JP2002502237A - 核酸分子の生成および精製のための方法 - Google Patents
核酸分子の生成および精製のための方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、核酸分子の生成および単離のための方法に関する。特に、本発明は、mRNA分子の単離、ならびに1本鎖および2本鎖であり得る核酸分子(例えば、cDNA分子またはライブラリー)の生成および単離に関する。さらに、本発明は、分子の集団を含み得るサンプルからの、目的の特定の核酸分子の選択および単離に関する。詳細には、本発明は、アフィニティー標識されたプライマー−アダプター分子に関し、これはこのような核酸分子の改善された単離および生成を可能にし、産物回収および単離のスピードの両方を増加する。
Description
【発明の詳細な説明】
核酸分子の生成および精製のための方法
発明の分野
本発明は、分子生物学および細胞生物学の分野にある。本発明は特に、核酸分
子の生成および単離にために有用な方法に関する。特に、本発明は、mRNA分子の
単離、ならびにcDNAライブラリー(1本鎖および2本鎖)の生成および単離に関
する。さらに、本発明は、分子の集団を含み得るサンプルからの、目的の特定の
核酸分子の選択および単離に関する。具体的には、本発明は、このような核酸分
子の改善された単離および生成を可能にする、アフィニティー標識されたプライ
マーアダプター分子の使用に関し、産物回収および単離のスピードの両方を増加
させる。
発明の背景
cDNAおよびcDNAライブラリー
生物体、組織、または細胞の構造および生理学を試験することにおいて、その
遺伝子成分を決定することが、しばしば所望される。生物体の遺伝子のフレーム
ワークは、生物体の体細胞および生殖細胞において含まれるデオキシリボ核酸(
DNA)中のヌクレオチド塩基の2本鎖配列においてコードされる。DNAの特定のセ
グメントの遺伝子の成分、あるいは遺伝子は、遺伝子がコードするタンパク質生
成の際に、明らかにされるのみである。タンパク質を生成するために、DNA二重
らせんの一方の鎖の相補的なコピー(「コード」鎖)は、ポリメラーゼ酵素によ
って生成され、リボ核酸(RNA)の特定の配列を生じる。この特定のタイプのRNA
は、タンパク質の生成のためのDNAからの遺伝子メッセージを含むので、メッセ
ンジャーRNA(mRNA)と呼ばれる。
所定の細胞、組織、または生物体内に、無数のmRNA種が存在し、それぞれは、
別個のおよび特定のタンパク質をコードする。この事実は、組織または細胞にお
ける遺伝子発現を研究することに興味がある研究者に、強力な道具を提供する--
mRNA分子は、種々の分子生物学的技術によって、単離され得、そしてさらに操作
され得、それによって、細胞、組織、または生物体の完全に機能的な遺伝子成分
の解明を可能にする。
遺伝子発現の研究に対する1つの共通のアプローチは、相補性DNA(cDNA)ク
ローンの生成である。この技術において、生物体からのmRNA分子は、生物体の細
胞または組織の抽出物から単離される。この単離は、しばしば、固体クロマトグ
ラフィーマトリクス(例えば、セルロースまたはセファロース)を用い、これに
対してチミジン(T)のオリゴマーが複合体化されている。全ての真核生物mRNA
分子における3'末端は、アデノシン(A)塩基の列を含み、そしてAはTに結合す
るので、mRNA分子は、組織または細胞抽出物中の他の分子および物質から迅速に
精製され得る。これらの精製されたmRNA分子から、cDNAコピーが、逆転写酵素(
RT)活性を有する酵素を使用して作製され得、mRNA鋳型の全てまたは一部に相補
的な1本鎖cDNA分子の生成を生じる。適切な条件下で1本鎖cDNAをインキュベー
トすることは、2本鎖DNAの合成を可能にし、これは次いで、プラスミドまたは
ベクターに挿入され得る。
この全体のプロセス、mRNAの単離から、プラスミドまたはベクターにcDNAを挿
入して、単離された遺伝子を含有する宿主細胞集団の増殖までは、「cDNAクロー
ニング」と呼ばれる。cDNAが多くの異なるmRNAから調製される場合、得られるcD
NAのセットは、「cDNAライブラリー」と呼ばれ、供給源の細胞、組織、または生
物体に存在する機能的な遺伝情報(遺伝子)の異なる集団を示すので、適切な用
語である。これらのcDNAライブラリーの遺伝子型解析は、それらが由来する生物
体の構造および機能に対する多くの情報を得ることができる。
伝統的な生成法において、cDNA分子は、サイズ分画されなくてはならず、そし
て複数のフェノール/クロロホルム抽出、およびエタノール沈殿が行われなくて
はならない。これらの要件のそれぞれは、複数の抽出/沈殿に起因するサンプル
欠損およびcDNA収量における制限のような固有の不利益を有する(Lambert,K.N
.およびWilliamson,V.M.、Nucl.Acids Res.21(3):775-776(1993))。
これらの不利益は、文献において、部分的に取り組まれてきた。例えば、幾人
かの研究者らは、オリゴ(dT)と結合されたラテックスまたは常磁性ビーズにmR
NAを結合することによる、細胞および組識サンプルからのポリA+ mRNAの単離の
ための方法を報告し;次いで、1本鎖cDNA分子は、これらの固定されたRNA分子
の逆転写によって生成され得る(Lambert,K.N.およびWilliamson,V.M.、Nucl
.Acids Res.21(3):775-776(1993);Kuribayashi-Ohta,K.ら、Biochim.
Biophys.Acta 1156:204-212(1993);Sasaki,Y.F.ら、Nucl.Acids Res.22
(3):413-419(1996);Fellman,F.ら、BioTechniques 21(5):766−770(19
96))。このような固相合成法は、伝統的な方法の抽出/沈殿工程から生じる収
量制限をほとんど受けない。
しかし、これらの方法はなお、いくつかの重要な制限を有する。例えば、これ
らの方法のそれぞれは、cDNA分子のクローニングの前のPCR増幅に依存し、しば
しば、偏りのあるcDNAライブラリーを生じる(すなわち、高度に発現される配列
は、より低い量で発現される配列よりも優勢である)。さらに、これらの方法は
、しばしば、鋳型に対するプライマー−アダプターの溶液ハイブリダイゼーショ
ンを使用する従来のcDNA合成よりも効率的でない(すなわち、ハイブリダイゼー
ション比率の増加のために回転拡散が必要とされる;Schmitz,K.S.およびSchur
r,J.M.、J.Phys.Chem.76:534-545(1972);Ness,J.V.およびHahn,W.E.、
Nucl.Acids Res.10(24):8061-8077(1982))。最後に、上記の技術は、さら
なるプロセシングのために、固相から新生のcDNA分子を遊離させるために熱変性
または化学的な変性を使用し、これは、産物の欠損および/または損傷を生じ得
る。
従って、少量のRNA(全RNAまたはポリA+ mRNA)からの核酸分子の迅速で、高
収量の合成、単離、および操作を提供する方法についての必要性が、当該分野に
おいて存在する。本発明は、このような方法を提供する。
発明の要旨
本発明は、少量の投入量核酸分子からの、核酸分子(1本鎖および2本鎖)の
生成および単離のために有用な方法に関する。より詳細には、本発明は、リガン
ドが結合されたプライマー−アダプター分子を使用することによる、RNA鋳型(
例えば、1本鎖mRNAまたはポリA+ RNA)からの、cDNA分子(1本鎖および2本
鎖)の生成のための方法を提供する。このようなプライマー−アダプター分子は
また、RNA含有サンプルからmRNAまたはポリA+ RNA分子を単離するために、本発
明に従って使用され得る。
具体的には、本発明は、核酸分子を生成するための方法に関し、核酸鋳型、好
ましくはmRNAまたはポリA+ RNA分子と、ポリメラーゼおよび/または逆転写酵素
活性を有するポリペプチドならびにプライマーアダプター核酸分子とを、混合す
る工程を包含し、ここでプライマー−アダプター核酸分子は、1つ以上のリガン
ド分子および1つ以上の切断部位(好ましくは、制限エンドヌクレアーゼ切断部
位またはエンドヌクレアーゼ切断部位)を含有する。このプライマー−アダプタ
ーは、鋳型の任意の部分にハイブリダイズするように設計され得る。適切な条件
下でのインキュベーションの際に、鋳型の全てまたは一部に相補的な第1の核酸
分子(例えば、1本鎖cDNA)が、作製される。この第1の核酸分子は、第1の核
酸分子および/または第1の核酸分子にハイブリダイズされる任意の核酸分子の
単離を容易にするプライマー−アダプターを含む(好ましくは、その末端で、ま
たはその末端近くで)。従って、第1の核酸分子(例えば、1本鎖cDNA)が、第
2の核酸分子を作製するための鋳型として作用する場合(例えば、2本鎖cDNAの
ような2本鎖分子を形成する)、2本鎖分子は、分子中に含まれるプライマー−
アダプター分子を使用して単離され得る。同様に、第1の核酸分子の合成の間に
形成された鋳型−第1の核酸のハイブリッドが、単離され得る。所望される場合
、プライマー−アダプターは、核酸合成の間の任意の工程または複数の工程で含
まれ得る。例えば、プライマー−アダプター分子は、第1、第2、第3、第4な
どの合成工程の間に添加され得るか(第1の合成工程は、鋳型の全てまたは一部
に相補的な核酸分子を作製する)、または複数のもしくは全ての合成工程におい
て添加され得る。プライマー−アダプター分子を用いる複数の合成は、1つより
も多いプライマー−アダプターを有する合成された核酸分子を生じ得る。
RNAを含有するサンプルから、mRNAまたはポリA+ RNAを単離するために、1つ
以上のmRNAまたはポリA+ RNA特異的プライマー−アダプターが使用される。この
ようなプライマー−アダプターは、mRNAおよび/またはポリA+ RNAにハイブリダ
イズして、プライマー−アダプター/ポリA+ RNAのハイブリッドを形成する。次
いで、プライマー−アダプターは、サンプルからのmRNAおよび/またはポリA+ R
NAの単離を容易にし得る。本発明のこの局面は、プライマー−アダプターが、目
的の分子にハイブリダイズし、そして変性によって除去され得るので、プライマ
ー−アダプターにおける切断部位は必要とされない。
本発明のプライマー−アダプター分子はまた、特異的な核酸配列を単離するた
めに使用され得る。目的の1つ以上の配列にハイブリダイズし得る1つ以上の標
的特異的プライマー−アダプターを使用することによって、本発明は、核酸分子
の集団からの特異的な核酸分子(例えば、遺伝子またはその部分)の選択および
単離を可能にする。本発明によれば、2つ以上のこのような標的特異的プライマ
ー−アダプター(それぞれ、異なる配列に指向される)の使用は、目的の1つよ
りも多い異なる配列の選択を可能にする。あるいは、目的の配列の異なる部分に
指向される2つよりも多い標的特異的プライマー−アダプターは、バックグラウ
ンド混入を減少することによって、このような配列の選択を容易にする。本発明
のこの局面において、標的特異的プライマー−アダプターは、所望の分子にハイ
ブリダイズし、そして変性によって除去され得るので、標的特異的プライマー−
アダプターにおける切断部位は、必要とされない。
本発明によれば、プライマー−アダプター分子は、プライマー−アダプターの
リガンド部分に依存することによって、このようなプライマー−アダプターを含
有する分子の単離を容易にする。プライマー−アダプターが、核酸分子に結合さ
れる(ハイブリダイズされるまたは合成の間に取込まれる)後、プライマー−ア
ダプターのリガンド部分は、プライマー−アダプターを含有する分子の選択的な
単離を可能にする。このような単離は、リガンド−ハプテン相互作用によって達
成され得、ここでは、ハプテンは、例えば、固体支持体に結合される。いったん
固体支持体に結合されると、目的の分子(プライマー−アダプターを含有する核
酸分子)は、混入する核酸およびタンパク質から、溶液、好ましくは、緩衝液ま
たは水で支持体マトリクスを洗浄することによって、分離され得る。次いで、プ
ライマー−アダプター内の1つ以上の切断部位の切断は、固体支持体からの目的
の核酸分子の回収を、リガンドが固体支持体のハプテンに結合されたままで可能
にする。あるいは、プライマー−アダプターが、目的の核酸分子にハイブリダイ
ズされる場合、単離は、所望の分子からのプライマー−アダプターの変性によっ
て、および/またはプライマー−アダプター分子内の切断部位の切断によって、
達成され得る。
本発明における使用のために好ましい固体支持体としては、ニトロセルロース
、ジアゾセルロース、ガラス、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン
、ポリエチレン、デキストラン、セファロース、寒天、デンプン、ナイロン、ラ
テックスビーズ、磁性ビーズ、常磁性ビーズ、超常磁性ビーズ、またはマイクロ
タイタープレート、および最も好ましくは、磁性ビーズ、常磁性ビーズ、または
超常磁性ビーズが挙げられ、これらはリガンド分子を特異的に認識および結合す
る1つ以上のハプテン分子を含むが、これらに制限されない。
本発明のこの局面に従う特に好ましいハプテン分子としては:(i)アビジン
およびストレプトアビジン;(ii)プロテインA、プロテインG、細胞表面Fcレ
セプター、または抗体特異的抗原;(iii)酵素特異的基質:(iv)ポリミキシ
ンBまたはエンドトキシン中和化タンパク質(ENP);(v)Fe+++;(vi)トラ
ンスフェリンレセプター;(vii)インスリンレセプター;(viii)サイトカイ
ン(例えば、増殖因子、インターロイキン、またはコロニー刺激因子)レセプタ
ー;(ix)CD4;(x)スペクトリンまたはホドリン;(xi)ICAM-IまたはICAM-2
;(xii)C3bi、フィブリノーゲン、または第X因子;(xiii)アンキリン;(x
iv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、α6β1、α7β1、およびα6β5;(
xv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、およびαVβ3;(xvi)インテグリ
ンα3β1、α4β1、α4β7、α5β1、αVβ1、αIIbβ3、αVβ3、およびαVβ6
;(xvii)インテグリンαVβ1およびαVβ3;(xviii)ビトロネクチン;(xix
)フィブロネクチン;(xx)コラーゲン;(xxi)ラミニン;(xxii)グリコホ
リン;(xxiii)Mac-1;(xxiv)LFA-1;(xxv)βアクチン;(xxvi)gp120;
(xxvii)サイトカイン(増殖因子、インターロイキン、またはコロニー刺激因
子):(xxviii)インスリン;(xxix)フェロトランスフェリン;(xxx)アポ
トランスフェリン;(xxxi)リポ多糖;(xxxii)酵素;(xxxiii)抗体;なら
びに(xxxiv)ビオチンが挙げられるが、これらに制限されない。
上記のハプテン分子に順に対応する、本発明に従う使用のために特に好ましい
リガンド分子としては:(i)ビオチン;(ii)抗体;(iii)酵素;(iv)リ
ポ多糖;(v)アポトランスフェリン;(vi)フェロトランスフェリン;(vii
)インスリン;(viii)サイトカイン(増殖因子、インターロイキン、またはコ
ロニー刺激因子);(ix)gp120;(x)β-アクチン;(xi)LFA-1;(xii)Ma
c-1;(xiii)グリコホリン;(xiv)ラミニン;(xv)コラーゲン;(xvi)フ
ィブロネクチン;(xvii)ビトロネクチン;(xviii)インテグリンαVβ1およ
びαVβ3;(xix)インテグリンα3β1、α4β1、α4β7、α5β1、αVβ1、αI Ib
β3、αVβ3、およびαVβ6;(xx)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、
およびαVβ3;(xxi)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、α6β1、α7β1
、およびα6β5;(xxii)アンキリン;(xxiii)C3bi、フィブリノーゲン、ま
たは第X因子;(xxiv)ICAM-1またはICAM-2;(xxv)スペクリンまたはホドリ
ン;(xxvi)CD4;(xxvii)サイトカイン(例えば、増殖因子、インターロイキ
ン、またはコロニー刺激因子)のレセプター;(xxviii)インスリンレセプター
;(xxix)トランスフェリンレセプター;(xxx)Fe+++;(xxxi)ポリミキシン
Bまたはエンドトキシン中和化タンパク質(ENP);(xxxii)酵素特異的基質;
(xxxiii)プロテインA、プロテインG、細胞表面Fcレセプター、または抗体特
異的抗原;ならびに(xxxiv)アビジンおよびストレプトアビジンが挙げられる
が、これらに制限されない。
従って、本発明は、核酸分子を作製するための方法に関し、以下
(a)ポリメラーゼおよび/または逆転写酵素活性を有するポリペプチドと、
核酸鋳型ならびに本発明のプライマー−アダプターとを、混合する工程;ならび
に
(b)プライマー−アダプターを含有する(好ましくは、その5'もしくは3'
末端で、またはその末端近くで)、ならびに鋳型の全ておよび一部に相補的であ
る第1の核酸分子を作製するのに十分な条件下で、混合物をインキュベートする
工程を包含する。DNAポリメラーゼが、本発明に従って使用される場合、プライ
マー−アダプターは、3'末端で、または3'末端近くに位置され得、一方、逆転
写酵素が使用される場合、プライマー−アダプターは、合成される核酸分子の5
'末端で、または5'末端近くに位置され得る。本発明によれば、第1の核酸分
子は、第1の核酸分子の全てまたは一部に相補的な第2の核酸分子を作製するた
めに、鋳型として使用され得る。この合成において、プライマー−アダプターが
使用される場合、各末端で、またはその末端近くで、プライマー−アダプターを
含む2本鎖核酸分子が生成されるが、分子の異なる鎖においてである。しかし、
プライマー−アダプターは、この第2の合成から除外され得、それによって、一
方の末端でプライマー−アダプターを有する2本鎖核酸分子が提供される。
所望される場合、本発明のプライマー−アダプターは、核酸分子を増幅するた
めの方法において使用され得る。このような方法は、以下
(a)ポリメラーゼおよび/または逆転写酵素活性を有するポリペプチドと、
核酸鋳型ならびに2っ以上のプライマー−アダプターとを、接触させる工程;な
らびに
(b)鋳型の全てまたは一部に相補的な核酸分子を増幅するのに十分な条件下
で、混合物をインキュベートする工程を包含する。
このような増幅方法は、具体的に、以下
(a)増幅される2本鎖核酸分子と、ポリメラーゼおよび/または逆転写酵素
活性を有するポリペプチド、2本鎖分子の第1の鎖の部分に相補的な第1のプラ
イマー−アダプター、ならびに2本鎖分子の第2の鎖の部分に相補的な第2のプ
ライマー−アダプターとを、接触させる工程;
(b)第1のプライマーアダプターを含有し、および第1の鎖の全てまたは一
部に相補的である第3の鎖の核酸分子、ならびに第2のプライマー−アダプター
を含有し、および第2の鎖の全てまたは一部に相補的である第4の鎖の核酸分子
を作製するのに十分な条件下で、混合物をインキュベートする工程;
(c)第2の鎖と第4の鎖とを、および第1の鎖と第3の鎖とを変性させて、
1本鎖核酸分子を形成する工程;ならびに
(d)(a)〜(c)の工程を、1回以上反復する工程、を包含する。本発明
のこの局面において、第1のプライマー−アダプターまたは第2のプライマーア
ダプターは、核酸分子の合成を開始するための任意のオリゴヌクレオチドプライ
マーで置きかえられ得る。
本発明の好ましい実施態様において、RNA(例えば、mRNAまたはポリA+ RNA)
は、DNA合成のための鋳型として使用される。この好ましい方法は、RNA鋳型と、
逆転写酵素活性を有する1つ以上のポリペプチド、およびプライマーとを、混合
する工程、ならびにRNA鋳型の全てまたは一部に相補的なDNA(例えば、cDNA)分
子を作製するために十分な条件下で、混合物をインキュベートする工程、を包含
する。次いで、合成されたDNA分子は、さらなるDNA合成またはDNA増幅のための
鋳型として、使用され得る。本発明のこの局面によれば、cDNAライブラリーは、
RNA分子(例えば、細胞または組織から単離されたRNA)の集団を使用する場合、
生成され得る。
本発明に従ってmRNAまたはポリA+ RNAを単離するために、方法は、具体的に、
以下:
(a)mRNAおよび/またはポリA+ RNAを含有する(または含有すると思われる
)サンプルを得る工程;
(b)サンプルと、mRNAおよび/またはポリA+ RNAに選択的に結合し得る1つ
以上のプライマーアダプターとを、接触させる工程;ならびに
(c)サンプルからmRNAおよび/またはポリA+ RNAを単離する工程、を包含し
得る。
特定のまたは所望の核酸分子を単離するために、本発明は、具体的に、以下:
(a)1つ以上の所望の核酸分子を含有する(または含有すると思われる)サ
ンプルを得る工程;
(b)サンプルと、1つ以上の所望の核酸分子に選択的に結合し得る1つ以上
のプライマー−アダプターとを接触させる工程;および
(c)サンプルから所望の核酸分子を単離する工程、を包含する。
好ましい局面において、所望の分子を含有するサンプルは、2本鎖または1本
鎖cDNA分子の集団である。従って、本発明は、1つ以上の所望の核酸分子を単離
する方法であって、以下:
(a)1つ以上の所望のcDNA分子を含有する(または含有すると思われる)cD
NA分子の集団を含有するサンプルを得る工程;
(b)サンプルと、1つ以上の所望のcDNA分子に特異的に結合し得る、1つ以
上の標的特異的プライマー−アダプターとを、接触させる工程;および
(c)サンプルから所望のcDNA分子を単離する工程、を包含する方法に関する
。
本発明によれば、標的特異的プライマー−アダプターは、cDNA分子がRNA鋳型
から合成される後の、特定のcDNA分子の選択において使用され得る(RNA/cDNA2
本鎖分子に結合するか、またはRNA鎖の除去後に、1本鎖cDNA分子に結合する)
。あるいは、標的特異的プライマー−アダプターは、2本鎖cDNA分子を結合する
ために使用され得る。このような標的特異的プライマー−アダプターはまた、増
幅される核酸分子の集団から、1つ以上の所望の分子を選択するために、本発明
に従って使用され得る。
本発明はまた、本発明に従って生成されるcDNA分子または核酸分子を含有する
ベクター(発現ベクターを含む)、およびこれらのcDNA分子、核酸分子、または
ベクターを含有する宿主細胞に関する。本発明はまた、組換えポリペプチドの発
現に有利な条件下でこれらの宿主細胞を培養する工程、およびポリペプチドを単
離する工程を包含する、組換えポリペプチドを生成するための方法を提供し、な
らびにこれらの方法に従って生成される組換えポリペプチドを提供する。
他の好ましい局面において、本発明は、1つ以上の容器(例えば、チューブ、
バイアル、ボトル、アンプルなど)をそこに密接な制限で受けるように区画され
た運搬手段(例えば、ボックス、カートンなど)を備える、核酸分子またはcDNA
分子の生成のためのキットに関し、ここで第1の容器は、1つ以上のリガンド分
子(好ましくは、ビオチン)を含有するプライマー−アダプター分子を含み、こ
のプライマー−アダプター分子は、1つ以上の切断部位、好ましくは1つ以上の
制限エンドヌクレアーゼ切断部位を含有する。本発明はまた、逆転写酵素活性お
よび/またはポリメラーゼ活性を有する1つ以上のポリペプチドを含み得るさら
なる容器を備える、このようなキットに関する。本発明によれば、1つよりも多
いポリペプチドが、同じまたは異なる容器において含まれ得る。本発明はまた、
本発明のプライマー−アダプターのリガンドを特異的に結合し得る1つ以上のハ
プテンを有する固体支持体を含み得る、さらなる容器を備えるキットに関する。
本発明はまた、本発明のプライマー−アダプターにおける切断部位を認識および
切断する1つ以上のエンドヌクレアーゼを含み得るさらなる容器を備えるキット
に関する。
本発明の他の好ましい実施態様は、以下の図面および発明の説明、ならびに請
求の範囲を考慮して、当業者に明らかである。
図面の簡単な説明
図1は、本発明の方法に従う、2本鎖cDNA分子の生成および単離、ならびにプ
ラスミドベクター(pCMVSP0RT)へのそのライゲーションの説明である。「B」
は、ビオチン分子(従って、cDNA分子のビオチン化の部位)を示し、そして「RE
」は、単離後の固相支持体からのcDNAの回収を容易にするために使用される、制
限エンドヌクレアーゼ切断部位の位置を示す。
発明の詳細な説明
本発明は、高い処理量(high−througout)の様式における、小量のポリA+ RN
AまたはmRNAからのcDNAライブラリーの迅速的な生成および単離について特に適
する。本発明の好ましい局面において、1本鎖ポリA+ RNAまたはmRNAの集団は、
リガンド結合化プライマーアダプター(非特異的または遺伝子特異的)と、溶液
中でハイブリダイズされる。本明細書中で使用されるように、用語「プライマー
−アダプター」は、鋳型核酸分子(例えば、mRNAまたはポリA+ RNA分子)に特異
的に結合(例えば、ハイブリダイズ)し得る核酸分子をいう。本発明の特に好ま
しい実施態様において、プライマー−アダプターは、鋳型核酸分子の全てまたは
部分に相補的な核酸分子の転写、逆転写、重合化、または伸長の開始を可能にす
る。
本発明により、第1鎖および第2鎖のcDNA反応は、好ましくは1つのチューブ
において行われ、生成される2本鎖cDNAの3'末端、または3'末端近くに、リガ
ンドを導入する。次いで、リガンド結合されたcDNAは、リガンドハプテン相互作
用を介してcDNAが結合するハプテンと結合された固体支持体に結合し、それによ
ってcDNAの濃縮、ならびに有機抽出および沈殿を伴わない緩衝液の交換を可能に
することによって単離され得る。続いて、結合されたcDNAは、制限酵素消化によ
って、固相支持体から解離される。次いで、この非対称性のcDNAは、適切な末端
(一方の末端は、cDNAを解離するために使用される制限部位に適合し、および他
方の末端は、平滑末端である)を含むベクターに、直接的にクローン化される。
ベクターへのクローニングに続いて、またはその前に、特定のcDNA配列(例えば
、遺伝子または遺伝子フラグメント)は、本発明の標的特異的プライマー−アダ
プターを使用して選択的に単離され得る。複数の時間のかかる抽出および沈殿の
排除に加えて、本発明の方法は、DNAアダプターについて必要なものおよびcDNA
分画(過剰の連結されないアダプターを除去するために、通常必要な工程)につ
いての必要性を排除する。従って、本発明は、PCR増幅に必要性を伴うことなく
、ナノグラム量のポリA+ RNAまたはmRNAから、より多くの量のcDNAの迅速的な生
成および単離ならびにcDNAライブラリーの構築を容易にする。本発明はまた、構
築されたcDNAライブラリーからの、所望の遺伝子または遺伝子フラグメントの単
離を可能にする、単回の選択技術を提供する。
核酸鋳型分子の供給源
本発明の方法を使用して、核酸分子、および、特に、cDNA分子が、種々の核酸
鋳型分子から調製され得る。本発明における使用のために好ましい核酸分子とし
ては、1本鎖または2本鎖のRNAが挙げられる。より好ましい核酸分子としては
、ポリアデニル化RNA(ポリA+ RNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスフ
ァーRNA(tRNA)、およびリボソームRNA(rRNA)分子が挙げられ、ならびに最も
好ましいのは、mRNAおよびポリA+ RNA分子である。
本発明の方法による核酸分子またはcDNA分子を調製するために使用される核酸
鋳型分子は、当業者に周知の標準的な有機化学合成法に従って、合成的に調製さ
れ得る。より好ましくは、核酸鋳型分子は、天然の供給源(例えば、種々の細胞
、組織、器官、または生物体)から得られ得る。核酸分子の供給源として使用さ
れ得る細胞は、原核生物(細菌細胞、これには、Escherichia属、Bachillus属、
Serratia属、Salmonella属、Staphylococcus属、Streptococcus属、Clostridium
属、Chlamydia属、Neisseria属、Treponema属、Mycoplasma属、Bprrelia属、Leg
ionella属、Pseudomonas属、Mucobacterium属、Heilicobacter属、Erwinia属、A
grobacterium属、Rhizobium属、およびStreptomyzes属の種の細胞を含む)、ま
たは真核生物(真菌(特に、酵母)、植物、原生動物、および他の寄生虫、なら
びに動物(昆虫(特に、Drosophilla spp.細胞)、線虫(特に、Caenorhabditis
ele
gans細胞)、および哺乳動物(特に、ヒト細胞)を含む)であり得る。
核酸の供給源として使用され得る哺乳動物体細胞としては、血球(網赤血球お
よび白血球)、内皮細胞、上皮細胞、神経細胞(中枢神経系または末梢神経系由
来)、筋肉細胞(骨格筋、平滑筋、または心筋からの筋細胞および筋芽細胞を含
む)、結合組織細胞(線維芽細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、
および骨芽細胞を含む)、ならびに他の間質細胞(例えば、マクロファージ、樹
状細胞、シュワン細胞)が挙げられる。哺乳動物生殖細胞(精母細胞および卵母
細胞)はまた、上述の体細胞および生殖細胞を生じる前駆体(progenitor)、先
駆体(precursor)、および幹細胞であり得るので、本発明における使用のため
の核酸の供給源として使用され得る。核酸の供給源として使用するために適切な
ものはまた、哺乳動物の組織または器官である(例えば、脳、腎臓、肝臓、膵臓
、血液、骨髄、筋肉、神経、皮膚、尿生殖器、循環系、リンパ系、胃腸、および
結合組織の供給源由来の組織または器官、ならびに哺乳動物(ヒトを含む)の胚
または胎児に由来する供給源に由来する組織または器官)。
任意の上述の原核生物または真核生物の細胞、組織、および器官は、正常であ
り得るか、罹患され得るか、形質転換され得るか、樹立され得るか、前駆体であ
り得るか、先駆体であり得るか、胎性であり得るか、または胚であり得る。罹患
された細胞は、例えば、感染性疾患(細菌、真菌、もしくは酵母、ウイルス(AI
DSを含む)、もしくは寄生虫によって引き起こされる)に関与するか、遺伝的も
しくは生化学的病理学(例えば、嚢胞性線維症、血友病、アルツハイマー病、筋
ジストロフィー、もしくは多発性硬化症)に関与するか、またはガン性プロセス
に関与する細胞を含み得る。形質転換または樹立された動物細胞株としては、例
えば、COS細胞、CHO細胞、VERO細胞、BHK細胞、HeLa細胞、HepG2細胞、K562細胞
、F9細胞などが挙げられ得る。本発明における使用のための核酸の供給源として
適切な他の細胞、細胞株、組織、器官、および生物体は、当業者に明らかである
。
一旦、開始する細胞、組織、器官、または他のサンプルが得られると、核酸分
子(例えば、mRNA)は、当該分野において周知である方法によって、そこから単
離され得る(例えば、Maniatis,T.らCell 15:687-701(1978);Okayama,H.
およびBerg,P.、Mol.Cell.Biol.2:161-170(1982);Gubler,U.およびHoff
man,B.J.、Gene 25:263-269(1983)を参照のこと)。考察されるように、本発
明は、サンプルからmRNAおよび/またはポリA+ RNAを単離することおける改善を
提供する。ポリA+ RNAまたはmRNAを特異的に認識し、そして結合する、本発明の
プライマー−アダプターの使用は、このような選択を可能にする。好ましくは、
プライマー−アダプターは、mRNAまたはポリA+ RNAのポリAテイルを認識し、そ
してこれにハイブリダイズする。このような、プライマー−アダプターとしては
、オリゴ(dT)を含有するプライマー−アダプターが挙げられ得る。いったん結
合すると、プライマー−アダプターのリガンド部分の使用は、所望のRNA分子の
単離を可能にする。次いで、このように単離されるポリA+ RNAまたはmRNA分子は
、本発明の方法を使用して、cDNA分子およびcDNAライブラリーを調製するために
使用され得る。
核酸分子の合成
本発明の実施において、1つ以上のリガンド分子を含有する核酸分子、および
、特に、cDNA分子またはcDNAライブラリーは、上記のように得られる核酸鋳型(
これは、好ましくは、mRNA分子またはポリA+ RNA分子である)と、ポリメラーゼ
活性および/または逆転写酵素活性を有する1つ以上のポリペプチドと、本発明
の1つ以上のプライマー−アダプターとを混合することによって生成される。投
入核酸分子の逆転写および/または重合化に有利な条件下で、鋳型の全てまたは
一部に相補的な核酸分子の合成が、達成される。本発明において使用される逆転
転写酵素および/またはポリメラーゼ活性を有する好ましいポリペプチド(例え
ば、酵素)としては、モロニーマウス白血病ウイルス(M-MLV)逆転写酵素、ラ
ウス肉腫ウイルス(RSV)逆転写酵素、トリ骨髄芽球症ウイルス(AMV)逆転写酵
素、ラウス随伴ウイルス(RAV)逆転写酵素、骨髄芽球症随伴ウイルス(MAV)逆
転写酵素、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)逆転写酵素、レトロウイルス逆転写酵
素、レトロトランスポゾン逆転写酵素、B型肝炎逆転写酵素、カリフラワーモザ
イクウイルス逆転写酵素、細菌逆転写酵素、Thermus thermophilus(Tth)DNAポ
リメラーゼ、Thermus aquaticus(Taq)DNAポリメラーゼ、Thermotoga neopolit
ana(Tne)DNAポリメラーゼ、Thermotoga maritima(Tma)DNAポリメラーゼ、Th
er
mococcus litoralis(TliまたはVENTTM)DNAポリメラーゼ、Pyrococcus furiosu
s(PfuまたはDEEPVENTTM)DNAポリメラーゼ、Pyrococcus woosii(Pwo)DNAポリ
メラーゼ、Bacillus sterothermophilus(Bst)DNAポリメラーゼ、Sulfolobus a
cidocaldarius(Sac)DNAポリメラーゼ、Thermoplasma acidophilum(Tac)DNA
ポリメラーゼ、Thermus flavus(Tfl/Tub)DNAポリメラーゼ、Thermus ruber(T
ru)DNAポリメラーゼ、Thermus brockianus(DYNAZYMETM)DNAポリメラーゼ、Me
thanobacterium thermoautotrophicum(Mth)DNAポリメラーゼ、ならびにその変
異体、改変体、および誘導体が挙げられるが、これらに制限されない。本発明に
おける使用のために特に好ましいのは、RNase H活性が実質的に減少されるこれ
らの酵素の改変体である。「RNase H活性が実質的に減少された」酵素によって
、野生型のRNase H活性または「RNaseH゛」酵素(例えば、野生型M-MLVまたはAM
V逆転写酵素)活性の約20%未満、より好ましくは、約15%、10%、もしくは5%未
満、そして最も好ましくは、約2%未満の活性を有する酵素が意味される。任意
の酵素のRNase H活性は、例えば、米国特許第5,244,797号において、Kotewicz,
M.L.ら、Nucl.Acids Res.16:265(1988)において、およびGerard,G.F.ら、FO
CUS14(5):91(1992)(これらの全ての開示は、本明細書中に参考として十分に
援用される)において記載されるアッセイのような種々のアッセイによって決定
され得る。
ハプテン分子が結合する任意のリガンドは、本発明の方法において使用される
リガンド結合プライマー−アダプター分子を形成するために使用され得る。この
目的のために適切なリガンドとしては:(i)ビオチン;(ii)抗体;(iii)
酵素;(iv)リポ多糖;(v)アポトランスフェリン;(vi)フェロトランスフ
ェリン;(vii)インスリン;(viii)サイトカイン(増殖因子、インターロイ
キン、またはコロニー刺激因子);(ix)gp120;(x)β-アクチン;(xi)LF
A-1;(xii)Mac-1;(xiii)グリコホリン(glycophorin);(xiv)ラミニン
;(xv)コラーゲン;(xvi)フィブロネクチン;(xvii)ビトロネクチン;(x
viii)インテグリンαVβ1およびαVβ3;(xix)インテグリンα3β1、α4β1
、α4β7、α5β1、αVβ1、αIIbβ3、αVβ3、およびαVβ6;(xx)インテグ
リンα1β1、α2β1、α3β1、およびαVβ3;(xxi)インテグリンα1β1、α2
β1、α3β1、
α6β1、α7β1、およびα6β5;(xxii)アンキリン;(xxiii)C3bi、フィブ
リノーゲン、または第X因子;(xxiv)ICAM-1またはICAM-2;(xxv)スペクリ
ンまたはホドリン;(xxvi)CD4;(xxvii)サイトカイン(例えば、増殖因子、
インターロイキン、またはコロニー刺激因子)レセプター;(xxviii)インスリ
ンレセプター;(xxix)トランスフェリンレセプター;(xxx)Fe+++;(xxxi)
ポリミキシンBまたはエンドトキシン中和タンパク質(ENP);(xxxxii)酵素
特異的基質;(xxxiii)プロテインA、プロテインG、細胞表面Fcレセプター、
または抗体特異的抗原;ならびに(xxxiv)アビジンおよびストレプトアビジン
が挙げられるが、これらに制限されない。本発明の方法における使用のために最
も好ましいのは、ビオチンである。リガンド結合プライマー−アダプター核酸分
子は、1つ以上のリガンド分子がプライマー−アダプター分子の1つ以上のヌク
レオチドに付着され(好ましくは、共有結合的に)(例えば、図1を参照のこと
)、当業者に周知の従来の有機合成法を使用して、生成され得る。例えば、オリ
ゴヌクレオチドは、最初に5'アミノ(NH2)基を生成し、次いでCab-NHSエステ
ルを付加することによって、5'末端でビオチン化され得る(Langer,P.R.ら、P
roc.Natl.Acad.Sci.USA 78:6633(1981))。本発明の特に好ましい局面に
おいて、1つ以上の、2つ以上の、3つ以上の、または4つ以上のリガンド分子
、最も好ましくはビオチン分子を含有するプライマー−アダプター分子が、調製
される。
リガンド分子に加えて、プライマー−アダプター分子はまた、好ましくは、1
つ以上のエンドヌクレアーゼ切断部位、好ましくは制限エンドヌクレアーゼ部位
を含有する。これらの部位は、ハプテン結合化固体支持体からの、プライマー−
アダプターを含有する新規に合成される核酸分子の解離を容易にする。本発明に
従って使用され得るエンドヌクレアーゼの例としては、GeneIIが挙げられるが、
これに制限されない。本発明に従って使用され得る制限エンドヌクレアーゼの例
としては、AluI、Eco47III、EcoRV、FspI、HpaI、MscI、NruI、PvuII、RsaI、Sc
aI、SmaI、SspI、StuI、ThaI、AvaI、BamHI、BanII、BglII、ClaI、EcoRI、Hind
III、HpaII、KpnI、MseI、NcoI、NdeI、NotI、PstI、PvuI、SacI/SstI、SalI、X
baI、XhoI、およびI-CeuIが挙げられるが、これらに制限されない。
プライマー−アダプター分子中に操作される制限エンドヌクレアーゼ部位は、
好ましくは、平滑末端または突出末端のいずれかを生じるように選択される。そ
の認識部位が本発明のプライマー−アダプター分子中に操作され得る、平滑末端
制限酵素の例としては、AluI、Eco47III、EcoRV、FspI、HpaI、MscI、NruI、Pvu
II、RsaI、ScaI、SmaI、SspI、StuI、およびThaIが挙げられるが、これらに制限
されない。
その認識部位が本発明のプライマー−アダプター分子中に操作され得る、突出
末端酵素の例としては、AvaI、BamHI、BanII、BglII、ClaI、EcoRI、HindIII、H
paII、KpnI、MseI、NcoI、NdeI、NotI、PstI、PvuI、SacI/SstI、Sall,Xba、Xh
oI、およびI-CeuIが挙げられるが、これらに制限されない。
本発明の特に好ましい局面において、プライマーアダプター分子は、まれな切
断制限エンドヌクレアーゼ(例えば、8個以上の塩基を認識するエンドヌクレア
ーゼ(例えば、8塩基対カッターなど))によって認識される部位を含むように
操作される。このような制限部位としては、NotI制限部位、I-CeuI制限部位、PI
-PspI制限部位、およびI-PpoI制限部位、PI-TliI制限部位、およびPI-FceI制限
部位が挙げられ得る。上記の制限酵素、および本発明の方法において等しく使用
され得る他の制限酵素は、例えば、Life Technologies,Inc.(Rockville、MD
)から市販されている。制限酵素およびそれらの切断部位の他の例について、Ro
berts,R.J.、Nucl.Acids Res.17(補遺):r347-r387(1989)もまた参照のこと
。
一旦、リガンド結合化プライマー−アダプター分子が得られると、これは、多
数の任意の周知の技術を使用して、投入した核酸から核酸分子を生成するために
使用される。このような合成技術としては、核酸鋳型へのプライマー−アダプタ
ーのハイブリダイゼーション、および鋳型の全てまたは一部に相補的な核酸分子
を作製するためのプライマー−アダプターの伸長が挙げられる。このような合成
は、ヌクレオチド(例えば、デオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP)、ジデ
オキシリボヌクレオシド三リン酸(ddNTP)、またはそれらの誘導体)、ならび
にポリメラーゼおよび/または逆転写酵素活性を有する1つ以上のポリペプチド
の存在下で、達成される。本発明のプライマー−アダプターは、周知の技術を使
用して、任意の核酸合成反応(cDNA合成を含む)、核酸増幅、および核酸配列決
定において使用され得る。cDNAの合成のために、本発明のプライマー−アダプタ
ー分子は、cDNA分子もしくはcDNAライブラリーを生成するために、以下の実施例
1に記載されるようなcDNA合成の方法、または当該分野において周知の他の方法
(例えば、Gubler,U.およびHoffman,B.J.、Gene 25:263-269(1983);Krug,
M.S.およびBerger,S.L.、Meth.Enzymol.152:316-325(1987);Sambrook,J.
ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring Harbor、N
Y:Cold Spring Harbor Laboratory Press、8.60〜8.63頁(1987))と組合わせ
て使用され得る。
あるいは、本発明のプライマー−アダプター分子は、本発明に従う、cDNAの単
一チューブ合成において使用され得る。このアプローチにおいて、投入核酸分子
(好ましくは、mRNAまたはポリA+ RNA分子)は、本発明のプライマー−アダプタ
ー分子と、溶液中でハイブリダイズされ、ハイブリダイズされた複合体は、cDNA
合成に必要なdNTPおよび補因子の存在下、逆転写酵素活性を有するポリペプチド
(例えば、酵素)(これは、好ましくは、上記の任意のポリペプチドである)と
接触される。第1の鎖の合成後、次いで、第2のcDNA鎖が、改変されたGulber-H
offman反応(D'Alessio,J.M.ら、Focus 9:1(1987))によって、同じ反応容器
中で合成され得る。本発明の方法が有利に使用され得るcDNA合成の他の技術は、
当業者に容易に明らかである。
核酸分子の単離
本発明の方法に従って、1つ以上のプライマー−アダプターを含有する1本鎖
および2本鎖の核酸分子(例えば、cDNA分子またはcDNAライブラリー)が、生成
される。次いで、このような核酸分子またはライブラリーは、リガンドを結合す
る1つ以上のハプテン分子を含有する固体支持体に、核酸分子を結合することに
よって、溶液から迅速的に単離され得る。
本発明の実施において、リガンド特異的ハプテン分子が結合され得る任意の固
体支持体が使用され得る。好ましいこのような固相支持体としては、ニトロセル
ロース、ジアゾセルロース、ガラス、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、デキストラン、セファロース、寒天、デンプン、ナイロ
ン、ビーズ、およびマイクロタイタープレートが挙げられるが、これらに制限さ
れない。好ましいものは、ガラス、ラテックス、または磁性材料から作製される
ビーズであり、そして特に好ましいものは、磁性ビーズ、常磁性ビーズ、または
超常磁性ビーズである。固体支持体へのハプテン分子の結合は、当業者に周知の
共有結合、疎水性結合、またはイオン結合のようなハプテン結合の任意の方法(
コーティングを含む)によって達成され得る。
本発明により、プライマー−アダプター分子に結合される(それゆえ、本発明
の方法によって生成される核酸分子中に含まれる)リガンド分子を結合する能力
を有する任意のハプテン分子が、使用され得る。本発明における使用のために特
に好ましいハプテン分子(これは、上述で列挙されるリガンド分子に順に対応す
る)としては、:(i)アビジンおよびストレプトアビジン;(ii)プロテイン
A、プロテインG、細胞表面Fcレセプター、または抗体特異的抗原;(iii)酵
素特異的基質;(iv)ポリミキシンBまたはエンドトキシン中和タンパク質(EN
P);(v)Fe+++;(vi)トランスフェリンレセプター;(vii)インスリンレ
セプター;(viii)サイトカイン(例えば、増殖因子、インターロイキン、また
はコロニー刺激因子)のレセプター;(ix)CD4;(x)スペクトリンまたはホド
リン;(xi)ICAM-IまたはICAM-2;(xii)C3bi、フィブリノーゲン、または第
X因子;(xiii)アンキリン;(xiv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、
α6β1、α7β1、およびα6β5;(xv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、
およびαVβ3;(xvi)インテグリンα3β1、α4β1、α4β7、α5β1、αVβ1
、αIIbβ3、αVβ3、およびαVβ6;(xvii)インテグリンαVβ1およびαVβ3
;(xviii)ビトロネクチン;(xix)フィブロネクチン;(xx)コラーゲン;(
xxi)ラミニン;(xxii)グリコホリン;(xxiii)Mac-1;(xxiv)LFA-1;(xx
v)β-アクチン;(xxvi)gp120;(xxvii)サイトカイン(増殖因子、インター
ロイキン、またはコロニー刺激因子);(xxviii)インスリン;(xxix)フェロ
トランスフェリン;(xxx)アポトランスフェリン;(xxxi)リポ多糖;(xxxii
)酵素;(xxxiii)抗体;ならびに(xxxiv)ビオチンが挙げられるが、これら
に制限されない。
例えば、プライマー−アダプター分子および新規に合成された核酸分子が、ビ
オチンを含む、本発明の好ましい局面において、ビオチンを結合するハプテン
(例えば、アビジンまたはストレプトアビジン)は、固体支持体に連結され得る
。特に好ましいこのような局面において、使用される固体支持体は、アビジンも
しくはストレプトアビジンが結合された磁性ビーズ、常磁性ビーズ、または超常
磁性ビーズであり、これらは、例えば、Dynal A.S.(Oslo、Norway)またはSigm
a(St.Louis、Missouri)から市販されている。もちろん、ハプテンの選択は、
プライマー−アダプター分子の生成において使用されるリガンドの選択に依存し
;従って、本発明の方法における使用のために適切なハプテンは、当業者に周知
である。
本発明の方法によって生成される核酸分子を単離するために、本発明のプライ
マー−アダプターを含有する核酸分子を含む溶液は、ハプテンによるリガンドの
結合に有利な条件下で、ハプテン結合化固体支持体と接触される。代表的には、
これらの条件は、緩衝化塩溶液、好ましくは、TRIS-、リン酸-、HEPES-、または
炭酸塩-緩衝化塩化ナトリウム溶液、より好ましくは、TRIS-緩衝化塩化ナトリウ
ム溶液、なおより好ましくは、約10〜100mM TRIS-HClと約300〜2000mM NaClとを
含有する溶液、および最も好ましくは、約10mM TRIS-HClと約1M NaClとを、約
6〜9のpH、より好ましくは、約7〜8のpH、なおより好ましくは、約7.2〜7.6
のpH、そして最も好ましくは、約7.5のpHで含有する溶液中でのインキュベーシ
ョンを包含する。インキュベーションは、好ましくは、0℃〜約25℃で、そして
最も好ましくは約25℃で、約30〜120分間、好ましくは、約45〜90分間、そして
最も好ましくは、約60分間、行われ、ハプテン結合化固体支持体へのリガンド結
合化核酸分子の結合を可能にした。
いったん核酸が、固相支持体に結合されると、所望されない物質または混入物
質(例えば、第1および第2の鎖の合成反応からの緩衝液および酵素、転写され
ない投入RNA分子など)は、上清中のそれらを単に除去することによって、排除
され得る。例えば、ビオチン化cDNA分子が、アビジンまたはストレプトアビジン
結合化固相に結合される好ましい局面において、混入物は、穏やかに吸引し、そ
して上清を捨てることによって、除去され得る。アビジンもしくはストレプトア
ビジンが結合された磁性、常磁性、または超常磁性のビーズが固体支持体として
使用される特に好ましいこのような局面において、核酸(例えば、cDNA)を含有
するビーズは、磁石(例えば、Manga-Sep Magnetic Particle Separator;Life
Technologies,Inc.)を使用して上清から分離され、そして上清は、ピペットを
使用して取り除かれる。固体支持体からのそれらの解離の前に、固定化された核
酸分子は、好ましくは、所望されない物質をより十分に除去するために、例えば
、上記の緩衝化塩溶液の1つで、1回以上洗浄される。
一旦、混入物が十分に除去されると、核酸(例えば、cDNA)分子は、認識配列
の切断に有利な条件下で、支持体を、上記のようなプライマー−アダプター分子
中に操作された配列を特異的に認識するエンドヌクレアーゼ(これは、制限エン
ドヌクレアーゼであり得る)と接触させることによって、固体支持体から解離さ
れ得る。NotIおよび/またはI-CeuI認識配列が、プライマー−アダプター分子中
に操作される(従って、これは、新規に合成された核酸(例えば、cDNA)分子中
に含まれる)本発明の特に好ましいこのような局面において、固体支持体は、No
tIおよび/またはI-CeuIを含有する溶液と接触される。もちろん、固体支持体か
ら核酸分子を解離するために使用される制限酵素の選択は、プライマー−アダプ
ター分子中に操作された特異的な認識部位およびその認識部位が核酸分子中に存
在する可能性に依存する。固体支持体からの核酸分子(例えば、cDNAまたはcDNA
ライブラリー)の解離のための好ましい条件は、約20℃〜約40℃、好ましくは、
約25℃〜約39℃、より好ましくは、約30℃〜約37℃、そして最も好ましくは、約
37℃で、約30〜180分間、好ましくは、約60〜150分間、そして最も好ましくは約
120分間のインキュベーションを包含する。固体支持体からのそれらの解離後、
核酸分子(例えば、cDNA分子またはcDNAライブラリー)は、本発明に従って、ま
たは文献において周知である技術(例えば、Gubler,U.およびHoffman,B.J.Ge
ne 25:263-269(1983);Krug,M.S.およびBerger,S.L.、Meth.Enzymol.152:
316−325(1987);Sambrook,J.ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual
、第2版、Cold Spring Harbor、NY:Cold Spring Harbor Laboratory Press、8.
60〜8.63頁(1987))、および当業者に周知の技術によって、加工およびさらに
精製され得る。
キット
本発明はまた、核酸分子(例えば、cDNA分子またはライブラリー)の生成およ
び単離における使用のためのキットを提供する。本発明のこの局面に従うキット
は、1つ以上の容器(例えば、バイアル、チューブ、アンプル、ボトルなど)を
その中の密接な(close)仕切りの中に有するキャリア手段(例えば、ボックス
、カートン、チューブなど)を含み、ここで第1の容器は、1つ以上のプライマ
ー−アダプター核酸分子を含み、このプライマー−アダプター分子は、好ましく
は、ビオチン化されたプライマー−アダプター核酸分子である。他の局面におい
て、本発明のキットはさらに、ハプテンが結合された固体支持体を含有する1つ
以上のさらなる容器を含み、この固体支持体は、任意の上記の固体支持体であり
得、および最も好ましくは、アビジンもしくはストレプトアビジンが結合された
磁性、常磁性、または超常磁性のビーズである。さらなる局面において、本発明
のキットはさらに、例えば、1つ以上のヌクレオチド(例えば、dNTP、ddNTP、
もしくはその誘導体)、または逆転写酵素活性および/またはポリメラーゼ活性
を有する1つ以上のポリペプチド(例えば、酵素)、好ましくは上記のそれらの
酵素のいずれかを含む、1つ以上のさらなる容器を含み得る。このようなヌクレ
オチドまたはその誘導体としては、dUTP、dATP、dTTP、dCTP、cGTP、dITP、7-デ
アザ-dGTP、α-チオ-dATP、α-チオ-dTTP、α-チオ-dGTP、α-チオ-dCTP、ddUTP
、ddATP、ddTTP、ddCTP、ddGTP、ddITP、7-デアザ(deaza)-ddGTP、α-チオ-dd
ATP、α-チオ-ddTTP、α-チオ-ddGTP、α-チオ-ddCTP、またはそれらの誘導体(
これらの全ては、Life Technologies,Inc.(Rockville、Maryland)、New Engl
and BioLabs(Beverly,Massachusetts)、およびSigma Chemical Company(Sai
nt Louis,Missouri)を含む供給源から市販されている)が挙げれ得るが、これ
らに制限されない。本発明に従うさらなるキットは、固体支持体からの、核酸分
子(例えば、cDNA分子またはcDNAライブラリー)の解離のために使用される、1
つ以上のエンドヌクレアーゼまたは制限酵素を含有する1つ以上のさらなる容器
を含み得る。本発明のこの局面により包含されるキットはさらに、核酸逆転写お
よび/または重合化プロトコルを行うために必要な、さらなる試薬(例えば、適
切な緩衝液)および化合物を含み得る。
使用
本発明は、核酸分子の迅速的な生成および単離を必要とする種々の適用におい
て使用され得る。本発明は、mRNAまたはポリA+ RNA分子の単離に、核酸分子の集
団からの所望の核酸分子の単離に、および核酸分子(特に、小量のmRNAからの完
全長のcDNA分子)の生成に、特に適する。
本発明はまた、核酸分子の増幅のための方法に、およびこれらの方法によって
増幅された核酸分子に関する。本発明のこの局面により、核酸分子は、当該分野
で公知の任意の増幅方法に従って、本発明の核酸分子(例えば、cDNA分子)を増
幅することによって、増幅され得る(すなわち、核酸分子のさらなるコピーが調
製される)。本発明のこの局面に従う特に好ましい増幅方法としては、PCR(米
国特許第4,683,195号および同第4,683,202号)、Strand Displacement Amplific
ation(SDA;米国特許第5,455,166号;EP 0 684 315)、およびNucielc Acid Seq
uence-Based Ampllfication(NASBA;米国特許第5,409,818号;EP 0 329 822)
が挙げられる。最も好ましいものは、1つ以上のPCR増幅を含むそれらの方法で
ある。
本発明はまた、本発明の核酸分子、または増幅された核酸分子を含む組換えベ
クターを調製するために使用され得る方法、これらの組換えベクターを含む宿主
細胞、これらのベクターおよび宿主細胞を使用して組換えポリペプチドを生成す
るための方法、ならびにこれらの方法を使用して生成される組換えポリペプチド
に関する。
組換えベクターは、当該分野において周知である方法を使用して、本発明に従
って調製された1つ以上の核酸分子または増幅された核酸分子を、ベクターに挿
入することによる、本発明のこの局面に従って生成され得る(図1を参照のこと
)。本発明のこの局面において使用されるベクターは、例えば、ファージまたは
プラスミドであり得、および好ましくはプラスミドである。好ましいのは、目的
のポリペプチドをコードする核酸配列に対するシス作用性の制御領域を含有する
ベクターである。適切なトランス作用性因子は、宿主によって供給され得るか、
補足(complementing)ベクターによって供給され得るか、または宿主への導入
の際にベクター自身によって供給され得る。
この点に関する特定の好ましい実施態様において、ベクターは、本発明のcDNA
分子または核酸分子の特異的な発現を提供する発現ベクターであり、このベクタ
ーは、誘導性および/または細胞型特異的であり得る。このようなベクターの中
で特に好ましいのは、温度および栄養素添加物のような、操作することが容易で
ある環境因子による誘導性のベクターである。
本発明において有用な発現ベクターとしては、染色体-、エピソーム-、および
ウイルス-由来のベクター(例えば、細菌プラスミドまたはバクテリオファージ
に由来するベクター)、およびそれらの組み合わせに由来するベクター(例えば
、コスミドおよびファージミド)が挙げられ、そして好ましくは、少なくとも1
つの選択マーカー(例えば、細菌宿主細胞中での培養のためのテトラサイクリン
またはアンピシリン耐性遺伝子)が挙げられる。このような発現ベクターへの挿
入の前に、本発明の核酸分子(例えば、cDNA分子)または増幅される核酸分子は
、適切なプロモーター(例えば、ファージλPLプロモーター、E.coli lacプロモ
ーター、trpプロモーターおよびtacプロモーター)に作動可能に連結されるべき
である。他の適切なプロモーターは、当業者に公知である。
本発明における使用のために特に好ましいベクターとしては、pQE70、pQE60、
およびpQE-9(Qiagenから入手可能);pBSベクター、Phagescriptベクター、Blu
eScriptベクター、pNH8A、pNH16a、pNH18A、pNH46A(Stratageneから入手可能)
;pcDNA3(Invitorogenから入手可能);pGEX、pTrxfus、pTrc99a、pET-5、pET-9
、pKK223-3、pKK233-3、pDR540、pRIT5(Pharmaciaから入手可能);ならびにpS
PORT1、pSP0RT2、およびpSV・SPORT1(Life Technologies,Inc.から入手可能)
が挙げられる。他の適切なベクターは、当業者に容易に明らかである。
本発明に従って使用され得る代表的な宿主細胞としては、細菌細胞、酵母細胞
、植物細胞、および動物細胞が挙げられるが、これらに制限されない。好ましい
細菌宿主細胞としては、Escherichia ssp.細胞(特に、E.coli細胞および最も特
には、E.coliのDH10BおよびStb12株)、Bacillus spp.細胞(特に、B.subtilis
およびB.megaterium細胞)、Streptomyces spp.細胞、Erwinia ssp.細胞、Klebs
iella spp.細胞、ならびにSalmonella spp.細胞(特に、S.typhimurium細胞)
が挙げられるが、これらに制限されない。好ましい動物宿主細胞株としては、昆
虫
細胞(最も特には、Spodoptera frugiperda Sf9およびSf21細胞、ならびにTrich
oplusa High-Five細胞)、ならびに哺乳動物細胞(最も特には、CHO細胞、COS細
胞、VERO細胞、BHK細胞、およびヒト細胞)が挙げられる。これらのおよび他の
適切な宿主細胞は、例えば、Life Technologies,Inc.、アメリカンタイプカル
チャーコレクション、およびInvitrogenから市販されている。
さらに、本発明は、組換えポリペプチドを生成するための方法、およびこれら
の方法によって生成されるポリペプチドを提供する。本発明のこの局面により、
組換えポリペプチドは、任意の上述の組換え宿主細胞を、そこからのポリペプチ
ドの生成、およびポリペプチドの単離を有利にする条件下で、培養することによ
って、生成され得る。組換え宿主細胞を培養するための方法、ならびにそこから
のポリペプチドの生成および単離のための方法は、当業者に周知である。
他の適用において、本発明の方法は、ポリA+ RNAの複雑な集団から遺伝子特異
的cDNAライブラリーを作製するために使用され得る。本発明の方法はまた、AFLP
のような多型解析法と組合わせて、異なる2つのDNA集団間の転写の差異の、迅
速的なおよび直接的な同定を容易にする。さらに、本発明において使用されるプ
ライマー−アダプターは、調節配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、ま
たは他の調節領域)を含むように設計され得る。1つのこのような局面において
、T7またはSP6 RNAポリメラーゼについてのプロモーターが、プライマー−アダ
プター中に操作され得、それによって増幅またはサブトラクションにおける使用
のための元のmRNAのさらなるコピーの生成を可能にする。さらに、本発明の方法
は、細胞、組織、器官、もしくは生物体からのような、全RNAからポリA+ RNAを
単離するために、または全RNAからcDNAライブラリーを直接的に作製するために
、使用され得る。後者の適用において、本発明は、目的のmRNAが全RNAのうちの
ごく微少な画分を示す場合に特に有用であり;本発明によって、この低レベルの
mRNAは、全RNAのバックグラウンドから迅速的かつ効率的に単離され得、次いで
、種々の目的(例えば、クローニングおよび/または増幅)のために、1本鎖ま
たは2本鎖のcDNA分子に、迅速的かつ効率的に逆転写され得る。
本明細書中に記載される方法および適用に対する他の適切な改変および適応は
、明白であること、および本発明の範囲またはその任意の実施態様から逸脱する
こ
となくなされ得ることが、当業者には容易に明らかである。ここで本発明を、詳
細に記載したが、本発明は、以下の実施例を参照することによってより明らかに
理解され、この実施例は、例示の目的のためのみに本明細書中に含まれ、本発明
を制限することは意図されない。
実施例1:cDNA分子の生成および単離
第1鎖および第2鎖のcDNA合成反応を、50〜5000ngのmRNAを、106個を超える
クローンのライブラリーを生成するための開始材料として使用した以外は、SUPE
RSCRIPT Plasmid System(Life Technologies,Inc.,Rockville,Maryland)に
ついての指導マニュアルにおいて記載されるように行った。cDNA合成において使
用されるプライマー−アダプターは、4つのビオチン(B)残基を含んだ:B-GA
CT(-B)AGT(-B)T(-B)CTAGATCGCGAGCGGCCGCCC(T15)(配列番号1)。
簡潔には、1μgのビオチン化されたプライマー−アダプターを使用して、第
1鎖の合成を、60分間、50mM TRIS-HCl(pH8.3)、75mM KCl、3mM MgCl2、10mM
DTT、それぞれ500μMのdATP、dCTP、dGTP、およびdTTP、50μM/ml Bio-p-A、な
らびに10,000〜50,000ユニット/ml SuperScript II逆転写酵素(Life Technolog
ies,Inc.)を含有する溶液中で、開始した。第2鎖の合成を、以前に記載され
た方法(Okayama,H.およびBerg,P.、Mol.Cell.Biol.2:161(1982);Guble
r,U.およびHoffman,B.J.、Gene 25:263(1983);D'Alessio,J.M.ら、FOCUS
9:1(1987))を用いて、25mM TRIS-HCl(pH7.5)、100mM KCl、5mM MgCl2、10
mM(NH4)2SO4、0.15mM B-NAD+、それぞれ250μMのdATP、dCTP、dGTP、およびdTTP
、1.2mM DTT、65ユニット/ml DNAリガーゼ、250ユニット/ml DNAポリメラーゼI
、ならびに13ユニット/ml RNase Hを含有する溶液中で、2時間、16℃にて行っ
た。
2時間の第2鎖のcDNA合成反応のうちの最後の30分間の間、ストレプトアビジ
ン常磁性ビーズを調製した。簡潔には、常磁性ビーズ(Life Technologies,Inc
.)を再懸濁し、そして150μlのビーズ懸濁液を、各反応についてマイクロ遠心
分離チューブ中においた。チューブを、Magna-Sep-Magnetic particle Separato
r(磁石)に、2分間置き、そして上清を吸引によって除去した。次いで、ビー
ズを100μlのTE緩衝液(10mM TRIS-HCl(pH7.5)、1mM EDTA)を各チューブに
添加することによって洗浄し、ビーズを再懸濁し、そして上記のように2分後に
上清を除去した。洗浄後、ビーズを、160μlの結合緩衝液(10mM Tris-HCl(pH7
.5)、1mM EDTA、1M NaCl)中に再懸濁し、そしてcDNAを単離することにおけ
る使用まで、25℃で保持した。
第2鎖のcDNA合成反応混合物を、T4 DNAポリメラーゼとともにインキュベーシ
ョンした後、チューブを氷上に置き、そして反応を、10μlの0.5M EDTAの、各チ
ューブへの添加によって終わらせた。次いで、その溶液を、ストレプトアビジン
を結合した常磁性ビーズと接触させることによって、ビオチン化cDNA分子を単離
した。簡潔には、上記のように調製された160μlのビーズを、cDNA反応混合物チ
ューブに添加し、そしてチューブを穏やかに混合し、そして室温で、60分間、イ
ンキュベートした。次いで、チューブを2分間、磁石中に挿入し、その後、上清
を除去し、そして捨てた。次いで、ビーズを、100μlの洗浄緩衝液(10mM TRIS-
HCl(pH7.5)、1mM EDTA、500mM NaCl)で、穏やかに再懸濁し、続いて磁石中
に再挿入することによって洗浄した。2分後、上清を除去し、および捨て、そし
て洗浄工程を反復した。第2の洗浄後、ビーズを100μlの洗浄緩衝液中に再懸濁
し、新しいチューブに移し、そして上述のように2回洗浄した(磁石への5分間
の曝露を伴った)。
第2の5分間の洗浄後、上清を除去し、および捨て、そしてcDNA分子を、NotI
とのインキュベーションによってビーズから取り出した。簡潔には、50μlのNot
I溶液(41μlのオートクレーブした蒸留水、5μlのREact3緩衝液(500mM TRIS-
HCl(pH8.0)、100mM MgCl2、1M NaCl)、および4μlのNotI)を各反応チュー
ブに添加し、そしてチューブを穏やかなピペッティングによって混合した。チュ
ーブを、2時間、37℃でインキュベートし、次いで、磁石中に2分間挿入した。
cDNA分子を含有する上清を、新しいチューブに回収し、そしてビーズを、20μl
のTE緩衝液中で穏やかに再懸濁し、磁石中に2分間、再挿入し、そしてこの洗浄
からの上清を、上述からのcDNA分子を含有する上清と組合わせた。プールした上
清を含有する各チューブに対して、70μlのフェノール:クロロホルム:イソア
ミルアルコール(25:24:1)を添加し、そしてチューブを、徹底的にボルテック
スし、そして室温で、5分間、14,000×gにて遠心分離した。遠心分離後、65μl
の上部の水層を各チューブから取り出し、そして新しいマイクロ遠心分離チュー
ブに移し、そして32μlの7.5M酢酸アンモニウム、1μl(20μg)のグリコーゲ
ン、および250μlの冷(-20℃)無水エタノールを、各チューブに添加した。次
いで、チューブを混合し、そしてドライアイス上に、または-70℃で15分間、保
存し、次いで、30分間、14,000×gで、4℃にて、遠心分離した。上清を除去し
、そして捨て、100μlの70%エタノールを、ペレットに添加し、そしてチューブ
を、2分間、14,000×gで、室温にて、遠心分離した。上清を除去し、および捨
て、そしてペレットを、speed-vac中で乾燥し、次いで、TE緩衝液(50〜200ngの
投入mRNAについて10μl、または200〜5000ngの投入mRNAについて100μl)中に溶
解した。最終的なcDNA収量を、チェレンコフ計数によって決定した。
実施例2:cDNAのベクターライゲーションおよび宿主細胞への導入
10〜50ngのcDNAをベクター(例えば、pCMVSPORT)にライゲーションし、そし
てこのライゲーションを、クローニングベクターをNotIおよびSmaIで予め消化し
たことを除いて、SUPERSCRIPT Plasmid System manual(Life Technologies,In
c.)において記載されるように形質転換することによって、E.collに導入した。
1つのこのようなライゲーションにおいて、50ngのベクターを、4μlの5×T4 D
NAリガーゼ緩衝液(250mM TRIS-HCl(pH7.6)、50mM MgCl2、5mM ATP、5mM DT
T、25%(w/v)PEG-8000)、および1μlのT4リガーゼ(1ユニット)を含有する
1.5mlマイクロ遠心チューブ中で、4℃にて、16時間、cDNAにライゲーションし
た。
実施例3:cDNA収量比較
本発明の方法によるcDNA合成の効率および収量を調べるために、cDNAを上記の
ように生成し、そして生成された量を、代替の市販の系(SUPERSCRIPT Plasmid
System:Life Technologies,Inc.、Rockville、Maryland)を使用して得られた
量と比較した。簡潔には、pCMV・SPORT-cDNAライゲーションを、MAX EFFICIENCY
を含有するプレートに播き、形質転換効率を決定した。各実験について、48個の
ランダムに選択したコロニーに対して、SP6およびT7プロモータープライマー、
ならびに40サイクルのPCRを使用することによって、cDNAインサートをサイズ分
離した。
表1は、SuperScript Plasmid Systemを使用して得られるcDNA収量に対する、
本発明の方法によって得られるcDNA収量の比較を示す。
表1.SUPERSCRIPT Plasmid Systemに対する、本発明の比較 これらの結果は、本発明が、SUPERSCRIPT Plasmid Systemよりも約3〜4倍優
れたcDNAの収量を生成することを実証する。さらに、本発明は、SUPERSCRIPT Pl
asmid Systemで得られる形質転換効率および平均インサートサイズに、ほぼ等価
な形質転換効率および平均インサートサイズを実証した。従って、本発明は、時
間がかかり、そして収量を減少させる、cDNAのサイズ分画工程の使用を伴わない
、完全長のcDNA分子の迅速的かつ効率的な生成のための方法を提供する。
実施例4:種々の量の投入mRNAを使用する、cDNAの生成および単離
本発明の方法が、cDNAを迅速的かつ効率的に生成することが実証されたので、
種々の量の投入mRNAからのcDNAを生成することにおける本発明の効果を調べた。
これらの研究において、投入mRNAの量を、5ng〜1μgまで変化させ、そしてcDN
A収量、形質転換効率、および平均のインサートサイズを、上述のように決定し
た。結果を、表2に示す。
表2.異なる量の投入mRNAを使用した場合のcDNAの収量 これらの結果は、本発明が、5ngほど小量の投入mRNAから、大きなcDNAライブ
ラリー(すなわち、105個のクローンを超える)を生成し得ることを実証する。
以前は、PCR(cDNAライブラリーを偏らせる(bias)プロセス)が、この小量のRNA
からのcDNAライブラリーの生成を可能にした唯一の方法であった。上述の結果を
合わせると、これらの結果は、本発明は、種々の量の投入mRNA(低レベルの発現
を示し、従って、ポリA+または全RNAプールの小画分のみを示すmRNAを含む)か
ら高品質の、完全長のcDNA分子を、迅速的かつ効率的に生成し得ることを示す。
ここで、理解の明瞭さの目的のために、説明および実施例によって、本発明を
いくらか詳細に十分に記載したが、本発明の範囲またはその任意の特定の実施態
様に影響することなく、条件、処方、および他のパラメーターの広範なおよび等
価な範囲内で、本発明を改変または変化することによって、本発明が行われ得る
こと、ならびにこのような改変または変化は、添付の請求の範囲内に包含される
ことが意図されることが当業者には明白である。
本明細書において言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、本発明
が属する分野の当業者の技術のレベルを示し、ならびに各個々の刊行物、特許、
または特許出願が、参考として援用されることが詳細におよび個々に示されるよ
のと同じ程度に、本明細書中で参考として援用される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.核酸分子を作製するための方法であって、以下 (a)核酸鋳型と、(i)ポリメラーゼ活性および/または逆転写酵素活性を 有する1つ以上のポリペプチド、ならびに(ii)プライマー−アダプター核酸分 子とを、混合する工程;ならびに (b)該鋳型の全てまたは一部に相補的な第1の核酸分子を作製するのに十分 な条件下で、該混合物をインキュベートする工程であって、 該プライマー−アダプター核酸分子は、1つ以上のリガンドおよび1つ以上の 切断部位を含有する工程を包含する、方法。 2.前記第1の核酸分子が、前記プライマー−アダプター核酸分子を含有する、 請求項1に記載の方法。 3.前記鋳型が、RNAまたはDNAである、請求項1に記載の方法。 4.前記RNAが、mRNAまたはポリA+ RNA分子である、請求項3に記載の方法。 5.前記第1の核酸分子が、RNAまたはDNAである、請求項1に記載の方法。 6.請求項1に記載の方法であって、前記ポリペプチドが、モロニー白血病ウイ ルス(M-MLV)逆転写酵素、ラウス肉腫ウイルス(RSV)逆転写酵素、鳥類骨髄芽 球症ウイルス(AMV)逆転写酵素、Tne DNAポリメラーゼ、Tma DNAポリメラーゼ 、Taq DNAポリメラーゼ、Tth DNAポリメラーゼ、TliまたはVENTTMDNAポリメラー ゼ、PfuまたはDEEPVENTTMDNAポリメラーゼ、Pwo DNAポリメラーゼ、Bst DNAポリ メラーゼ、Sac DNAポリメラーゼ、Tac DNAポリメラーゼ、Tfl/Tub DNAポリメラ ーゼ、Tru DNAポリメラーゼ、DYNAZYMETMDNAポリメラーゼ、Mth DNAポリメラー ゼ、ラウス随伴ウイルス(RAV)逆転写酵素、骨髄芽球症随伴ウイルス(MAV)逆 転写酵素、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)逆転写酵素、レトロウイルス逆転写 酵素、レトロトランスポゾン逆転写酵素、B型肝炎ウイルス逆転写酵素、カリフ ラワーモザイクウイルス逆転写酵素、細菌逆転写酵素、ならびにその変異体、改 変体、および誘導体からなる群より選択される、方法。 7.前記第1の核酸分子が、cDNA分子である、請求項4に記載の方法。 8.前記切断部位が、前記プライマー−アダプター核酸分子からの、前記リガン ドの少なくとも1つの除去を可能にする、請求項1に記載の方法。 9.前記切断部位が、前記第1の核酸分子からの前記リガンドの少なくとも1つ の除去を可能にする、請求項2に記載の方法。 10.請求項1に記載の方法であって、前記リガンド分子が:(i)ビオチン; (ii)抗体;(iii)酵素;(iv)リポ多糖;(v)アポトランスフェリン;(v i)フェロトランスフェリン;(vii)インスリン;(viii)サイトカイン(増殖 因子、インターロイキン、またはコロニー刺激因子);(ix)gp120;(x)β- アクチン;(xi)LFA-1;(xii)Mac-1;(xiii)グリコホリン;(xiv)ラミニ ン;(xv)コラーゲン;(xvi)フィブロネクチン;(xvii)ビトロネクチン; (xviii)インテグリンαVβ1およびαVβ3;(xix)インテグリンα3β1、α4 β1、α4β7、α5β1、αVβ1、αIIbβ3、αVβ3、およびαVβ6;(xx)イン テグリンα1β1、α2β1、α3β1、およびαVβ3;(xxi)インテグリンα1β1 、α2β1、α3β1、α6β1、α7β1、およびα6β5;(xxii)アンキリン;(xx iii)C3bi、フィブリノーゲン、または第X因子;(xxiv)ICAM-1またはICAM-2 ;(xxv)スペクトリンまたはホドリン;(xxvi)CD4;(xxvii)サイトカイン (例えば、増殖因子、インターロイキン、またはコロニー刺激因子)レセプター ;(xxviii)インスリンレセプター;(xxix)トランスフェリンレセプター;( xxx)Fe+++;(xxxi)ポリミキシンBまたはエンドトキシン中和化タンパク質( ENP);(xxxii)酵素特異的基質;(xxxiii)プロテインA、プロテインG、細 胞表面Fcレセプター、または抗体特異的抗原;ならびに(xxxiv)アビジンおよ びストレプトアビジン からなる群より選択される、方法。 11.前記切断部位が、制限エンドヌクレアーゼ切断部位またはエンドヌクレア ーゼ切断部位である、請求項1に記載の方法。 12.請求項2に記載の方法であって、該方法がさらに、前記第1の核酸分子の 全てまたは一部に相補的な第2の核酸分子を作製するのに十分な条件下で、該第 1の核酸分子をインキュベートする工程を包含する、方法。 13.前記第2の核酸分子が、RNAまたはDNA分子である、請求項12に記載の方 法。 14.前記第1および第2の核酸分子が、2本鎖核酸分子を形成する、請求項1 2に記載の方法。 15.前記2本鎖核酸分子が、2本鎖cDNA分子である、請求項14に記載の方法 。 16.前記インキュベーション工程が、前記第1の核酸分子と、DNAポリメラー ゼ、1つ以上のヌクレオチド、および1つ以上のプライマーとを混合する工程を 包含する、請求項12に記載の方法。 17.前記プライマーが、1つ以上のリガンドおよび1つ以上の切断部位を含有 するプライマー−アダプターである、請求項16に記載の方法。 18.請求項2に記載の方法であって、該方法がさらに、1つ以上の前記リガン ドを、1つ以上のハプテンに結合し、それによって核酸−リガンド−ハプテン複 合体を形成する工程を包含する、方法。 19.請求項12に記載の方法であって、該方法がさらに、1つ以上の前記リガ ンドを、1つ以上のハプテンに結合し、それによって核酸−リガンド−ハプテン 複合体を形成する工程を包含する、方法。 20.請求項18または19に記載の方法であって、該方法がさらに、前記切断 部位の1つ以上の切断によって、前記複合体から前記核酸分子を単離する工程を 包含する、方法。 21.前記核酸分子が、2本鎖または1本鎖の核酸分子である、請求項20に記 載の方法。 22.前記1つ以上のハプテンが、固体支持体に結合される、請求項18または 19に記載の方法。 23.請求項22に記載の方法であって、前記固体支持体が、ニトロセルロース 、ジアゾセルロース、ガラス、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン 、ポリエチレン、デキストラン、セファロース、寒天、デンプン、ナイロン、ラ テックスビーズ、磁性ビーズ、常磁性ビーズ、超常磁性ビーズ、およびマイクロ タイタープレートからなる群より選択される、方法。 24.請求項18または19に記載の方法であって、前記1つ以上のハプテンが :(i)アビジンおよびストレプトアビジン;(ii)プロテインA、プロテイン G、細胞表面Fcレセプター、または抗体特異的抗原;(iii)酵素特異的基質; (iv)ポリミキシンBまたはエンドトキシン中和化タンパク質(ENP);(v)F e+++;(vi)トランスフェリンレセプター;(vii)インスリンレセプター;(v iii)サイトカイン(例えば、増殖因子、インターロイキン、またはコロニー刺 激因子)レセプター;(ix)CD4;(x)スペクトリンまたはホドリン;(xi)IC AM-IまたはICAM-2;(xii)C3bi、フィブリノーゲン、または第X因子;(Xiii )アンキリン;(xiv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、α6β1、α7β1 、およびα6β5:(xv)インテグリンα1β1、α2β1、α3β1、およびαVβ3 ;(xvi)インテグリンα3β1、α4β1、α4β7、α5β1、αVβ1、αIIbβ3、 αVβ3、およびαVβ6;(xvii)インテグリンαVβ1およびαVβ3;(xviii) ビトロネクチン;(xix)フィブロネクチン;(xx)コラーゲン;(xxi)ラミニ ン;(xxii)グリコホリン;(xxiii)Mac-1;(xxiv)LFA-1;(xxv)β-アク チン;(xxvi)gp120;(xxvii)サイトカイン(増殖因子、インターロイキン、 またはコロニー刺激因子);(xxviii)インスリン;(xxix)フェロトランスフ ェリン;(xxx)アポトランスフエリン;(xxxi)リポ多糖;(xxxii)酵素;( xxxiii)抗体;ならびに(xxxiv)ビオチンからなる群より選択される、方法。 25.請求項2に記載の方法であって、該方法がさらに、前記第1の核酸分子を 増幅する工程を包含する、方法。 26.前記増幅が、前記第1の核酸分子を、DNAポリメラーゼ、1つ以上のヌク レオチド、および1つ以上のプライマーとともにインキュベートする工程を包含 する方法によって達成される、請求項25に記載の方法。 27.前記プライマーが、プライマー−アダプターである、請求項26に記載の 方法。 28.請求項12に記載の方法であって、該方法がさらに、前記第1および第2 の核酸分子を増幅する工程を包含する、方法。 29.請求項28に記載の方法であって、前記増幅が、以下 (a)前記第1の核酸分子の一部に相補的である第1のプライマー−アダプタ ーを有する該第1の核酸分子、および前記第2の核酸分子の一部に相補的である 第2のプライマー−アダプターを有する該第2の核酸分子と、ポリメラーゼおよ び/または逆転写酵素活性を有するポリペプチドとを、接触させる工程; (b)該第1の核酸分子の全てまたは一部に相補的な第3の核酸分子、および 該第2の核酸分子の全てまたは一部に相補的である第4の核酸分子を形成するの に十分な条件下で、該混合物をインキュベートする工程; (c)該第1の核酸分子と第3の核酸分子とを、および該第2の核酸分子と第 4の核酸分子とを、変性させる工程;ならびに (d)(a)〜(c)の工程を、1回以上反復する工程、 を包含する方法によって達成される、方法。 30.前記第1のプライマー−アダプターまたは前記第2のプライマーアダプタ ーが、オリゴヌクレオチドプライマーで置換えられる、請求項29に記載の方法 。 31.請求項29に記載の方法であって、該方法がさらに、前記リガンドの1つ 以上を、1つ以上のハプテンに結合し、それによって、前記増幅された核酸を有 する核酸−リガンド−ハプテン複合体を形成する工程を包含する、方法。 32.請求項31に記載の方法であって、該方法がさらに、前記切断部位の1つ 以上を切断することによって、前記複合体から前記核酸を単離する工程を包含す る、方法。 33.1つ以上のプライマー−アダプター分子を含む核酸分子であって、該プラ イマー−アダプター分子は、1つ以上のリガンドおよび1つ以上の切断部位を含 有する、核酸分子。 34.前記1つ以上の切断部位が、該核酸分子からの前記1つ以上のリガンドの 除去を可能にする、請求項33に記載の核酸分子。 35.前記リガンドが、1つ以上のハプテンに結合される、請求項33に記載の 核酸分子。 36.前記1つ以上のハプテンが、固体支持体に結合される、請求項35に記載 の核酸分子。 37.前記切断部位が、制限エンドヌクレアーゼ部位またはエンドヌクレアーゼ 切断部位である、請求項33に記載の核酸分子。 38.前記核酸分子が、2本鎖または1本鎖である、請求項33に記載の核酸分 子。 39.前記核酸分子が、DNA分子、RNA分子、またはDNA/RNAハイブリッド分子で ある、請求項38に記載の核酸分子。 40.請求項1または請求項12に記載の方法によって生成される、核酸分子。 41.1つ以上の容器を備える、核酸分子の生成のためのキットであって、第1 の容器は1つ以上のリガンドおよび1つ以上の切断部位を含有するプライマー− アダプター分子を含む、キット。 42.ポリメラーゼおよび/または逆転写酵素活性を有する1つ以上のポリペプ チドを含有する1つ以上のさらなる容器をさらに備える、請求項41に記載のキ ット。 43.前記リガンドを特異的に認識し、そして結合し得る1つ以上のハプテンを 含有する個体支持体を含む1つ以上のさらなる容器をさらに備える、請求項41 に記載のキット。 44.cDNA分子を生成するための方法であって、 (a)mRNA鋳型と、逆転写酵素活性を有するポリペプチドおよびプライマー− アダプター核酸分子とを混合する工程であって、該プライマー−アダプター分子 は、1つ以上のリガンドおよび1つ以上の切断部位を含有する工程; (b)該鋳型の全てまたは一部に相補的な第1のDNA分子を作製するのに十分 な条件下で、該混合物をインキュベートし、それによってDNA−プライマー−ア ダプター分子を形成する、工程 (c)該DNA−プライマー−アダプター分子を、リガンド−ハプテン相互作用 を介して、固体支持体に結合させる工程;および (d)該1つ以上の切断部位を切断することによって、該固体支持体から該第 1のDNA分子を単離する工程、 を包含する、方法。 45.請求項44に記載の方法であって、該方法がさらに、前記第1のDNA分子 の全てまたは一部に相補的な第2のDNA分子を作製する工程を包含する、方法。 46.前記第2のDNA分子が、前記第1のDNA分子の単離の前または後に作製され る、請求項45に記載の方法。 47.前記第2のDNA分子が、プライマー−アダプター分子を含有する、請求項 46に記載の方法。 48.請求項44に記載の方法であって、該方法が、mRNAサンプルからcDNAライ ブラリーを調製するために使用される、方法。 49.cDNA分子を生成するための方法であって、該方法は、以下 (a)mRNA鋳型と、逆転写酵素活性を有する1つ以上のポリペプチドと、プラ イマーとを、該鋳型の全てまたは一部に相補的な第1のDNA分子を作製するのに 十分な条件下で、インキュベートする工程; (b)該第1のDNA分子と、プライマー−アダプター分子とを、プライマー− アダプター分子を含有する2本鎖DNA分子を形成するのに十分な条件下で、イン キュベートする工程であって、ここで該プライマー−アダプター分子は、1つ以 上のリガンドおよび1つ以上の切断部位を含有する、工程; (c)該2本鎖DNA分子を、リガンド−ハプテン相互作用を介して、固体支持 体に結合させる工程;ならびに (d)該1つ以上の切断部位を切断することによって、該固体支持体から該2 本鎖DNA分子を単離する工程、 を包含する、方法。 50.請求項49に記載の方法であって、該方法が、mRNAサンプルからcDNAライ ブラリーを調製するために使用される、方法。 51.mRNA分子を単離するための方法であって、該方法は、以下 (a)RNAサンプルと、mRNAにハイブリダイズするプライマー−アダプター分 子とを混合し、それによってmRNA−プライマー−アダプター分子を形成する工程 であって、ここで該プライマー−アダプター分子は、1つ以上のリガンドおよび 1つ以上の切断部位を含有する工程; (b)該mRNA−プライマー−アダプター 分子を、リガンド−ハプテン相互作用を介して、固体支持体に結合する工程;な らびに (c)該1つ以上の切断部位を切断することによって、該固体支持体から該mR NA分子を単離する工程、 を包含する、方法。 52.前記プライマー−アダプター分子が、オリゴ(dT)を含有する、請求項51 に記載の方法。 53.核酸分子の集団から、1つ以上の所望の核酸分子を単離するための方法で あって、以下 (a)該核酸分子の集団と、1つ以上の標的特異的プライマー−アダプター分 子とを混合する工程; (b)該所望の核酸分子に該プライマー−アダプター分子を結合させるのに十 分な条件下で、該混合物をインキュベートする工程;ならびに (c)該所望の核酸分子の1つ以上を単離する工程、 を包含する、方法。
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