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JPH0466876B2 - - Google Patents
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JPH0466876B2 - - Google Patents

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JPH0466876B2
JPH0466876B2 JP23909783A JP23909783A JPH0466876B2 JP H0466876 B2 JPH0466876 B2 JP H0466876B2 JP 23909783 A JP23909783 A JP 23909783A JP 23909783 A JP23909783 A JP 23909783A JP H0466876 B2 JPH0466876 B2 JP H0466876B2
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Tetsuo Myake
Takanori Oka
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Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

発明の背景 技術分野 本発明は、DNAやRAN等の核酸を合成するた
めの合成器に関する。さらに詳しくは、本発明
は、固相法によるオリゴヌクレオチド合成法の原
理を用いて手動によつて所望のDNAやRNA等の
オリゴヌクレオチドの合成が可能な核酸合成器に
関するものである。 先行技術 近年、遺伝子工学の飛躍的な進歩にともない、
核酸に関する研究において特に合成オリゴヌクレ
オチドの需要が増加しており、その合成技術も高
度化している。 ところで、オリゴヌクレオチドの化学合成法と
しては、ジエステル法(Sciecn、203、614、
(1979))、トリエステル法(Nucleic Acids
Research、、2331(1980)、同、5193(1980)、
、5491(1980))、固相法(Nature、281、18
(1979)、Biochemistry、1980、6096(1980))、液
相法(Proc、Natl、Acad、Scr.USA75、5765
(1978))、酵素を用いる方法(Nucleic Acids
Research、、5753、(1980)、ホスフアイト法
(Tetrahedron Letters22、1859(1981))、あるい
は現在繁用されているものとしてトリエステル法
−固相法(Nucleic Acids Researc、、5507
(1980))、ホスフアイト法−固相法(J.Am.
Chem.Soc.103、3185−3191(1981))等の組み合
わせた方法等があり、最近これらの組み合わせた
方法に基づいて完全に自動化された核酸合成装置
が考案され、すでに数機種が販売されるに到つて
いる。しかしながら、完全に自動化された酸核合
成装置はいずれも大変高価なものであつて、容易
に購入し難いのが現状である。 一方、現在、遺伝子工学の分野で必要なオリゴ
ヌクレチオドとしてはプライマー、プローブおよ
びリンカー等があるところ、これらは何れも鎖長
が15〜25のものが多く、1回の遺伝子操作の実験
で用いるオリゴヌクレオチド鎖は数本程度であ
り、また使用量もオリゴヌクレオチド鎖1につき
0.5OD程度である。従つて、高価な自動化された
核酸合成装置を購入するまでもなく、簡単な操作
でかつ安価にオリゴヌクレオチドの合成可能な装
置の開発が望まれているところである。 発明の概要 要 旨 本発明は上記の点に解決を与えることを目的と
し、手動によつて容易にDNAやRNA等のオリゴ
ヌクレオチドの合成ができる核酸合成器を提供す
ることによつてこの目的を達成しようとするもの
である。 従つて、本発明による固体支持体粒子上での反
応によつて核酸を合成するための核酸合成器は、
下記の部材からなること、を特徴とするものであ
る。 (A) 該固体支持体樹脂粒子を収容して該反応を行
なわせるのに十分な容積を有する円筒からなる
反応室。 (B) 反応室Aの下方への延長部をなしかつ反応室
Aの下部より内径の小さい、該固体支持体樹脂
粒子保持用フイルターを取付けるための取付
座。 (C) 取付座Bに取付けられた、該固体支持体樹脂
粒子保持用フイルター。 (D) 反応室Aのさらに取付座Bの下方への延長部
をなす、反応室Aへ該反応に関与する液相材料
を出入させるための給排液口。 (E) 反応室の上部に取付けられた、気体の圧力に
よつて給排液口Dから反応室へ液相材料を出入
させるための、給排気装置。たゞし、この給排
気装置Eは正負圧発生源Eaおよび弁装置Ebか
らなり、また正負圧発生源Eaは弁装置Ebを介
して反応室Aの上部と連通している。 効 果 このように本発明は手動操作が可能な核酸合成
器に関するものであるが、本発明の核酸合成器
は、操作マニユアルに従つてオリゴヌクレオチド
の合成を行なえば、有機化合成未経験者であつて
も、簡単な操作で確実にしかも高収率で所望のオ
リゴヌクレオチドを得ることができるというもの
である。従つて、高価な自動化された核酸合成装
置を使うまでもなく、安価に所望のオリゴヌクレ
オチドが得られるということはいうまでもない。 また、本発明の核酸合成器は遺伝子工学の分野
において常用されるプライマー、プローブ、リン
カー等の合成が容易にできるということから該分
野の研究開発に多大な貢献をなすといえよう。 本発明核酸合成器をその構成要素の面からみた
場合の一つの特色は、固相合成に必要な樹脂粒子
の層を支持すべく円筒反応器部分の底部に装着さ
れるフイルターがこの円筒反応器の直径より小さ
い直径の該円筒延長部に存在するということであ
る。この特色は、樹脂を反応器の特定部にあつめ
ることにより反応スケールを小さくし、かつ樹脂
と単量体ヌクレオシド溶液ないし溶媒との接触を
良好にするという点から有意義である。すなわ
ち、円筒反応器の値径より小さい直径の該円筒部
にフイルターを有するので、反応器に樹脂粒子を
入れると反応器の特定部に樹脂をあつめることが
できる。また、フイルター上に堆積した樹脂層は
単量体ヌクレオシド溶液ないし溶媒を下向きに流
した後はかなり密に充填された状態となるが、そ
の状態で次に溶液ないし溶媒をフイルター下方よ
り上向きに流すと、樹脂層が円筒部分(すなわ
ち、上下方向で内径が実質的に同一であるもの)
に存在する場合には、樹脂層がそのまゝの姿で、
すなわち個々の樹脂粒子に分解しないで、円筒部
で移動するだけであり、従つて樹脂粒子と溶液な
いし溶媒との接触が不十分となる。このような状
況において、本発明に従つて樹脂層を収容する反
応室が樹脂層上方において樹脂層部分より拡径さ
れているので、樹脂層はその下方から流入する溶
液ないし溶媒によつて個々の樹脂粒子に分解し、
その結果、樹脂粒子と溶液ないし溶媒との接触が
良好となる。固相法が樹脂粒子表面での反応を対
象としているところより、これらの特色は核酸合
成効率(洗浄効率を含む)の向上をもたらすもの
である。 本発明装置は、また、反応室への液相材料の出
入を気体の圧力によつて行なうという点にも一つ
の特徴を有する。すなわち、反応室内に正圧条件
または負圧条件をつくり出すことによつて、液相
材料を反応室に出入させるので、液相材料を直接
に圧入する場合に比べて液相材料出入目的達成の
ための装置が簡単なものでよく(例えば第1図中
Eaのようにピストンとシリンダーとからなるも
の)、そのため液相材料変換の際の反応室および
樹脂の洗浄が容易でかつ確実である。というの
は、液相材料を圧入する場合は、圧入目的を達成
するために新たな装置を用いるか、あるいは液相
材料を圧入しやすくするために装置の変更の必要
性が生じ、また、装置変更に伴なつて液相材料変
更のたびに必要な洗浄操作が繁雑となつてくるか
らである。 発明の具体的説明 核酸合成器 合成器の概要 本発明による核酸合成器は、固体支持体樹脂粒
子上での反応によつて、すなわち固相法によつ
て、核酸を合成するのに使用する装置であつて、
前記の部材A〜Eからなるものである。本発明装
置の可動部分は主として給排気装置Eであるが、
この部分の駆動は電動によりあるいは合成操作を
コンピユーター管理の下に行なうことも勿論可能
であるけれども、実験者が手動でこれを操作する
ことが本発明装置を利用するうえで最も好まし
い。 手動によつて手軽に利用することを考えれば、
本発明装置での正負圧発生装置Eaはシリンダー
とピストンとからなる注射器であることが好まし
く、また正負圧発生装置Eaと弁装置Ebとの間な
らびに弁装置Ebと反応室Aとの間、特に弁装置
Ebと反応室Aとの間、は着脱自在に連結されて
いることが好ましい。 本発明による合成器の一具体例は、第1図に示
す通りである。 反応室A 反応室Aは、固相合成用固体支持体樹脂粒子を
収容して該反応を行なわせるのに十分な容積を有
する円筒からなる。ここで「円筒」とは、断面が
実質的に円形であつて、直径(断面が真円でない
場合は相当直径)に比べて長さが十分に大きいも
の(特に、長さが少なくとも直径と同一であるも
の)を意味する。また、その断面の形状ないし大
きさは長さ方向に関して同一でなくてもよく、必
要に応じて内部に突起を有するものであつてもよ
い。 反応室Aの上部には、弁装置Ebの三方コツク
(詳細後記)の一つの口と連結しうるよう、直径
の小さい連結具Aaが設けてあることがふつうで
ある。連結具Aaは反応室上部の蓋をも兼ねてい
る。第1図の具体例では、反応室Aと頂部構造物
Aaとは、テープないしチユーブAbで連結されて
いる。 一方、反応室Aの下部には、反応室円筒の内径
より小径のフイルター取付座Bが設けられている
(詳細後記)。 反応室部分の材質は有機溶媒に耐性のものであ
れば如何なるものでもよく、ステンレス鋼、テフ
ロン、ガラス等の材質が適当なものとして考えら
れる。反応の状態や樹脂の状態が容易に確認でき
るということからは、ガラスが好ましい。また、
反応器の内壁をシリコンで被覆することによつて
ヌクレオチドの縮合反応に際して使用する樹脂が
付着しないようにすればさらに好ましい。なお、
円筒の内径としては通常10mm程度であれば十分で
ある。 フイルター取付座B 固体支持体樹脂粒子保持用フイルター(詳細後
記)を取付けるための取付座Bは、反応室Aの下
方への延長部分をなし、かつ反応室Aの下部より
直径の小さい部材である。ここで「反応室Aの下
部より内径の小さい」ということは、このフイル
ターが取付けられている当該個所がこのフイルタ
ー取付座Bが接続されている個所での反応室Aの
内径より小さければよいということを意味するも
のである。従つて、反応室Aの上方にさらに小径
の部分が存在している場合を排除しないのであ
り、また第1図に示したもののようにこのフイル
ター取付座Bの内径が下方に向つて連続的に減少
する場合をも、またこのフイルター取付座Bの当
該フイルター取付個所より下方で拡径されている
場合をも、包含するものである。 フイルター取付座Bの一具体例は図示のような
ロート状のものである。図示のものは直径に比べ
て上下方向の寸法が比較的小さいが、図示のもの
よりも縦長のロート状であつても勿論差支えな
い。また、ロートの内径は連続的に減少(下方
へ)していてもよいが、内径の減少は段階的であ
つてもよい。 フイルターC フイルターCは、固相合成法用の固体支持体樹
脂粒子を支承しかつ液相材料の通過を許容する構
造のものであれば任意の形状、素材その他のもの
でありうる。 最も典型的なフイルターは、所謂ガラスフイル
ターとして知られている過部構造のものであ
る。また、セラミツクもフイルター部材と考えら
れる。フイルターとしての開孔度は、支持体樹脂
粒子が逸脱しないよう40〜50ミクロン程度(ガラ
スフイルターでいえばG−2規格品程度)である
ことが好ましい。 フイルターの他の具体例は、グラスウールであ
る。 フイルターCは取付座Bに取付けられている
が、ここで「取付けられた」ということは取付座
から着脱可能である場合と着脱不能の場合のいず
れをも包含するものとする。着脱可能である場合
には、その下方より進入してくる合成反応用液相
材料によつて上方に押上げられないようにその取
付け方に配慮すべきである。 給排気口D 給排液口は、反応室Aのさらに取付座Bの下方
への延長部をなして存在する。これは、単なる開
口である場合の外に、第1図に示したように給排
液管Daの形をなしていてもよい。 給排気装置E 給排気装置Eは、反応室内に正圧および負圧を
必要に応じてつくり出して、その圧力によつて反
応室内への液相材料の出入を行なわせるためのも
のである。従つて、この装置は正負圧発生装置
Eaと弁装置Ebとからなつており、また正負圧発
生源Eaは弁装置Ebを介して反応室Aの上部と連
通している。 正負圧発生装置Eaは、合目的的な任意のポン
プ装置であることができる。しかし、装置ないし
操作の簡便性からすれば、第1図に示したような
シリンダーとピストンとからなるものが好まし
い。 弁装置Ebは、三方コツクからなるものがふつ
うである。その場合には、第一の口が反応室Aの
上部と連通しており、第二の口が正負発生源Ea
(これがシリンダーとピストンとからなるもので
ある場合には、シリンダー)と連通しており、第
三の口が閉鎖されているように管路が構成されて
いることが好ましい。第三の口は、固相法用樹脂
粒の乾燥のためあるいは反応系雰囲気形成のため
の不活性ガス(たとえば窒素)を導入するために
便利に使用することができる。上記の好ましい三
方コツクの構造は、第1図の三方コツクEbにつ
いてその回転部分に点線で示した管路を有する。 操作マニユアル 本発明の核酸合成器の操作、すなわち本発明核
酸合成器によるオリゴヌクレオチドの合成、は下
記のマニユアルに従つて行なうことがふつうであ
る。なお、この操作マニユアルは好ましい具体例
についてのそれであるので、下記以外の操作条件
もありうることはいうまでもない。 核酸合成の概要 DNA、RNA等の核酸の合成は、本発明の核酸
合成器を用い固相法によつてヌクレオチドを縮合
させることにより行なうものである。本発明によ
る合成器は、DNAやRNA等のオリゴヌクレオチ
ドの合成を主目的としてなされたものであり、オ
リゴヌクレオチドの合成方法としては樹脂に固定
されたヌクレオチドにモノマーを順次縮合させた
り、ヌクレオチドブロツク(モノマー、ダイマ
ー、トリマー等)を適宜選択して縮合をくり返す
ことにより所望のオリゴヌクレオチドを得る方法
等が考えられるが、何れで行なうかは原料ヌクレ
オチドブロツクの調製、反応の回数縮合の平均収
率および目的生成物の分離精製等を考慮して適宜
選択すればよい。具体的な固相法によるオリゴヌ
クレオチドの合成方法は後記実施例および文献
(Nucleic Acids Rcsearch、5507(1980))等を
参照されたい。 31−末端ヌクレオチドの樹脂への導入 オリゴヌクレオチド合成に使用する樹脂に所望
のオリゴヌクレオチドの31−末端ヌクレオシドを
固定化する。樹脂とヌクレオシドの結合方法は種
種考えられるが、アミノ基をもつ樹脂とヌクレオ
シドのコハク酸誘導体との縮合(Nucleic Acids
Research、、5473(1980))によるのが通例で
ある。なお、手取り早いものとしては、核酸合成
用試薬として51−水酸基が保護されたヌクレオシ
ドが樹脂に固定化されたものが市販されており、
例えばアミノメチルポリスチレン樹脂(0.10〜
0.15mmol/g、1%ジビニルベンゼン100〜
200mesh)〔バイオサーチ社〕等がある。本発明
の場合は該市販品を用い、これを反応器に20mg詰
める。 樹脂の膨潤 固相法でオリゴヌクレオチド等の合成をすると
きの通例の操作であり、通常は脱保護に使用する
溶媒(本発明では塩化メチレン)で樹脂を膨潤さ
せる。本発明では、塩化メチレンを注射器Eaで
吸収し、反応室A内にこれを一定時間放置するこ
とにより行なう。膨潤後の溶媒は、注射器Eaの
ピストンを押して反応室内を正圧にすることによ
つて反応室外へ排出する。 脱保護操作 ヌクレオチド鎖の延長は、まず樹脂に固定化さ
れたヌクレオシドの51−末端水酸基の脱保護を行
なつたのち、これとヌクレオチドブロツクのリン
酸残基との脱水縮合反応を行ない、ついで未反応
51−水酸基の保護を行ない、以下同様の一連の操
作をくり返すことにより行なう。通常51−水酸基
の保護基はジメトキシトリチル基であるので、ベ
ンゼンスルホン酸、ZnBr2(Nucleic Acids
Research、10、1755(1982))、TCA(三塩化酢
酸)等で脱保護を行なう。本発明では、TCA含
有塩化メチレンを吸収し、反応室内にこれを一定
時間放置することにより行なう。離脱した保護基
を含む溶媒は注射器Eaの操作によつて反応室か
ら排出させ、必要に応じて溶媒を反応室A内に吸
収し、次いでこれを排出させる操作を繰返すこと
によつて樹脂を洗浄する。 縮合反応 縮合反応は、縮合剤存在下で、樹脂上の51−水
酸基とヌクレオチドブロツク(その51−水酸基は
たとえばジメトキシトリエチル基で保護してあ
る)のリン酸基との脱水縮合によつて行なう。縮
合剤としては、アレンスルホン酸のトリアゾリ
ド、テトラゾリド誘導体が種々開発されている
が、2,4,6,−トリメチルベンゼンスルホニ
ル−3−ニトロトリアゾリド(以下MSNTと記
す)や、トリイソプロピルベンゼンスルホニルテ
トラゾリド(TPSTeと記す)が代表的である。
本発明の合成器では、縮合剤、およびヌクレオチ
ドブロツクを溶解したピリジン溶液を吸引して、
これを反応室内に少なくとも30分放置することに
より縮合反応を行なう。縮合後は、過剰の反応体
等を排出させ、必要に応じて考えこのように樹脂
を洗浄する。 未反応51−水酸基の保護 縮合反応は必らずしも定量的に進行しないの
で、上記の縮合反応の場合も所定鎖長に達しない
ものが副成するのは避け難い、そのような短鎖長
物が混在したまゝさらに縮合反応を行なうと、縮
合反応の各段階でそれぞれ短鎖長物が副成するの
で、ある縮合工程後には各種の鎖長のものが混在
していることになる。そのような状態になるのを
避けるため、一回の縮合工程実施後に、縮合が起
らないで51−水酸基が脱保護されたまゝで存在す
る短鎖長物をその後の縮合反応に関与しないよう
にその51−水酸基を保護することが望ましい。こ
のような短鎖長物の51−水酸基の保護は、アセチ
ル化等によつて行なうことがふつうである。本発
明ではジメチルアミノピリジンを含むピリジン−
無水酢酸(9:1(v/v))を吸引したのち、少
なくとも5分間放置することによりアセチル化を
行なうことによつて、未反応51−水酸基の保護を
行なう。 このように短鎖長物の反応性を封鎖したのち、
所望の回数だけ上記脱保護、縮合、および未反応
51−水酸基の保護の一連の操作をくり返すことに
よつて、所望のオリゴヌクレオチドを得ることが
できる。なお、本発明の場合の縮合反応の収率
は、上記脱保護操作で遊離するトリチル基を比色
定量することにより行なう。 オリゴヌクレオチドの回収および精製 オリゴヌクレオチドの回収・精製は、通常、樹
脂に固定化されたオリゴヌクレオチドの遊離と51
−末端ヌクレオチドの51−水酸基の保護基以外の
脱保護とを行なつたのち、51−水酸基の脱保護を
行ない、ついでクロマトグラフイー、電気泳動等
を行なうことからなる。 その一実施態様としては、反応室中にテトラメ
チルグアニジン−ピリジン−2−カルボアルドキ
シメイトのジオキサン−水(9:1、v/v)溶
液を吸引してこれを室温で少なくとも一昼夜放置
したのち、この溶液を排出させて回収する。この
溶液に濃アンモニア水を加えて55℃で放置し、つ
いで脱トリチル(例えば80%酢酸処理)を行なつ
たのち、脱塩し、HPLCで精製を行なうという方
法 が考えられる。また、本実施態様では樹脂からオ
リゴヌクレオチドを遊離させる前に、反応器中の
樹脂をピリジンに懸濁させて、この懸濁液を反応
器から耐圧性容器にとり出し、ピリジンを留去し
たのち、上記と同様のヌクレオチドの樹脂からの
遊離、つづく脱保護操作を行なつてもよい。な
お、詳細な操作等については後記実施例を参照さ
れたい。 塩基配列の確認 上記のようにして合成器から取出した核酸は所
定の塩基配列のものである筈であるが、必要に応
じてその確認を行なうことができる。塩基配列の
確認は、レイ・ウーらの塩基配列決定法
(Methods in Enzymology65、Nucleic Acids
Part 、620、(1980))、あるいはマキサム・
ギルバート法(同、499、(1980))によつて容易
に行なうことができる。 実験例 実験例 1 下記の手順に従つてGTTCT(ただし、Gはグ
アニンを、Tはチミンを、Cはシトシンを、また
以下の実験例においてAとあるのはアデニンを、
それぞれ含有するヌクレオチドを示す)を合成し
た。 (1) 樹脂の膨潤 ジメトキシトリチルチミジンが固定化された
樹脂(市販品)30mgを反応室につめ、塩化メチ
レン(以下CH2Cl2とする)を容器CH−3
(CH2Cl2は三つの容器に用意しておき、各々の
容器をCH−1、CH−2、CH−3とした)よ
り吸引し、さらに空気1mlを吸引(以下この操
作を行なうのは樹脂が均一に懸濁されるのを目
的とするものである)した。さらにCH2Cl2
吸引、排出する操作を2回くり返し、3回目に
CH2Cl2を吸引したまま30分間放置した。 (2) 脱トリチル ○イ 容器CH−1より吸引したCH2Cl2を排出し
たのち、3%TCA含有CH2Cl21ml吸を上げ
(この場合、反応室内の溶液は橙色であつ
た)、さらに空気1mlを吸引したのち少なく
とも1分間放置してから、溶液を排出した
(なお、この溶液は回収率を求めるため保存
した)。 ○ロ ついでCH2Cl2を容器CH−2より1ml吸引
し、さらに空気1mlを吸引したのち直ちに排
出した。なお、この操作は3回行なつた(ト
リチル化剤を洗いおとすため)。 ○ハ 3%TCA含有CH2Cl2(以下、3%TCA/
CH2Cl2と略記)で着色(橙〜黄色)が見ら
れなくなるまで、○イ、○ロの操作をくり返した
(脱トリチルの確認)。なお、ここで注意すべ
きことは、2回目以降の3%TCB/CH2Cl2
処理の時間は10秒以内に限る(というのは、
脱トリチル反応は1回でほぼ確実におこなわ
れるが、確認の意味で○ハを操作を行なうわけ
である。従つて、脱トリチルされたものに、
さらに脱トリチル化剤を加えるので長時間処
理すると副反応であるデブリネーシヨンが起
こつて塩基が脱落する恐れがあるからであ
る)ということである。 ○ニ CH2Cl2を容器CH−3より1ml吸引し、さ
らに空気1mlを吸引したのち直ちに排出した
(洗浄)。この操作は計3回行なつた。 (3) 縮合反応 ○イ 無水ピリジン(以下無水ピリジンをPyと
し、これも三つの容器に用意し各々容器を
Py−1、Py−2、Py−3とした)を容器Py
−1より1ml吸引し、さらに空気1mlを吸引
したのち直ちに排出した。ついでこの操作を
2回くり返した。 ○ロ 容器Py−2よりPy1mlを吸い上げ、○イと同
様の操作を計3回くり返した。 ○ハ 容器Py−3を用いて上記○イ、○ロと同様の
操作を2回くり返した。 ○イ〜○ハの操作は溶液の変換を目的として行なつ
た。 ○ニ 三方コツクでピストン側だけを閉じたの
ち、ガス流入口より窒素ガスを300ml/分の
流速で10分間通じた。(樹脂の乾燥)。 ○ホ 三方コツクでガス流入口だけを閉じ、Py
に溶解したMSNT(20mg)およびヌクレオチ
ド(TCのダイマー20mg)の溶液0.3mlを反応
室内に吸引したのち、反応器部分の溶液吸入
口を密封して室温で30分間放置してから、溶
液を排出した。 ○ヘ 縮合剤および反応ヌクレオチドを洗いおと
すため、○イ〜○ハの操作をくり返した。 (4) 未反応51−水酸基の保護(マスキング) ○イ 触媒量(約10mg)のジメチルアミノピリジ
ンを含むPy−無水酢酸(9:1(v/v))
溶液1mlを吸引し、さらに空気1mlを吸引
後、反応器の溶液吸引口を密封し5分間放置
してから、溶液を排出した。 ○ロ 上記(3)の操作中、○イおよび○ロと同様の操

を行なつた(洗浄)。 ○ハ CH2Cl2を容器CH−1より1ml吸引し、つ
いで空気1mlを吸引したのち直ちに溶液を排
出した。この操作を計3回行なつた。 ○ニ 容器CH−3からのCH2Cl2を用い、上記○ハ
と同様の操作を3回くり返した(以上○ハ、○ニ
は洗浄)。 ここまでの段階でトリヌクレオチドである
TCTが合成され、ついでダイマー(GT)を用い
て上記2〜4と同様の操作を行なうことによつ
て、最終的にペンタマー(GTTCT)を得た。 なお、縮合収率は操作(2)の○イの操作で回収した
脱トリチル溶液の比色定量(OD504)を行なつ
た結果、平均93%であつた(下表参照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a synthesizer for synthesizing nucleic acids such as DNA and RAN. More specifically, the present invention relates to a nucleic acid synthesizer capable of manually synthesizing a desired oligonucleotide such as DNA or RNA using the principle of solid-phase oligonucleotide synthesis. Prior Art In recent years, with the dramatic progress in genetic engineering,
In research on nucleic acids, the demand for synthetic oligonucleotides in particular is increasing, and the techniques for synthesizing them are also becoming more sophisticated. By the way, the diester method (Sciecn, 203 , 614,
(1979)), triester method (Nucleic Acids
Research, 8 , 2331 (1980), 8 , 5193 (1980),
8 , 5491 (1980)), solid phase method (Nature, 281 , 18
(1979), Biochemistry, 1980 , 6096 (1980)), liquid phase method (Proc, Natl, Acad, Scr.USA 75 , 5765
(1978)), Nucleic Acids
Research, 8 , 5753 (1980), the phosphite method (Tetrahedron Letters 22 , 1859 (1981)), or the currently frequently used triester method-solid phase method (Nucleic Acids Research, 8 , 5507).
(1980)), phosphite method-solid phase method (J.Am.
There are combination methods such as Chem.Soc. 103 , 3185-3191 (1981)), and fully automated nucleic acid synthesis devices have recently been devised based on these combination methods, and several models are already on sale. has reached. However, all fully automated acid nucleic synthesis apparatuses are extremely expensive and are currently difficult to purchase. On the other hand, the oligonucleotides currently required in the field of genetic engineering include primers, probes, and linkers, but most of these have chain lengths of 15 to 25, and can be used in a single genetic manipulation experiment. Only a few oligonucleotide chains are used, and the amount used is about 1 per oligonucleotide chain.
It is about 0.5OD. Therefore, there is a desire to develop an apparatus that can synthesize oligonucleotides easily and at low cost without purchasing an expensive automated nucleic acid synthesis apparatus. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and achieves this purpose by providing a nucleic acid synthesizer that can easily manually synthesize oligonucleotides such as DNA and RNA. This is what we are trying to achieve. Therefore, the nucleic acid synthesizer for synthesizing nucleic acids by reaction on solid support particles according to the present invention comprises:
It is characterized by consisting of the following members. (A) A reaction chamber consisting of a cylinder having a volume sufficient to accommodate the solid support resin particles and carry out the reaction. (B) A mounting seat for attaching the solid support resin particle retention filter, which extends downward from the reaction chamber A and has an inner diameter smaller than the lower part of the reaction chamber A. (C) A filter for retaining the solid support resin particles, which is attached to the mounting seat B. (D) A liquid supply/drainage port which forms a downward extension of the reaction chamber A further below the mounting seat B and allows the liquid phase material involved in the reaction to enter and exit the reaction chamber A. (E) A supply/exhaust device installed at the upper part of the reaction chamber, which allows the liquid phase material to enter and exit the reaction chamber from the supply/drain port D using gas pressure. However, this supply/exhaust device E consists of a positive and negative pressure generation source Ea and a valve device Eb, and the positive and negative pressure generation source Ea communicates with the upper part of the reaction chamber A via the valve device Eb. Effects As described above, the present invention relates to a nucleic acid synthesizer that can be operated manually, and the nucleic acid synthesizer of the present invention can be used even by a person with no experience in organic synthesis if oligonucleotides are synthesized according to the operating manual. However, the desired oligonucleotide can be obtained reliably and in high yield with simple operations. Therefore, it goes without saying that the desired oligonucleotide can be obtained at low cost without using an expensive automated nucleic acid synthesis device. Furthermore, since the nucleic acid synthesizer of the present invention can easily synthesize primers, probes, linkers, etc. commonly used in the field of genetic engineering, it can be said to make a great contribution to research and development in this field. One of the features of the nucleic acid synthesizer of the present invention when viewed from the aspect of its components is that the cylindrical reactor has a filter attached to the bottom of the cylindrical reactor section to support a layer of resin particles necessary for solid phase synthesis. The diameter of the cylindrical extension is smaller than the diameter of the cylindrical extension. This feature is significant in that it reduces the scale of the reaction by concentrating the resin in a specific part of the reactor and improves the contact between the resin and the monomer nucleoside solution or solvent. That is, since the filter is provided in the cylindrical portion having a smaller diameter than the diameter of the cylindrical reactor, when resin particles are put into the reactor, the resin can be collected in a specific part of the reactor. In addition, the resin layer deposited on the filter becomes quite densely packed after the monomer nucleoside solution or solvent is flowed downward, but in this state, the next solution or solvent is flowed upward from below the filter. and the resin layer is cylindrical (i.e., the inner diameter is substantially the same in the vertical direction)
, the resin layer remains as it is,
That is, the resin particles do not decompose into individual resin particles, but only move in the cylindrical portion, resulting in insufficient contact between the resin particles and the solution or solvent. In such a situation, according to the present invention, the diameter of the reaction chamber that accommodates the resin layer is larger above the resin layer than in the resin layer portion, so that the resin layer can be separated into individual parts by the solution or solvent flowing from below. Decomposes into resin particles,
As a result, contact between the resin particles and the solution or solvent becomes better. Since the solid-phase method targets reactions on the surface of resin particles, these features improve nucleic acid synthesis efficiency (including washing efficiency). The apparatus of the present invention is also characterized in that the liquid phase material is introduced into and removed from the reaction chamber by gas pressure. In other words, the liquid phase material is moved in and out of the reaction chamber by creating a positive pressure condition or a negative pressure condition in the reaction chamber, so it is easier to move the liquid phase material in and out than to directly pressurize the liquid phase material. The device may be simple (for example, the one in Figure 1).
(like Ea, which consists of a piston and a cylinder), therefore cleaning the reaction chamber and resin during liquid phase material conversion is easy and reliable. This is because when press-fitting a liquid phase material, it becomes necessary to use new equipment to achieve the purpose of injection, or to change the device to make it easier to press-fit the liquid phase material. This is because the cleaning operation required each time the liquid phase material is changed becomes complicated. Specific Description of the Invention Nucleic Acid Synthesizer Overview of the Synthesizer The nucleic acid synthesizer according to the present invention is a device used to synthesize nucleic acids by reaction on solid support resin particles, that is, by a solid phase method. And,
It consists of the above-mentioned members A to E. The movable part of the device of the present invention is mainly the supply/exhaust device E.
Although it is of course possible to drive this part electrically or to perform the synthesis operation under computer control, it is most preferable for the experimenter to operate it manually when using the apparatus of the present invention. Considering that it is easy to use manually,
It is preferable that the positive and negative pressure generating device Ea in the device of the present invention is a syringe consisting of a cylinder and a piston. valve device
It is preferable that Eb and the reaction chamber A be removably connected. A specific example of a synthesizer according to the present invention is shown in FIG. Reaction Chamber A Reaction chamber A consists of a cylinder having a volume sufficient to accommodate the solid support resin particles for solid phase synthesis and carry out the reaction. Here, a "cylindrical cylinder" is one whose cross section is substantially circular and whose length is sufficiently larger than its diameter (or equivalent diameter if the cross section is not a perfect circle) (in particular, a cylinder whose length is at least equal to the diameter). means something that is). Further, the shape or size of the cross section may not be the same in the length direction, and the protrusion may be provided inside as necessary. A small-diameter connector Aa is usually provided at the top of the reaction chamber A so that it can be connected to one port of a three-way socket (details will be described later) of the valve device Eb. The connector Aa also serves as a lid at the top of the reaction chamber. In the specific example shown in Figure 1, the reaction chamber A and the top structure
Aa is connected with tape or tube Ab. On the other hand, a filter mounting seat B having a diameter smaller than the inner diameter of the reaction chamber cylinder is provided at the lower part of the reaction chamber A (details will be described later). The reaction chamber may be made of any material as long as it is resistant to organic solvents, and suitable materials include stainless steel, Teflon, and glass. Glass is preferable because the state of the reaction and the state of the resin can be easily confirmed. Also,
More preferably, the inner wall of the reactor is coated with silicone to prevent the resin used in the nucleotide condensation reaction from adhering to it. In addition,
It is usually sufficient for the inner diameter of the cylinder to be about 10 mm. Filter mounting seat B Mounting seat B for mounting the solid support resin particle holding filter (details will be described later) is a member that extends downward from the reaction chamber A and has a smaller diameter than the lower part of the reaction chamber A. . Here, "the inner diameter is smaller than the lower part of reaction chamber A" means that the part where this filter is attached needs to be smaller than the inner diameter of reaction chamber A at the part where this filter mounting seat B is connected. It means that. Therefore, this does not exclude the possibility that there is a portion with a smaller diameter above the reaction chamber A, and the inner diameter of the filter mounting seat B continues downward as shown in Fig. 1. It also includes a case where the diameter of the filter mounting seat B is increased below the filter mounting location. A specific example of the filter mounting seat B is funnel-shaped as shown in the figure. Although the illustrated one has a relatively small vertical dimension compared to the diameter, it is of course possible to have a funnel shape that is longer than the illustrated one. Further, the inner diameter of the funnel may be decreased continuously (downward), but the inner diameter may be decreased in stages. Filter C Filter C may be of any shape, material, or other material as long as it has a structure that supports the solid support resin particles for solid phase synthesis and allows passage of the liquid phase material. The most typical filter is a so-called glass filter, which has a multilayer structure. Ceramics can also be considered as filter members. The pore size of the filter is preferably about 40 to 50 microns (about G-2 standard glass filter) so that the support resin particles do not deviate. Another example of a filter is glass wool. The filter C is attached to the mounting seat B, and the term "attached" here includes both cases where it is removable from the mounting seat and cases where it is not removable. If it is removable, consideration should be given to how to attach it so that it is not pushed upward by the liquid phase material for synthesis reaction that enters from below. Supply/Exhaust Port D The supply/discharge port exists as an extension of the reaction chamber A further below the mounting seat B. In addition to being a simple opening, this may be in the form of a liquid supply/drainage pipe Da as shown in FIG. Supply/Exhaust Device E The supply/exhaust device E is used to create positive pressure and negative pressure in the reaction chamber as necessary, and to use the pressure to move liquid phase material into and out of the reaction chamber. Therefore, this device is a positive and negative pressure generator.
The positive and negative pressure generation source Ea communicates with the upper part of the reaction chamber A via the valve device Eb. The positive and negative pressure generator Ea can be any suitable pump device. However, from the viewpoint of ease of device and operation, it is preferable to use a cylinder and a piston as shown in FIG. The valve device Eb usually consists of a three-way valve. In that case, the first port communicates with the upper part of the reaction chamber A, and the second port communicates with the positive and negative source Ea.
Preferably, the conduit is configured such that it communicates with the cylinder (if it consists of a cylinder and a piston), and the third port is closed. The third port can be conveniently used to introduce an inert gas (eg, nitrogen) for drying the resin particles for solid-phase methods or for forming an atmosphere in the reaction system. The above-mentioned preferred structure of the three-way socket Eb in FIG. 1 has a conduit shown by a dotted line in its rotating portion. Operation Manual The operation of the nucleic acid synthesizer of the present invention, that is, the synthesis of oligonucleotides by the nucleic acid synthesizer of the present invention, is usually performed according to the following manual. It should be noted that since this operating manual describes a preferred specific example, it goes without saying that operating conditions other than those described below may also be used. Outline of Nucleic Acid Synthesis Nucleic acids such as DNA and RNA are synthesized by condensing nucleotides by a solid phase method using the nucleic acid synthesizer of the present invention. The synthesizer according to the present invention was designed primarily for the synthesis of oligonucleotides such as DNA and RNA, and methods for synthesizing oligonucleotides include sequentially condensing monomers with nucleotides fixed on a resin, and nucleotide blocks ( One possible method is to obtain the desired oligonucleotide by repeatedly selecting a monomer, dimer, trimer, etc., and repeating condensation, but which method is used depends on the preparation of the raw nucleotide block, the number of reactions, and the average yield of condensation. It may be selected as appropriate, taking into consideration the separation and purification of the target product, etc. For a specific method of synthesizing oligonucleotides using a solid phase method, please refer to Examples and the literature (Nucleic Acids Rcsearch 8 , 5507 (1980)) described later. Introduction of 3 1 -terminal nucleotide into resin The 3 1 -terminal nucleoside of the desired oligonucleotide is immobilized on the resin used for oligonucleotide synthesis. Various methods of bonding resins and nucleosides can be considered, but condensation of resins with amino groups with succinic acid derivatives of nucleosides (Nucleic Acids
Research, 8 , 5473 (1980)). In addition, as a quick method, a reagent for nucleic acid synthesis in which a nucleoside with a protected 5 1 -hydroxyl group is immobilized on a resin is commercially available.
For example, aminomethyl polystyrene resin (0.10~
0.15mmol/g, 1% divinylbenzene 100~
200mesh) [Biosearch Co., Ltd.] etc. In the case of the present invention, this commercially available product is used, and 20 mg of this is packed into a reactor. Swelling of the resin This is a common operation when synthesizing oligonucleotides and the like using the solid phase method, and the resin is usually swollen with the solvent used for deprotection (methylene chloride in the present invention). In the present invention, methylene chloride is absorbed with a syringe Ea, and this is left in the reaction chamber A for a certain period of time. The swollen solvent is discharged to the outside of the reaction chamber by pushing the piston of the syringe Ea to create positive pressure inside the reaction chamber. Deprotection operation To extend the nucleotide chain, first deprotect the 51 -terminal hydroxyl group of the nucleoside immobilized on the resin, then perform a dehydration condensation reaction between this and the phosphate residue of the nucleotide block. unresponsive
5 1 -Protection of the hydroxyl group is performed by repeating the same series of operations. Usually, the protecting group for 5 1 -hydroxyl group is dimethoxytrityl group, so benzenesulfonic acid, ZnBr 2 (Nucleic Acids
Research, 10 , 1755 (1982)), deprotect with TCA (trichloroacetic acid), etc. In the present invention, this is carried out by absorbing TCA-containing methylene chloride and leaving it in the reaction chamber for a certain period of time. The solvent containing the removed protecting group is discharged from the reaction chamber by operating the syringe Ea, and if necessary, the resin is washed by repeating the operation of absorbing the solvent into the reaction chamber A and then discharging it. do. Condensation reaction The condensation reaction is carried out by dehydration condensation of the 5 1 -hydroxyl group on the resin and the phosphoric acid group of the nucleotide block (the 5 1 -hydroxyl group is protected with, for example, a dimethoxytriethyl group) in the presence of a condensing agent. Let's do it. Various triazolide and tetrazolide derivatives of allenesulfonic acid have been developed as condensing agents, including 2,4,6-trimethylbenzenesulfonyl-3-nitrotriazolide (hereinafter referred to as MSNT) and triisopropylbenzenesulfonyl. Tetrazolide (referred to as TPSTe) is a typical example.
In the synthesizer of the present invention, a pyridine solution in which a condensing agent and a nucleotide block are dissolved is sucked,
The condensation reaction is carried out by leaving this in the reaction chamber for at least 30 minutes. After condensation, excess reactants and the like are discharged, and the resin is washed in this manner as necessary. Protection of unreacted 5 1 -hydroxyl group Since the condensation reaction does not necessarily proceed quantitatively, it is inevitable that in the above condensation reaction, products that do not reach the specified chain length will be produced as by-products. If the condensation reaction is further carried out with long chain products mixed together, short chain products will be produced as by-products at each stage of the condensation reaction, so that after a certain condensation step, products with various chain lengths will be mixed together. In order to avoid such a situation, after one condensation step, short chain products that do not undergo condensation and the 5 1 -hydroxyl group remains deprotected are removed so that they do not participate in the subsequent condensation reaction. It is desirable to protect the 5 1 -hydroxyl group. Protection of the 5 1 -hydroxyl group of such short chains is usually carried out by acetylation or the like. In the present invention, pyridine-containing dimethylaminopyridine
The unreacted 51 -hydroxyl groups are protected by acetylation by aspirating acetic anhydride (9:1 (v/v)) and then standing for at least 5 minutes. After blocking the reactivity of short-chain long substances in this way,
Deprotect, condense, and unreact above as many times as desired
A desired oligonucleotide can be obtained by repeating a series of operations for protecting the 51 -hydroxyl group. Note that the yield of the condensation reaction in the case of the present invention is determined by colorimetrically quantifying the trityl group liberated by the above-mentioned deprotection operation. Recovery and purification of oligonucleotides Recovery and purification of oligonucleotides usually involves the release of oligonucleotides immobilized on resin and 5 1
The method consists of deprotecting the 5 1 -hydroxy group of the terminal nucleotide other than the protecting group, then deprotecting the 5 1 -hydroxy group, and then performing chromatography, electrophoresis, etc. In one embodiment, a solution of tetramethylguanidine-pyridine-2-carbalaloximate in dioxane-water (9:1, v/v) is sucked into the reaction chamber, and the solution is left at room temperature for at least one day. , drain and collect this solution. A conceivable method is to add concentrated ammonia water to this solution, leave it at 55°C, remove tritylation (for example, by treating with 80% acetic acid), desalt, and purify by HPLC. In addition, in this embodiment, before releasing the oligonucleotide from the resin, the resin in the reactor is suspended in pyridine, this suspension is taken out from the reactor into a pressure-resistant container, and the pyridine is distilled off. Release of the nucleotide from the resin followed by deprotection may be performed in the same manner as described above. For detailed operations, etc., please refer to Examples described later. Confirmation of Base Sequence The nucleic acid taken out from the synthesizer as described above should have a predetermined base sequence, but this can be confirmed if necessary. The nucleotide sequence can be confirmed using the nucleotide sequencing method of Lei Wu et al. (Methods in Enzymology 65 , Nucleic Acids).
Part, 620, (1980)) or Maxam
This can be easily carried out by the Gilbert method (ibid., 499, (1980)). Experimental Example Experimental Example 1 GTTCT (G is guanine, T is thymine, C is cytosine, and in the following experimental examples, A is adenine,
The nucleotides contained in each are shown) were synthesized. (1) Swelling of resin Fill a reaction chamber with 30 mg of resin immobilized with dimethoxytritylthymidine (commercial product), and add methylene chloride (hereinafter referred to as CH 2 Cl 2 ) to a container CH-3.
(CH 2 Cl 2 was prepared in three containers, and each container was designated as CH-1, CH-2, and CH-3). The purpose is to ensure that the resin is homogeneously suspended). Furthermore, the operation of suctioning and discharging CH 2 Cl 2 was repeated twice, and the third time
The CH 2 Cl 2 was left under vacuum for 30 minutes. (2) Detritylation ○A After discharging the CH 2 Cl 2 sucked from the container CH-1, 1 ml of CH 2 Cl 2 containing 3% TCA was sucked up (in this case, the solution in the reaction chamber was orange), After suctioning an additional 1 ml of air, the solution was allowed to stand for at least 1 minute, and then the solution was drained (this solution was saved to determine the recovery rate). ○B Next, 1 ml of CH 2 Cl 2 was suctioned from the container CH-2, and after 1 ml of air was suctioned, it was immediately discharged. Note that this operation was performed three times (to wash away the tritylation agent). ○C CH 2 Cl 2 containing 3% TCA (hereinafter referred to as 3% TCA/
CH 2 Cl 2 (abbreviated as CH 2 Cl 2 ), the operations in ○a and ○b were repeated until no coloration (orange to yellow) was observed (confirmation of detritylation). What should be noted here is that 3% TCB/CH 2 Cl 2 after the second
The processing time is limited to less than 10 seconds (because
Although the detritylation reaction is almost certainly carried out in one go, we carry out the operation in ○c for confirmation. Therefore, the detritylated
Furthermore, since a detritylating agent is added, if the treatment is carried out for a long period of time, there is a risk that debridement, which is a side reaction, may occur and the base may be eliminated. ○D 1 ml of CH 2 Cl 2 was suctioned from the container CH-3, and after 1 ml of air was suctioned, it was immediately discharged (washing). This operation was performed three times in total. (3) Condensation reaction ○a Anhydrous pyridine (hereinafter anhydrous pyridine will be referred to as Py, prepare it in three containers and fill each container with
Py-1, Py-2, Py-3) are containers Py
-1, 1 ml of air was suctioned, and then 1 ml of air was suctioned and immediately discharged. This operation was then repeated twice. ○B 1 ml of Py was sucked up from the container Py-2, and the same operation as ○B was repeated a total of 3 times. ○C The same operations as ○B and ○B above were repeated twice using container Py-3. The operations in ○a to ○c were carried out for the purpose of converting the solution. ○D After closing only the piston side with a three-way lock, nitrogen gas was passed through the gas inlet at a flow rate of 300 ml/min for 10 minutes. (Drying of resin). ○E Close only the gas inlet with a three-way screw, and close the Py
After suctioning 0.3 ml of a solution of MSNT (20 mg) and nucleotide (TC dimer 20 mg) dissolved in the reaction chamber into the reaction chamber, seal the solution inlet in the reactor part and leave it at room temperature for 30 minutes, then drain the solution. did. ○F In order to wash away the condensing agent and the reactive nucleotide, the operations ○I to ○C were repeated. (4) Protection (masking) of unreacted 5 1 -hydroxyl group ○A Py-acetic anhydride (9:1 (v/v)) containing a catalytic amount (approximately 10 mg) of dimethylaminopyridine
After suctioning 1 ml of the solution and further suctioning 1 ml of air, the solution suction port of the reactor was sealed and left for 5 minutes, and then the solution was discharged. ○B During the operation in (3) above, the same operations as ○B and ○B were performed (washing). ○C 1 ml of CH 2 Cl 2 was suctioned from the container CH-1, then 1 ml of air was suctioned, and the solution was immediately discharged. This operation was performed three times in total. ○D Using CH 2 Cl 2 from container CH-3, the same operation as in ○C above was repeated three times (○C and ○D above were washed). At this stage, it is a trinucleotide
TCT was synthesized, and then the same operations as 2 to 4 above were performed using the dimer (GT) to finally obtain the pentamer (GTTCT). The condensation yield was 93% on average as a result of colorimetric determination (OD504) of the detritylated solution collected in step (2) (see the table below).

【表】 (5) オリゴヌクレオチドの回収・精製 上記の縮合終了後、樹脂を乾燥し、0.5Mピ
コリンアルドキシムーテトラメチルグアニジン
のピリジン−水(9:1)溶液300μを加え
て、37℃で一夜放置した。次に、濃アンモニア
水(4ml)を加え、55℃で一夜放置後、過を
行なつて樹脂を除去し、液を水に溶解し、エ
ーテルで抽出を行なつた(脱保護)。次に、セ
フアデツクス G−50を用いてゲル過(溶出
液は50mMトリエチルアンモニウムバイカーボ
ネート、PH7.5)を行なつた。この際、各フラ
クシヨンの260nmの吸収を測定し、最初に溶
出したピークを集めて高速液体クロマトグラフ
イー(HPLC)を行ない、ついで8%酢酸2ml
中で室温10分間反応させて51−水酸基体として
目的とする合成フラグメントを分取した。な
お、カラムはμBondapak C18(逆相)を用い
た。合成したオリゴヌクレオチドの塩基配列の
確認は、レイ・ウーらの法により行ない
GTTCTであることが確認できた。 実験例 2 実験例1と同様にして鎖長13
(GCGATGCTGCGTG)のオリゴヌクレオチド
の合成を行ない、回収・精製を行なつた。また、
塩基配列の確認をレイ・ウーらの方法によつて行
なつた結果、第3図に示されるように
GCGATGCTGCGTGであることがわかつた。第
2図中右端に縦に示してあるのが塩基配列であ
る。 実験例 3 実験例1、2と同様の操作方法で鎖長20のオリ
ゴヌクレオチドを合成した。その塩基配列は GA−CA−AAA−GC−TT−GG−GG AA−TT−Cであり、ヌクレオチドブロツク
としてはダイマー25mgおよびトリマー30mgを用
い、順次合成をくり返して目的の鎖長とした通算
縮合収率は35%であつた。なお、精製、回収も実
験例1と同様に行ない、塩基配列の確認はマキサ
ム・ギルバート法によつて行なつた。
[Table] (5) Recovery and purification of oligonucleotides After completing the above condensation, dry the resin, add 300μ of a solution of 0.5M picolinaldoximutetramethylguanidine in pyridine-water (9:1), and heat at 37°C. I left it overnight. Next, concentrated aqueous ammonia (4 ml) was added, and after standing at 55°C overnight, the resin was removed by filtration, the liquid was dissolved in water, and extracted with ether (deprotection). Next, gel filtration was performed using Sephadex G-50 (eluent: 50 mM triethylammonium bicarbonate, pH 7.5). At this time, the absorption at 260 nm of each fraction was measured, and the first eluted peak was collected and subjected to high performance liquid chromatography (HPLC), followed by 2 ml of 8% acetic acid.
The mixture was reacted for 10 minutes at room temperature, and the desired synthetic fragment was fractionated as a 51 -hydroxyl base. The column used was μBondapak C18 (reverse phase). The base sequence of the synthesized oligonucleotide was confirmed using the method of Lei Wu et al.
It was confirmed that it was GTTCT. Experimental example 2 Same as experimental example 1, chain length 13
(GCGATGCTGCGTG) was synthesized, recovered and purified. Also,
As a result of confirming the base sequence using the method of Lei Wu et al., as shown in Figure 3.
It turned out to be GCGATGCTGCGTG. The base sequence is shown vertically at the right end of FIG. Experimental Example 3 An oligonucleotide with a chain length of 20 was synthesized using the same procedure as in Experimental Examples 1 and 2. The nucleotide sequence is GA-CA-AAA-GC-TT-GG-GG AA-TT-C, and 25 mg of dimer and 30 mg of trimer are used as nucleotide blocks, and the synthesis is repeated sequentially to achieve the desired chain length. The yield was 35%. The purification and recovery were performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the base sequence was confirmed by the Maxam-Gilbert method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のDNA合成装置の一具体例
を示す説明図である。 A……反応室、B……フイルター取付座、C…
…フイルター、D……給排気液口、E……給排気
装置。第2図は、レイ・ウーらの塩基配列決定法
を行なつたときのオートラジオグラムを模写した
ものである。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a specific example of the DNA synthesis device of the present invention. A...Reaction chamber, B...Filter mounting seat, C...
...filter, D...supply/exhaust liquid port, E...supply/exhaust device. FIG. 2 is a reproduction of an autoradiogram obtained by Lei Wu et al.'s base sequencing method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記の部材からなることを特徴とする、固体
支持体樹脂粒子上での反応によつて核酸を合成す
るための核酸合成器。 (A) 該固体支持体樹脂粒子を収容して該反応を行
なわせるのに十分な容積を有する円筒からなる
反応室。 (B) 反応室Aの下方への延長部をなしかつ反応室
Aの下部より内径の小さい、該固体支持体樹脂
粒子保持用フイルターを取付けるための取付
座。 (C) 取付座Bに取付けられた、該固体支持体樹脂
粒子保持用フイルター。 (D) 反応室Aのさらに取付座Bの下方への延長部
をなす、反応室Aへ該反応に関与する液相材料
を出入させるための給排液口。 (E) 反応室の上部に取付けられた、気体の圧力に
よつて給排液口Dから反応室へ液相材料を出入
させるための、給排気装置。たゞし、この給排
気装置Eは正負圧発生源Eaおよび弁装置Ebか
らなり、また正負圧発生源Eaは弁装置Ebを介
して反応室Aの上部と連通している。 2 正負圧発生源Eaがシリンダーおよびピスト
ンからなり、弁装置Ebが三方コツクからなつて
いて、この三方コツクはその第一の口が反応室A
の上部と着脱自在に連結されており、第二の口が
正負圧発生源Eaのシリンダーと連結されてお
り、、第三の口が閉鎖されるように管路が構成さ
れたものである、特許請求の範囲第1項記載の核
酸合成器。
[Scope of Claims] 1. A nucleic acid synthesizer for synthesizing nucleic acids by reaction on solid support resin particles, characterized by comprising the following members: (A) A reaction chamber consisting of a cylinder having a volume sufficient to accommodate the solid support resin particles and carry out the reaction. (B) A mounting seat for attaching the solid support resin particle retention filter, which extends downward from the reaction chamber A and has an inner diameter smaller than the lower part of the reaction chamber A. (C) A filter for retaining the solid support resin particles, which is attached to the mounting seat B. (D) A liquid supply/drainage port which forms a downward extension of the reaction chamber A further below the mounting seat B and allows the liquid phase material involved in the reaction to enter and exit the reaction chamber A. (E) A supply/exhaust device installed at the upper part of the reaction chamber, which allows the liquid phase material to enter and exit the reaction chamber from the supply/drain port D using gas pressure. However, this supply/exhaust device E consists of a positive and negative pressure generation source Ea and a valve device Eb, and the positive and negative pressure generation source Ea communicates with the upper part of the reaction chamber A via the valve device Eb. 2. The positive and negative pressure generation source Ea consists of a cylinder and a piston, and the valve device Eb consists of a three-way socket, the first port of which is connected to the reaction chamber A.
The pipe is configured such that the second port is connected to the cylinder of the positive and negative pressure source Ea, and the third port is closed. A nucleic acid synthesizer according to claim 1.
JP23909783A 1983-12-19 1983-12-19 Nucleic acid synthesizer Granted JPS60130597A (en)

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