なくとも、塩基配列B3と、塩基配列B1(配列番号2)の第19位、第11位及び第10位に相当する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列B4は、その3’末端塩基から連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは11塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列B4-3’が、塩基配列B3の3’末端塩基(配列番号2の第19位塩基に対応する塩基)から連続した同塩基数の部分塩基配列B3-3’と同一であり、塩基配列B4の、部分塩基配列B4-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列B4-5’が、塩基配列B3の、部分塩基配列B3-3’の5’末端側の残りの部分塩基配列B3-5’と相同である。 The base sequence B4 is a base sequence homologous to the base sequence B3. Preferably, the bases of the base sequence B4 are identical to those of the base sequence B3 at least in the bases corresponding to the 19th, 11th, and 10th positions of the base sequence B1 (SEQ ID NO: 2). More preferably, the partial base sequence B4-3' of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 11 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence B4 is identical to the partial base sequence B3-3' of the same number of consecutive bases from the 3'-terminal base of the base sequence B3 (the base corresponding to the 19th base of SEQ ID NO: 2), and the remaining partial base sequence B4-5' of the base sequence B4 on the 5'-terminal side of the partial base sequence B4-3' is homologous to the remaining partial base sequence B3-5' of the base sequence B3 on the 5'-terminal side of the partial base sequence B3-3'.
上記のプライマーA及びプライマーBを含むクルミを検出するためのプライマーセットには、更にプローブを含めることができる。プローブはプライマーA及びプライマーBを用いた核酸増幅反応により増幅された増幅産物中の標的配列の少なくとも一部の領域にストリンジェントな条件下で結合する(ハイブリダイズする)ことができるオリゴヌクレオチドを含むものであればよい。 The primer set for detecting walnuts, which includes the above-mentioned primer A and primer B, may further include a probe. The probe may include an oligonucleotide that can bind (hybridize) under stringent conditions to at least a partial region of the target sequence in the amplification product amplified by the nucleic acid amplification reaction using primer A and primer B.
プローブは、オリゴヌクレオチドのみからなるものであってもよいし、オリゴヌクレオチドに蛍光物質(例えば、FAMTM、TETTM、VICTM、HEXTM、NEDTM、PET等)及び/又は消光物質(クエンチャー)(例えば、TAMRATM、ROXTM、MGB、BHQ(Black Hole Quencher)TM、BBQ(Blackberry Quencher)TM等)で標識されていてもよい。このように標識されたプローブはTaqManTMプローブとも称される。好ましくは、オリゴヌクレオチドの一方の端に蛍光物質が連結され他方の端に消光物質が連結される。 The probe may consist of only an oligonucleotide, or the oligonucleotide may be labeled with a fluorescent substance (e.g., FAM ™ , TET ™ , VIC ™ , HEX ™ , NED ™ , PET, etc.) and/or a quencher (e.g., TAMRA ™ , ROX ™ , MGB, BHQ (Black Hole Quencher) ™ , BBQ (Blackberry Quencher) ™ , etc.). A probe labeled in this manner is also called a TaqMan ™ probe. Preferably, a fluorescent substance is linked to one end of the oligonucleotide and a quencher is linked to the other end.
プローブは、より好ましくは、
(C1)配列番号3に示す塩基配列C1、
(C2)塩基配列C1と相同な塩基配列C2、
(C3)塩基配列C1のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C3、
(C4)塩基配列C3と相同な塩基配列C4、
(C5)塩基配列C1と相補的な塩基配列C5、
(C6)塩基配列C5と相同な塩基配列C6、
(C7)塩基配列C5のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C7、
(C8)塩基配列C5と相同な塩基配列C8
(C9)配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C9、及び、
(C10)塩基配列C9と相補的な塩基配列C10
から選択される塩基配列Cを含むオリゴヌクレオチドを含むプローブCである。
The probe is more preferably
(C1) the base sequence C1 shown in SEQ ID NO: 3,
(C2) a base sequence C2 homologous to the base sequence C1;
(C3) a base sequence C3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C1;
(C4) a base sequence C4 homologous to the base sequence C3;
(C5) a base sequence C5 complementary to the base sequence C1;
(C6) a base sequence C6 homologous to the base sequence C5;
(C7) a base sequence C7 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C5;
(C8) A base sequence C8 that is homologous to the base sequence C5
(C9) a base sequence C9 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases among the base sequence complementary to positions 22 to 45 of SEQ ID NO: 7; and
(C10) A base sequence C10 complementary to the base sequence C9
and probe C comprising an oligonucleotide comprising a base sequence C selected from the group consisting of:
配列表、図4及び実施例の表1を参照して、プローブCが、クルミの種に関わらずプライマーA及びプライマーBによるクルミDNAの増幅産物に同程度の効率で結合することができることの理由を説明する。 With reference to the sequence table, Figure 4, and Table 1 in the Examples, we explain why probe C can bind to the amplification products of walnut DNA using primers A and B with similar efficiency regardless of the walnut species.
プローブCの具体例として、配列番号3に示す塩基配列C1からなるオリゴヌクレオチドからなる、実施例に記載の「JI2プローブ」が挙げられる。図4に示すように、JI2プローブは、Juglans regiaのDNAのITS-2の塩基配列(AF303809.1)の一部である配列番号7の第26~45位の塩基配列の逆相補配列である。JI2プローブは、プライマーA及びプライマーBによるクルミDNAの増幅産物のうち、配列番号7の第26~45位に相当する塩基配列にハイブリダイズすることができる。 A specific example of probe C is the "JI2 probe" described in the Examples, which is composed of an oligonucleotide consisting of the base sequence C1 shown in SEQ ID NO: 3. As shown in FIG. 4, the JI2 probe is the reverse complementary sequence of the base sequence from positions 26 to 45 of SEQ ID NO: 7, which is part of the base sequence (AF303809.1) of ITS-2 DNA of Juglans regia. The JI2 probe can hybridize to the base sequence corresponding to positions 26 to 45 of SEQ ID NO: 7 in the amplification product of walnut DNA using primers A and B.
また、図4に示す通り、Juglans regiaのITS-2の配列番号7に示す標的領域のうち第33位、第43位は、クルミ属に共通しカリア属では異なる塩基(一重下線で示す)であり、第46位、第49位はクルミ属内で多型のある塩基(二重下線で示す)である。 As shown in Figure 4, the 33rd and 43rd positions in the target region shown in SEQ ID NO:7 of ITS-2 of Juglans regia are bases that are common to the genus Juglans but different in the genus Carya (indicated by single underlining), and the 46th and 49th positions are bases that are polymorphic within the genus Juglans (indicated by double underlining).
JI2プローブ(配列番号3に示す塩基配列からなる)は、Juglans regiaのITS-2の配列番号7に示す塩基配列のうち第26~45位に相当する塩基配列にハイブリダイズするため、クルミの種に関わらずプライマーA及びプライマーBによるクルミDNAの増幅産物に同程度の効率でハイブリダイズすることができる。同様に、JI2プローブがハイブリダイズするクルミDNAのITS-2の領域又はその相補鎖にハイブリダイズすることができる他のプライマーCもまた、クルミの種に関わらずプライマーA及びプライマーBによるクルミDNAの増幅産物に同程度の効率でハイブリダイズすることができる。 The JI2 probe (consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO:3) hybridizes to the base sequence corresponding to positions 26 to 45 of the base sequence shown in SEQ ID NO:7 of ITS-2 of Juglans regia, and can therefore hybridize with the same degree of efficiency to the amplification products of walnut DNA using primers A and B, regardless of the species of walnut. Similarly, another primer C that can hybridize to the region of ITS-2 of walnut DNA to which the JI2 probe hybridizes, or its complementary strand, can also hybridize with the same degree of efficiency to the amplification products of walnut DNA using primers A and B, regardless of the species of walnut.
なお図4では比較のために、非特許文献5に記載のWalITSプローブ(配列番号6)のITS-2塩基配列上の対応位置を示す。WalITSプローブは、クルミ属内で多型のある配列番号7の第46位及び第49位の塩基にハイブリダイズする部分を含んでいる。このため核酸増幅反応による増幅産物の検出にWalITSプローブを用いる場合、クルミ属の種間で検出感度が異なる可能性があり好ましくないと考えられる。 For comparison, Figure 4 also shows the corresponding position on the ITS-2 base sequence of the WalITS probe (SEQ ID NO: 6) described in Non-Patent Document 5. The WalITS probe contains a portion that hybridizes to bases at positions 46 and 49 of SEQ ID NO: 7, which are polymorphic within the genus Juglans. For this reason, when using the WalITS probe to detect amplification products by nucleic acid amplification reaction, there is a possibility that the detection sensitivity will differ between species of the genus Juglans, and this is considered undesirable.
続いて、プローブCのより好ましい実施形態について説明する。
プローブCにおけるオリゴヌクレオチドは、塩基配列C1、塩基配列C2、塩基配列C3、塩基配列C4、塩基配列C5、塩基配列C6、塩基配列C7及び塩基配列C8から選択される塩基配列Cを少なくとも一部に含むものであればよく、塩基配列Cの3’末端側及び/又は5’末端側(好ましくは5’末端側のみ)に付加された他の塩基配列を含んでいてもよいし、塩基配列Cのみからなるものであってもよい。プローブCにおけるオリゴヌクレオチドの長さ(塩基数)は特に限定されないが、通常は30塩基以下、好ましくは28塩基以下、より好ましくは25塩基以下である。プローブCは、前記オリゴヌクレオチドのみからなるものであってもよいが、好ましくは、前記オリゴヌクレオチドに、前記蛍光物質及び/又は前記消光物質が連結されたものである。
塩基配列C1は、配列番号3に示す塩基配列を指す。
Next, a more preferred embodiment of the probe C will be described.
The oligonucleotide in the probe C may contain at least a part of the base sequence C selected from the base sequence C1, base sequence C2, base sequence C3, base sequence C4, base sequence C5, base sequence C6, base sequence C7, and base sequence C8, and may contain other base sequences added to the 3'-end and/or 5'-end (preferably only the 5'-end) of the base sequence C, or may consist of only the base sequence C. The length (number of bases) of the oligonucleotide in the probe C is not particularly limited, but is usually 30 bases or less, preferably 28 bases or less, and more preferably 25 bases or less. The probe C may consist of only the oligonucleotide, but preferably the fluorescent substance and/or the quencher is linked to the oligonucleotide.
The base sequence C1 refers to the base sequence shown in SEQ ID NO:3.
塩基配列C2は、塩基配列C1と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列C2は、少なくとも、塩基配列C1と、塩基配列C1(配列番号3)の第3位及び第13位の塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列C2は、連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列C2-1が、塩基配列C1(配列番号3)の対応する部分塩基配列C1-1と同一であり、塩基配列C2の、部分塩基配列C2-1以外の残りの部分塩基配列が、塩基配列C1の、部分塩基配列C1-1以外の残りの部分塩基配列と相同である。 The base sequence C2 is a base sequence homologous to the base sequence C1. Preferably, the bases of the base sequence C2 are identical to those of the base sequence C1 at least in the third and thirteenth positions of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3). More preferably, the base sequence C2 has a partial base sequence C2-1 of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, which is identical to the corresponding partial base sequence C1-1 of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3), and the remaining partial base sequence of the base sequence C2 other than the partial base sequence C2-1 is homologous to the remaining partial base sequence of the base sequence C1 other than the partial base sequence C1-1.
塩基配列C3は、塩基配列C1(配列番号3)のうち連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列である。塩基配列C3は、塩基配列C1(配列番号3)のうち少なくとも第3位及び第13位の塩基を含む部分塩基配列であることが好ましい。 The base sequence C3 is a partial base sequence of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3) that is 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases. It is preferable that the base sequence C3 is a partial base sequence that includes at least the bases at positions 3 and 13 of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3).
塩基配列C4は、塩基配列C3と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列C4は、少なくとも、塩基配列C3と、塩基配列C1(配列番号3)の第3位及び第13位に相当する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列C4は、連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列C4-1が、塩基配列C3の対応する部分塩基配列C3-1と同一であり、塩基配列C4の、部分塩基配列C4-1以外の残りの部分塩基配列が、塩基配列C3の、部分塩基配列C3-1以外の残りの部分塩基配列と相同である。
塩基配列C5は、配列番号3に示す塩基配列C1と相補的な塩基配列を指す。
The base sequence C4 is a base sequence homologous to the base sequence C3. Preferably, the base sequence C4 is identical to the base sequence C3 at least in the bases corresponding to the 3rd and 13th positions of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3). More preferably, the base sequence C4 has a partial base sequence C4-1 of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, which is identical to the corresponding partial base sequence C3-1 of the base sequence C3, and the remaining partial base sequence of the base sequence C4 other than the partial base sequence C4-1 is homologous to the remaining partial base sequence of the base sequence C3 other than the partial base sequence C3-1.
The base sequence C5 is a base sequence complementary to the base sequence C1 shown in SEQ ID NO:3.
塩基配列C6は、塩基配列C5と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列C6は、少なくとも、塩基配列C5と、塩基配列C1(配列番号3)の第3位及び第13位の塩基に対応する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列C6は、連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列C6-1が、塩基配列C5の対応する部分塩基配列C5-1と同一であり、塩基配列C6の、部分塩基配列C6-1以外の残りの部分塩基配列が、塩基配列C5の、部分塩基配列C5-1以外の残りの部分塩基配列と相同である。 The base sequence C6 is a base sequence homologous to the base sequence C5. Preferably, the bases of the base sequence C6 are identical to those of the base sequence C5 at least in the bases corresponding to the bases at positions 3 and 13 of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3). More preferably, the base sequence C6 has a partial base sequence C6-1 of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, which is identical to the corresponding partial base sequence C5-1 of the base sequence C5, and the remaining partial base sequence of the base sequence C6 other than the partial base sequence C6-1 is homologous to the remaining partial base sequence of the base sequence C5 other than the partial base sequence C5-1.
塩基配列C7は、塩基配列C5のうち連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列である。塩基配列C7は、塩基配列C5のうち、塩基配列C1(配列番号3)の第3位及び第13位の塩基に対応する塩基を含む部分塩基配列であることが好ましい。 The base sequence C7 is a partial base sequence of the base sequence C5, which is 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases. It is preferable that the base sequence C7 is a partial base sequence of the base sequence C5, which includes bases corresponding to the bases at the 3rd and 13th positions of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3).
塩基配列C8は、塩基配列C7と相同な塩基配列である。好ましくは、塩基配列C8は、少なくとも、塩基配列C7と、塩基配列C1(配列番号3)の第3位及び第13位に対応する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列C8は、連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列C8-1が、塩基配列C7の対応する部分塩基配列C7-1と同一であり、塩基配列C8の、部分塩基配列C8-1以外の残りの部分塩基配列が、塩基配列C7の、部分塩基配列C7-1以外の残りの部分塩基配列と相同である。 The base sequence C8 is a base sequence homologous to the base sequence C7. Preferably, the bases of the base sequence C8 are identical to those of the base sequence C7 at least in the bases corresponding to the third and thirteenth positions of the base sequence C1 (SEQ ID NO: 3). More preferably, the base sequence C8 has a partial base sequence C8-1 of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, which is identical to the corresponding partial base sequence C7-1 of the base sequence C7, and the remaining partial base sequence of the base sequence C8 other than the partial base sequence C8-1 is homologous to the remaining partial base sequence of the base sequence C7 other than the partial base sequence C7-1.
塩基配列C9は、配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列のうち連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列である。塩基配列C9は、配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列のうち、5’末端から第3位及び第13位の塩基を少なくとも含む部分塩基配列であることが好ましい。 The base sequence C9 is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more consecutive bases, more preferably 10 or more consecutive bases, more preferably 15 or more consecutive bases, more preferably 17 or more consecutive bases, of the base sequence complementary to positions 22 to 45 of SEQ ID NO: 7. The base sequence C9 is preferably a partial base sequence of the base sequence complementary to positions 22 to 45 of SEQ ID NO: 7, including at least the 3rd and 13th bases from the 5' end.
塩基配列C10は、塩基配列C9と相補的な塩基配列である。好ましくは、塩基配列C10は、少なくとも、塩基配列C9と、配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列の、5’末端から第3位及び、第13位に相当する塩基は同一である。より好ましくは、塩基配列C10は、連続した5塩基以上、好ましくは8塩基以上、より好ましくは10塩基以上、より好ましくは15塩基以上、より好ましくは17塩基以上の部分塩基配列C10-1が、塩基配列C9の対応する部分塩基配列C9-1と同一であり、塩基配列C10の、部分塩基配列C10-1以外の残りの部分塩基配列が、塩基配列C9の、部分塩基配列C9-1以外の残りの部分塩基配列と相同である。 The base sequence C10 is a base sequence complementary to the base sequence C9. Preferably, the base sequence C10 is identical to the base sequence C9 in at least the bases corresponding to the third and thirteenth positions from the 5' end of the base sequence complementary to the 22nd to 45th positions of SEQ ID NO:7. More preferably, the base sequence C10 has a partial base sequence C10-1 of 5 or more consecutive bases, preferably 8 or more bases, more preferably 10 or more bases, more preferably 15 or more bases, more preferably 17 or more bases, which is identical to the corresponding partial base sequence C9-1 of the base sequence C9, and the remaining partial base sequence of the base sequence C10 other than the partial base sequence C10-1 is homologous to the remaining partial base sequence of the base sequence C9 other than the partial base sequence C9-1.
上記のプライマーA、プライマーB又はプローブに含まれるオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの合成法として当技術分野で公知の方法、例えば、ホスホトリエチル法、ホスホジエステル法等により、通常用いられるDNA自動合成装置を利用して合成することができる。 The oligonucleotides contained in the above primer A, primer B or probe can be synthesized by a method known in the art for synthesizing oligonucleotides, such as the phosphotriethyl method or the phosphodiester method, using a commonly used automated DNA synthesizer.
本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセットは上記の各要素が、それぞれ別個の容器に収容されていてもよいし、また一回の使用及び使用量ごとに容器に収容されていてもよい。あるいは、複数回分の量が一つの容器に収容されていてもよい(使用者は一回の使用に必要な量を取り出して用いることができる)。上記の各要素は乾燥形態で容器に収容されていてもよいし、適当な溶媒中に溶解した形態で容器に収容されていてもよい。 In the primer set according to one or more embodiments of the present invention, each of the above elements may be contained in a separate container, or each element may be contained in a container for a single use and the amount to be used. Alternatively, an amount sufficient for multiple uses may be contained in one container (a user can take out and use the amount required for one use). Each of the above elements may be contained in a container in a dry form, or in a form dissolved in an appropriate solvent.
本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセットは、dNTPミックス、DNAポリメラーゼ、SYBR(登録商標)Green I、塩化マグネシウム、及び使用説明書より選択される一以上の要素を含めることができる。 The primer set according to one or more embodiments of the present invention can include one or more elements selected from a dNTP mix, a DNA polymerase, SYBR® Green I, magnesium chloride, and instructions for use.
本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセットは、食物アレルゲンを検出するための一以上の別のプライマーセットと組み合わせて、食物アレルゲン検出用キットとしてもよい。 The primer set according to one or more embodiments of the present invention may be combined with one or more other primer sets for detecting food allergens to form a kit for detecting food allergens.
前記食物アレルゲンを検出するための一以上の別のプライマーセットとしては、小麦、そば、落花生等の食物アレルゲンを検出するための一以上のプライマーセットが挙げられる。小麦を検出するためのプライマーセット、そばを検出するためのプライマーセット、及び/又は落花生を検出するためのプライマーセットとしては、特許文献1(特開2016-101142号公報)に記載のプライマーセットが好ましい。本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセットは、特許文献1に記載の、小麦、そば及び落花生を検出するための共通のPCR条件でのリアルタイムPCR法によりクルミDNAの増幅と検出が可能である。このため、本発明の一以上の実施形態に係るプライマーセットを用いることによって、小麦及、そば及び/又は落花生検出用のPCR条件下にて、クルミの検出を行うことが可能である。このため、小麦及、そば及び/又は落花生、並びにクルミの検出を、同一条件下にて同時に進めることができ、分析の手間を少なくすることができる。 The one or more other primer sets for detecting food allergens include one or more primer sets for detecting food allergens such as wheat, buckwheat, and peanuts. As the primer set for detecting wheat, the primer set for detecting buckwheat, and/or the primer set for detecting peanuts, the primer set described in Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 2016-101142) is preferred. The primer set according to one or more embodiments of the present invention is capable of amplifying and detecting walnut DNA by a real-time PCR method under common PCR conditions for detecting wheat, buckwheat, and peanuts as described in Patent Document 1. Therefore, by using the primer set according to one or more embodiments of the present invention, it is possible to detect walnuts under PCR conditions for detecting wheat, buckwheat, and/or peanuts. Therefore, the detection of wheat, buckwheat, and/or peanuts, and walnuts can be carried out simultaneously under the same conditions, which reduces the effort required for analysis.
<3.試料中のクルミを検出する方法>
本発明の一以上の実施形態に係る、試料中のクルミを検出する方法は、
前記試料に由来するDNAを鋳型とし、クルミを検出するための前記プライマーセットを用いて核酸増幅反応を行うこと、及び
前記核酸増幅反応による増幅産物を検出すること
を含むことを特徴とする。
3. How to detect walnuts in a sample
According to one or more embodiments of the present invention, a method for detecting walnuts in a sample comprises the steps of:
The method includes: performing a nucleic acid amplification reaction using DNA derived from the sample as a template and the primer set for detecting walnuts; and detecting an amplification product obtained by the nucleic acid amplification reaction.
前記試料は、好ましくは飲食品試料である。飲食品試料とは、飲食品組成物、飲食品組成物の原料、加工途中の飲食品原料、或いは、これらの処理物(例えば抽出物、粉砕物、溶解物)等を含む試料であってよい。このクルミの検出方法で得られた結果は、アレルギー表示の正しさの確認や、アレルギー表示をするべきか否かの判断材料に用いることができる。
検出対象となるクルミの範囲は既述の通りである。
The sample is preferably a food or drink sample. The food or drink sample may be a sample containing a food or drink composition, a raw material for a food or drink composition, a raw material for a food or drink in the middle of processing, or a processed product thereof (e.g., an extract, a crushed product, a dissolved product), etc. The results obtained by this walnut detection method can be used to confirm the accuracy of allergy labeling and to determine whether or not allergy labeling should be made.
The range of walnuts to be detected is as described above.
試料からのDNAの抽出は、核酸抽出法として当業者に公知のいかなる方法を用いてもよく、例えば、フェノール/クロロホルム法、界面活性剤による細胞溶解やプロテアーゼ酵素による細胞溶解、ガラスビーズによる物理的破壊方法、凍結溶融を繰り返す処理方法、及びそれらの組合せを用いて行うことができる。また、市販のDNeasy Plant mini KitやGenomic-tip 20/G、DNeasy mericon Food Kit(いずれもQIAGEN社)、GM quicker 4(ニッポンジーン社)等の各種DNA抽出キットを用いてもよい。 DNA can be extracted from a sample using any method known to those skilled in the art as a nucleic acid extraction method, such as the phenol/chloroform method, cell lysis with a surfactant or protease enzyme, physical destruction using glass beads, repeated freezing and thawing, or a combination of these. In addition, various commercially available DNA extraction kits such as DNeasy Plant mini Kit, Genomic-tip 20/G, DNeasy mericon Food Kit (all from QIAGEN), and GM quicker 4 (Nippon Gene) can also be used.
抽出されたDNAの濃度および精製度は、分光光度計を用いて波長230、260、及び280nmにおける吸光度を測定することにより評価することができる。
例えば抽出されたDNAの濃度は、下記式を用いて算出することができる。
DNA濃度(ng/μL)=波長260nmにおける吸光度×50
The concentration and purity of the extracted DNA can be evaluated by measuring the absorbance at wavelengths of 230, 260, and 280 nm using a spectrophotometer.
For example, the concentration of extracted DNA can be calculated using the following formula:
DNA concentration (ng/μL) = absorbance at a wavelength of 260 nm × 50
DNAの精製度は、核酸増幅反応が良好に行われるべく260/230nmの吸光度比が2.0以上、260/280nmの吸光度比が1.8~2.0であることが好ましい。 The degree of purification of DNA is preferably such that the absorbance ratio at 260/230 nm is 2.0 or more, and the absorbance ratio at 260/280 nm is 1.8 to 2.0, so that the nucleic acid amplification reaction can proceed smoothly.
さらに、抽出されたDNAについて、植物又は動物が共通に持つ内在性遺伝子に対するプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行い、増幅産物が得られることを確認してもよい。 Furthermore, the extracted DNA may be subjected to a nucleic acid amplification reaction using a primer set for an endogenous gene shared by plants or animals, and it may be confirmed that an amplified product is obtained.
試料から抽出されたDNAは、消費者庁が情報提供する「アレルギー物質を含む食品の検査方法について」に記載されるDNAの調製方法に基づいて適宜濃度を調整することができる。濃度調整したDNAは、適宜鋳型DNAとして利用することができる。好ましくは5~500ngとなる量にて、より好ましくは50ngとなる量にて鋳型DNAとして利用する(この量は、消費者庁が情報提供する「アレルギー物質を含む食品の検査方法について」にて特定される量である)。 The concentration of DNA extracted from the sample can be adjusted appropriately based on the DNA preparation method described in the information provided by the Consumer Affairs Agency, "About testing methods for foods containing allergens." The DNA with the adjusted concentration can be used as template DNA as appropriate. It is preferably used as template DNA in an amount of 5 to 500 ng, more preferably 50 ng (this amount is specified in the information provided by the Consumer Affairs Agency, "About testing methods for foods containing allergens").
核酸増幅反応は、耐熱性ポリメラーゼを用いる核酸増幅反応であってもよいし、鎖置換型ポリメラーゼを用いる核酸増幅反応であってもよい。ポリメラーゼは好ましくはDNAポリメラーゼである。 The nucleic acid amplification reaction may be a nucleic acid amplification reaction using a heat-stable polymerase or a nucleic acid amplification reaction using a strand-displacing polymerase. The polymerase is preferably a DNA polymerase.
DNAポリメラーゼを用いる核酸増幅反応法としてはポリメラーゼ連鎖反応法(PCR法)が挙げられる。 An example of a nucleic acid amplification reaction method that uses DNA polymerase is the polymerase chain reaction (PCR).
PCR法は、例えばSaiki RK,et al.,Science,230:1350-1354(1985)や植物細胞工学別冊、植物のPCR実験プロトコル、島本功・佐々木卓治監修(1995年)等に記載されている通常の方法に基づいて行うことができる。PCR条件(変性、アニーリング、伸長の各ステップの温度及び時間、ならびにサイクル数等)、PCR反応液の組成(緩衝液の種類、プライマー濃度、DNAポリメラーゼの種類や濃度、dNTP濃度、塩化マグネシウム濃度等)は、前記プライマーセットを用いたPCRにおいて高感度でPCR増幅産物が得られるような条件を予備実験等により当業者であれば適切に選択及び設定することができる。DNAポリメラーゼ、dNTP濃度、塩化マグネシウム濃度等がほぼ最適化されたPCR用マスターミックス等が市販されており、これらを利用してもよい。 The PCR method can be carried out based on the usual method described in, for example, Saiki RK, et al., Science, 230: 1350-1354 (1985) or Plant Cell Engineering Special Issue, Plant PCR Experimental Protocol, edited by Shimamoto Isao and Sasaki Takuji (1995). The PCR conditions (temperature and time for each step of denaturation, annealing, and extension, as well as the number of cycles, etc.) and the composition of the PCR reaction solution (type of buffer, primer concentration, type and concentration of DNA polymerase, dNTP concentration, magnesium chloride concentration, etc.) can be appropriately selected and set by a person skilled in the art through preliminary experiments, etc., so that a PCR amplification product can be obtained with high sensitivity in PCR using the primer set. PCR master mixes in which the DNA polymerase, dNTP concentration, magnesium chloride concentration, etc. are almost optimized are commercially available, and these may be used.
前記PCR法として、定性PCR法を利用することができる。定性PCR法においては、試料から抽出されたDNA中に含まれるクルミDNAを、プライマーA及びプライマーBを含む前記プライマーセットを利用するPCRにより増幅し、それを電気泳動により分離、染色することで検出することができる。 Qualitative PCR can be used as the PCR method. In qualitative PCR, walnut DNA contained in DNA extracted from a sample is amplified by PCR using the primer set including primer A and primer B, and then separated and stained by electrophoresis to detect it.
プライマーA及びプライマーBを含む前記プライマーセットを用いた場合には、増幅産物の有無、好ましくは約74bpのサイズの増幅産物の有無を指標として、クルミの混入を検出することができる。クルミのITS-2配列の少なくとも一部を含む、好ましくは上記サイズの増幅産物が検出されれば、試料にクルミが混入していると判定することができ、前記増幅産物が検出されなければ、試料にクルミが混入していないと判定することができる。 When the primer set including primer A and primer B is used, the presence or absence of an amplification product, preferably an amplification product of about 74 bp in size, can be used as an indicator to detect the presence or absence of walnut contamination. If an amplification product containing at least a portion of the walnut ITS-2 sequence, preferably of the above size, is detected, it can be determined that the sample is contaminated with walnuts, and if the amplification product is not detected, it can be determined that the sample is not contaminated with walnuts.
前記プライマーセットを用いることにより高感度でのクルミの検出が可能である。下記実施例に詳述されるとおりPCR反応液25μLの系で、50fgのクルミDNAを検出することができる。この検出感度はクルミの種間で同程度である。 Using the above primer set allows for highly sensitive detection of walnuts. As detailed in the Examples below, 50 fg of walnut DNA can be detected in a 25 μL PCR reaction system. This detection sensitivity is comparable between walnut species.
前記プライマーセットは、好ましくは、プローブを更に含み、より好ましくは前記プローブCを含む。増幅産物の検出を、増幅産物とプローブとの結合を検出することにより行うことができる。プローブを用いる検出方法としては、後述するTaqManTM法によるリアルタイムPCR法が挙げられる。 The primer set preferably further includes a probe, and more preferably includes the probe C. The amplification product can be detected by detecting binding between the amplification product and the probe. An example of a detection method using a probe is a real-time PCR method using the TaqMan ™ method described below.
前記PCR法として、リアルタイムPCR法を利用することができる。 The PCR method can be a real-time PCR method.
リアルタイムPCR法は、インターカレーター法及びTaqManTM法のいずれも用いることができるが、好ましくはTaqManTM法を利用する。 For the real-time PCR method, either the intercalator method or the TaqMan ™ method can be used, but it is preferable to use the TaqMan ™ method.
インターカレーター法では、蛍光を発する化合物(例えば、SYBR(登録商標)Green I等)をPCR反応液に含むことにより、これが増幅されたDNAに結合する。これに励起光を照射することにより蛍光を発し、この蛍光強度を測定することにより、増幅産物の生成量を測定することができる。 In the intercalator method, a fluorescent compound (e.g., SYBR (registered trademark) Green I, etc.) is added to the PCR reaction solution, and this binds to the amplified DNA. When this is irradiated with excitation light, it emits fluorescence, and by measuring the intensity of this fluorescence, the amount of the amplified product produced can be measured.
一方、TaqManTM法では、蛍光物質で標識されたプローブ(TaqManTMプローブ)をPCR反応液に含むことにより、これがアニーリングステップで増幅されたDNA中の標的配列に結合(ハイブリダイズ)する。その後の伸長反応ステップで、Taq DNAポリメラーゼのもつ5’→3’エキソヌクレアーゼ活性により、DNAに結合(ハイブリダイズ)したプローブが分解され、その際、蛍光物質がプローブから遊離し蛍光を発する。この蛍光強度を測定することにより、増幅産物の生成量を測定することができる。リアルタイムPCRを行う装置は特に限定されず、ABI PRISM 7900HT(ライフテクノロジーズ社)、LightCycler 96(ロシュ・ダイアグノスティクス社)等、リアルタイムPCRを可能とする様々な機種を用いることができ、特に限定はされない。 On the other hand, in the TaqMan TM method, a probe (TaqMan TM probe) labeled with a fluorescent substance is included in the PCR reaction solution, and this binds (hybridizes) to the target sequence in the DNA amplified in the annealing step. In the subsequent extension reaction step, the probe bound (hybridized) to the DNA is decomposed by the 5'→3' exonuclease activity of Taq DNA polymerase, at which time the fluorescent substance is released from the probe and emits fluorescence. By measuring this fluorescence intensity, the amount of amplified product produced can be measured. The device for performing real-time PCR is not particularly limited, and various models that enable real-time PCR, such as ABI PRISM 7900HT (Life Technologies), LightCycler 96 (Roche Diagnostics), etc., can be used, and is not particularly limited.
リアルタイムPCR法においては、試料から抽出されたDNA中に含まれるクルミDNAを、前記プライマーセットを利用するPCRにより増幅し、上記のとおり、蛍光強度を測定することによりPCR増幅産物の生成量を測定し、増幅曲線を得る。次に、蛍光シグナルが有意に増加したサイクル数(Cq値)を指標とするか、または蛍光シグナルがサイクル数に対して指数関係にある領域で、蛍光量増加(ΔRn)の適当な閾値(Threshold)を設定し、適当なサイクル数条件下にて、増幅曲線と閾値(Threshold)が交わるサイクル数(Ct値(Threshold Cycle))を指標とすることで、クルミの混入有無を検出することができる。すなわち、適当なサイクル数条件下にて、蛍光シグナルの有意な増加が見られるか、または増幅曲線と閾値が交わる場合には、試料中にクルミが混入していることを示し、一方、蛍光シグナルの有意な増加が見られないか、または増幅曲線と閾値が交わらない場合には、試料中にクルミが混入していないことを示す。 In the real-time PCR method, the walnut DNA contained in the DNA extracted from the sample is amplified by PCR using the primer set, and the amount of PCR amplified product is measured by measuring the fluorescence intensity as described above to obtain an amplification curve. Next, the cycle number at which the fluorescence signal significantly increases (Cq value) is used as an index, or an appropriate threshold (Threshold) of the increase in the amount of fluorescence (ΔRn) is set in the region where the fluorescence signal is exponentially related to the cycle number, and the cycle number (Ct value (Threshold Cycle)) at which the amplification curve intersects with the threshold (Threshold) under appropriate cycle number conditions is used as an index to detect the presence or absence of walnut contamination. In other words, if a significant increase in the fluorescence signal is observed or the amplification curve intersects with the threshold under appropriate cycle number conditions, it indicates that walnuts are present in the sample, while if no significant increase in the fluorescence signal is observed or the amplification curve does not intersect with the threshold, it indicates that walnuts are not present in the sample.
前記プライマーセットを使用する定性PCR法又はリアルタイムPCR法と、特許文献1に記載の小麦検出用プライマーセット、そば検出用プライマーセット、及び/又は落花生検出用プライマーセットを使用する定性PCR法又はリアルタイムPCR法とは、同一の条件下でも、いずれも目的とする感度を維持しつつ、目的とする配列でのみ標的増幅産物が得られる。このため、本発明のクルミの検出方法は、特許文献1に記載の小麦の検出方法、そばの検出方法、及び/又は、落花生の検出方法と、同一の条件下にて同時に行うことができ、試料中の食物アレルゲンを、迅速かつ効率的に検出することができる。 The qualitative PCR method or real-time PCR method using the above primer set and the qualitative PCR method or real-time PCR method using the wheat detection primer set, buckwheat detection primer set, and/or peanut detection primer set described in Patent Document 1 can obtain target amplification products only in the desired sequence while maintaining the desired sensitivity, even under the same conditions. Therefore, the walnut detection method of the present invention can be performed simultaneously under the same conditions as the wheat detection method, buckwheat detection method, and/or peanut detection method described in Patent Document 1, and food allergens in a sample can be detected quickly and efficiently.
以下、実施例に基づいて本発明の具体的な実施形態を詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below based on examples, but the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
<1.目標>
クルミ定性リアルタイムPCR法を、小麦そば落花生定性リアルタイムPCR法と同じPCR温度条件で分析可能であること、及び、クルミ属(Juglans)に属するクルミを特異的に検出することができ、且つ、クルミ属の種間で感度が異ならないことを目標として行った。
1. Goals
The objectives of the walnut qualitative real-time PCR method were to enable analysis under the same PCR temperature conditions as the wheat, buckwheat, and peanut qualitative real-time PCR method, to specifically detect walnuts belonging to the genus Juglans, and to ensure that the sensitivity does not differ between species of the genus Juglans.
<2.方法>
<2.1.試料>
以下4種類の試料を市場から入手した。いずれも焙煎されていた。
殻付きカシグルミ(Juglans regia)
殻付きオニグルミ(Juglans mandshurica、またはJuglans ailanthifolia)
殻付きペカン(Carya illinoinensis)
山核桃(Carya cathayensis)の仁
2. Method
2.1. Sample
The following four types of samples were obtained from the market. All of them were roasted.
Shelled oak walnut (Juglans regia)
Shelled Japanese walnut (Juglans mandshurica, or Juglans airanthifolia)
Shelled pecans (Carya illinoinensis)
Carya cathayensis kernels
<2.2.DNA抽出>
オニグルミは殻を割って取り出した仁0.1gから、Genomic-tip 20/Gを用い、キットの説明書に従って抽出DNA溶液を得た。
2.2. DNA Extraction
The shells of Japanese walnuts were cracked and the kernels (0.1 g) were extracted with Genomic-tip 20/G according to the kit's instructions to obtain an extracted DNA solution.
カシグルミ、ペカンは殻を割って取り出した仁、それぞれ0.1g、0.5gから、GM quicker 4を用い、キットの説明書に従って抽出DNA溶液を得た。 For walnuts and pecans, 0.1 g and 0.5 g of kernels were cracked and removed from the shells, respectively, and DNA solutions were extracted using a GM Quicker 4 according to the kit's instructions.
山核桃は仁の周囲を削って得られた1.0gから、GM quicker 4を用い、キットの説明書に従って抽出DNA溶液を得た。 1.0 g of Yamanaka peach was obtained by scraping off the kernel, and an extracted DNA solution was obtained using a GM Quicker 4 according to the kit's instructions.
抽出DNA溶液のDNA濃度は微量分光光度計で定量し、TE(pH8.0)で20ng/μLに希釈した。 The DNA concentration of the extracted DNA solution was quantified using a microspectrophotometer and diluted to 20 ng/μL with TE (pH 8.0).
オニグルミ、カシグルミ抽出DNAの段階希釈溶液は、サケ精子DNA 20ng/μLを用いて10倍ずつ希釈した。終濃度がそれぞれ20pg/μL、2pg/μL、200fg/μL、20fg/μLの抽出DNA溶液をリアルタイムPCRに用いた。 The serial dilutions of the extracted DNA from Japanese walnut and oak walnut were made by diluting the DNA ten-fold with 20 ng/μL of salmon sperm DNA. The extracted DNA solutions with final concentrations of 20 pg/μL, 2 pg/μL, 200 fg/μL, and 20 fg/μL, respectively, were used for real-time PCR.
<2.3.プライマー、プローブ>
<2.4.リアルタイムPCR>
PCR反応液は、1x QuantiTect Probe PCR Master mix、0.2μMフォワードプライマーおよびリバースプライマー、0.1Mプローブを含み、2.5μLの鋳型DNA試料液を入れて全量25μLとなるように作製した。装置はLightCycler96を用いた。
<2.4. Real-time PCR>
The PCR reaction solution contained 1x QuantiTect Probe PCR Master mix, 0.2 μM forward primer and reverse primer, and 0.1 M probe, and was prepared by adding 2.5 μL of template DNA sample solution to make the total volume 25 μL. The LightCycler 96 was used as the apparatus.
PCR温度条件は、下記の3種類である。 There are three types of PCR temperature conditions:
条件1は、特許文献1(特開2016-101142号公報)に記載の、小麦、そば及び落花生を検出するための共通のPCR条件である。 Condition 1 is a common PCR condition for detecting wheat, buckwheat, and peanuts, as described in Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 2016-101142).
条件1’は、条件1のサイクル数を42サイクルから50サイクルに延ばした条件である。 Condition 1' is a condition in which the number of cycles in condition 1 is extended from 42 cycles to 50 cycles.
条件2は、比較例のプライマープローブセット(WalITS)によるPCRに最適化した条件である。 Condition 2 is the optimized condition for PCR using the comparative primer probe set (WalITS).
Cq値の算出に用いた解析条件は、LightCycler96ではデフォルトを用いた。 The analysis conditions used to calculate the Cq value were the default in LightCycler 96.
鋳型DNA試料液として前記抽出DNA液を用いた。測定試料中のDNA量は以下の通り。
カシグルミDNA、オニグルミDNA:それぞれ50pg、5pg、500fg、50fg
ペカンDNA、山核桃DNA:50ng(=5×107fg)
The extracted DNA solution was used as the template DNA sample solution. The amount of DNA in the measurement sample was as follows:
Oak walnut DNA, Japanese walnut DNA: 50 pg, 5 pg, 500 fg, 50 fg respectively
Pecan DNA, Japanese peach DNA: 50 ng (= 5 x 107 fg)
<2.5.DNA量の算出>
カシグルミDNA試料の名目DNA量のfgベースでの常用対数をx軸、得られたCq値をy軸として検量線を作成した。検量線の傾きと切片からDNA量を算出した。
DNA量(fg)=10^((試料のCq値-切片)/傾き)
2.5. Calculation of DNA amount
A calibration curve was created with the common logarithm of the nominal DNA amount of the walnut DNA sample on a fg basis on the x-axis and the obtained Cq value on the y-axis. The DNA amount was calculated from the slope and intercept of the calibration curve.
DNA amount (fg) = 10^((Cq value of sample - intercept) / slope)
<3.結果>
PCR結果から算出されたDNA量を次表に示す。
3. Results
The amounts of DNA calculated from the PCR results are shown in the following table.
実施例のプライマープローブセットを用い条件1により行ったリアルタイムPCRの増幅曲線を図1に示す。 Figure 1 shows the amplification curve of real-time PCR performed under condition 1 using the primer probe set of the example.
比較例のプライマープローブセットを用い条件1’により行ったリアルタイムPCRの増幅曲線を図2に示す。 Figure 2 shows the amplification curve of real-time PCR performed under condition 1' using the primer probe set of the comparative example.
比較例のプライマープローブセットを用い条件2により行ったリアルタイムPCRの増幅曲線を図3に示す。 Figure 3 shows the amplification curve of real-time PCR performed under condition 2 using the primer probe set of the comparative example.
実施例のプライマープローブセットを用い、特許文献1(特開2016-101142号公報)に記載の、小麦、そば及び落花生を検出するための共通のPCR条件である条件1により行ったリアルタイムPCR法により、ペカン、山核桃を誤って検出せず、且つ、オニグルミとカシグルミを検出することができた。カシグルミの検出感度に対して、オニグルミの検出感度は1/2~2倍以内であった。 Using the primer probe set of the embodiment, real-time PCR was performed under condition 1, which is a common PCR condition for detecting wheat, buckwheat, and peanuts as described in Patent Document 1 (JP Patent Publication 2016-101142 A), and was able to detect Japanese walnut and oak walnut without mistakenly detecting pecan and Japanese walnut. The detection sensitivity of Japanese walnut was within 1/2 to 2 times that of oak walnut.
比較例のプライマープローブセットを用い条件1によりリアルタイムPCR法を行った場合、42サイクルの時点で増幅産物量が閾値に達していない試料があった。そこで、比較例のプライマープローブセットを用い、サイクル数を50まで延ばした以外は条件1と同様の条件1’によりリアルタイムPCR法を行った。その結果、ペカンを誤って検出することはなかったものの、オニグルミの検出感度は、カシグルミの検出感度の約1/100であった。 When real-time PCR was performed under condition 1 using the primer probe set of the comparative example, there were samples in which the amount of amplified product did not reach the threshold value at the 42nd cycle. Therefore, real-time PCR was performed under condition 1', which was the same as condition 1, except that the number of cycles was extended to 50, using the primer probe set of the comparative example. As a result, although pecan was not erroneously detected, the detection sensitivity of Japanese walnut was approximately 1/100 of that of Japanese walnut.
比較例のプライマープローブセットを用い、比較例のプライマープローブセットの配列に応じて最適化した条件2によりリアルタイムPCR法を行ったところ、オニグルミの検出感度は、カシグルミの検出感度の約1/2程度にまで改善されたものの、増幅曲線形状がオニグルミとカシグルミで異なり、山核桃を誤って検出した(図3)。 When real-time PCR was performed using the comparative primer-probe set under condition 2, which was optimized according to the sequence of the comparative primer-probe set, the detection sensitivity of Japanese walnut was improved to about half that of Japanese walnut, but the shapes of the amplification curves differed between Japanese walnut and Japanese walnut, and Japanese walnut was mistakenly detected (Figure 3).
<4.考察>
実施例のプライマープローブセットは、特許文献1(特開2016-101142号公報)に記載の、小麦、そば及び落花生を検出するための共通のPCR条件でのリアルタイムPCR法によりクルミ属(Juglans)に属するクルミを特異的に検出することができ、且つ、クルミ属の種間で感度が異ならなかった。すなわち上記の目標が達成された。
<4. Discussion>
The primer-probe set of the embodiment was able to specifically detect walnuts belonging to the genus Juglans by real-time PCR under common PCR conditions for detecting wheat, buckwheat, and peanuts, as described in Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 2016-101142), and the sensitivity did not differ between species of the genus Juglans. In other words, the above-mentioned goal was achieved.
一方、比較例のプライマープローブセットは、小麦、そば及び落花生を検出するための共通のPCR条件、及び、最適化されたPCR条件のどちらでも、クルミ属の種間で検出感度は異なり、上記の目標を達成することはできなかった。 On the other hand, the primer probe set of the comparative example showed different detection sensitivities between Juglans species, both under common PCR conditions for detecting wheat, buckwheat, and peanuts, and under optimized PCR conditions, and the above-mentioned goal could not be achieved.
本発明は、飲食品の分野におけるアレルゲンの検出の目的で利用することができる。 The present invention can be used for the purpose of detecting allergens in the food and beverage industry.
Claims (5)
配列番号1に示す塩基配列A1を3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーA、並びに
配列番号2に示す塩基配列B1を3’末端に含むオリゴヌクレオチドを含むプライマーB
を含むプライマーセット。 A primer set for detecting walnuts,
Primer A comprising an oligonucleotide containing the base sequence A1 shown in SEQ ID NO: 1 at its 3'end; and
Primer B containing an oligonucleotide containing the base sequence B1 shown in SEQ ID NO:2 at its 3' end
A primer set comprising:
(C2)塩基配列C1と相同な塩基配列C2、
(C3)塩基配列C1のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C3、
(C4)塩基配列C3と相同な塩基配列C4、
(C5)塩基配列C1と相補的な塩基配列C5、
(C6)塩基配列C5と相同な塩基配列C6、
(C7)塩基配列C5のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C7、
(C8)塩基配列C5と相同な塩基配列C8
(C9)配列番号7の第22~45位と相補的な塩基配列のうち連続した5塩基以上の部分塩基配列である塩基配列C9、及び、
(C10)塩基配列C9と相補的な塩基配列C10
から選択される塩基配列Cを含むオリゴヌクレオチドを含むプローブCを更に含む、請求項1に記載のプライマーセット。 (C1) the base sequence C1 shown in SEQ ID NO: 3,
(C2) a base sequence C2 homologous to the base sequence C1;
(C3) a base sequence C3 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C1;
(C4) a base sequence C4 homologous to the base sequence C3;
(C5) a base sequence C5 complementary to the base sequence C1;
(C6) a base sequence C6 homologous to the base sequence C5;
(C7) a base sequence C7 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases of the base sequence C5;
(C8) A base sequence C8 that is homologous to the base sequence C5
(C9) a base sequence C9 which is a partial base sequence of 5 or more consecutive bases among the base sequence complementary to positions 22 to 45 of SEQ ID NO: 7; and
(C10) A base sequence C10 complementary to the base sequence C9
The primer set according to claim 1 , further comprising a probe C comprising an oligonucleotide comprising a base sequence C selected from the group consisting of:
前記試料に由来するDNAを鋳型とし、請求項1又は2に記載のプライマーセットを用いて核酸増幅反応を行うこと、及び
前記核酸増幅反応による増幅産物を検出すること
を含む方法。 1. A method for detecting walnuts in a sample, comprising:
A method comprising: carrying out a nucleic acid amplification reaction using DNA derived from the sample as a template and the primer set according to claim 1 or 2; and detecting an amplification product by the nucleic acid amplification reaction.
前記増幅産物の検出を、前記増幅産物と前記プローブCとの結合を検出することにより行う、
請求項3に記載の方法。 The primer set is the primer set according to claim 2,
The detection of the amplification product is carried out by detecting binding between the amplification product and the probe C.
The method according to claim 3.
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| Food Chemistry,2015年,Vol.177,pp.111-119 |
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