説明

アタキシア−オキュラー・アプラキシア2(ATAXIA−OCULARAPRAXIA2)(AOA2)に関連した突然変異を検出する方法

アタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)に関連した多型を同定する方法が記載される。AOA2に関連した多型は、センアタキシン(SETX)遺伝子における特定の突然変異を含む。AOA2を診断する方法および個体におけるAOA2に対する保有状態について評価する方法についても記載される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願)
本願は、2006年1月27日出願の米国仮特許出願第60/762,815号の利益を主張するものである。上記出願の教示内容全体は参照により本明細書中に援用される。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
アタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)または眼球運動失行(oculomotor apraxia)タイプ2を有する運動失調は最近同定された常染色体劣性の小脳性運動失調である(ル・ベー I.(Le Ber I.)ら、Curr.Neurol.Neurosci.Rep.2005年、5(5):411−7頁)。AOA2は、初期には9q34での遺伝子座に関連し(ボモント P.(Bomont P.)ら、Eur.J.Hum.Genet.2000年、8:986−990頁;ネメス A.H.(Nemeth A.H.)ら、Am.J.Hum.Genet.2000年、67:1320−1326頁;ル・ベー I.(Le Ber I.)ら、Brain 2004年、127:759−767頁;イザット L.(Izatt L.)ら、J.Neurol.2004年、251:805−812頁;マハジュナー M.(Mahajnah M.)ら、J.Child Neurol.2005年、20(5):523−525頁)、現在ではその遺伝子座でのセンアタキシン(SETX)遺伝子における突然変異に関連している(モレイラ M.C.(Moreira M.C.)ら、Nat.Genet.2004年、36(3):225−227頁;ドゥケット A.(Duquette A.)ら、Ann.Neurol.2005年、57:408−414頁)。SETX遺伝子における突然変異を含む、9q34遺伝子座における特定の突然変異が、常染色体優性の若年発症型筋萎縮性側索硬化症(ALS4)にも関連している(チャンス P.F(Chance P.F.)ら、Am.J.Hum.Genet.1998年、62:633−640頁;ラビン B.A.(Rabin B.A.)ら、Brain 1999年、122:1539−1550頁;ブレア I.P.(Blair I.P.)ら、Neurogenetics 2000年、3:1−6頁;チェン Y.Z.(Chen Y.Z.)ら、Am.J.Hum.Genet.2004年、74:1128−1135頁)。さらに、AOA2は、毛細血管拡張性運動失調(ataxia−telangiectasia)(A−T)(チュン H.H.(Chun H.H.)およびR.A.ガッティ(R.A.Gatti)、DNA Repair、2004年、3:1187−1196頁)および眼球運動失行タイプ1(AOA1)を伴う運動失調(ル・ベー I.(Le Ber I.)ら、Brain 2003年、126:2761−2772頁)を含む他の常染色体劣性の小脳性運動失調(ARCA)といくらかの類似性を共有する。AOA2を他の疾患、特にALS4およびAOA1から区別するための手段に対する需要が残っている。
【0003】
(発明の概要)
本発明は、個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)に関連した遺伝子多型の有無について評価する方法を対象とする。本発明の方法では、個体由来の試験試料はセンアタキシン(SETX)遺伝子における少なくとも1つの目的の突然変異の存在について評価される。試験試料の評価が、センアタキシン遺伝子の全部もしくは断片の増幅および/または直接配列分析を含みうる標準的方法により行われうる。試験試料は、ゲノムDNA(例えば9q34を含む染色体9またはその断片を含むゲノムDNA)などの核酸を含む。目的の突然変異は、ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、およびヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失からなる群から選択される。目的のこれらの突然変異の少なくとも1つの存在は、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した遺伝子多型の存在を示す。
【0004】
さらに、本発明の方法は、上記の個体由来の試験試料における、個体のセンアタキシン遺伝子のうちの第1の対立遺伝子における少なくとも1つの目的の突然変異の存在の評価による、個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)を診断する方法を含む。センアタキシン遺伝子のうちの第1の対立遺伝子における目的の突然変異の存在は、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した少なくとも1つの突然変異がセンアタキシン遺伝子のうちの第2の対立遺伝子においても存在する場合、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2の徴候である。特定の実施形態では、SETXの第1および第2の対立遺伝子の双方は目的の突然変異の少なくとも1つを含みうる。
【0005】
本発明の方法は、個体由来の試験試料における、個体のセンアタキシン遺伝子の第1および第2の対立遺伝子における上記の目的の突然変異の存在についての評価による、個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に対する保有状態を評価する方法にさらに関する。センアタキシン遺伝子のうちの第1の対立遺伝子における目的の突然変異の存在およびセンアタキシン遺伝子のうちの第2の対立遺伝子におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した任意の突然変異の不在は、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2に対する保有状態を示す。
【0006】
本発明は、本発明の方法において有用なキットにさらに関する。
【0007】
本発明の方法は、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2を他の小脳性運動失調から区別するとともに疾患を患うかまたは疾患に対する保有者である個体を同定するための単純な手段を提供する。
【0008】
(発明の詳細な説明)
本発明は、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)に関連した遺伝子多型の存在または不在における個体を評価する方法ならびに個体におけるAOA2を診断する方法およびAOA2に対する保有状態の個体を評価する方法を提供する。本明細書で記載のように、出願人は、AOA2に関連したセンアタキシン遺伝子(SETX遺伝子)において目的の特定の突然変異を同定している。本明細書で記載のSETX遺伝子における突然変異は、SETX遺伝子の核酸配列における改変物である(例えば、欠失、挿入、または転位)。SETXの配列内の突然変異の位置は、mRNAまたはcDNA配列に関連して数えられる、すなわち改変されたヌクレオチドの数えられた位置はmRNAまたはcDNA配列におけるそのヌクレオチドの数である。SETX遺伝子に関連したmRNA配列は、2004年3月12日に更新されたGenBank登録番号AY362728(配列番号1としても示される)にて示される。目的の突然変異は、以下の改変、すなわちヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、およびヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失を含む。
【0009】
本発明の方法では、個体由来の試験試料は、SETX遺伝子における1つもしくは複数のこれら特定の突然変異(本明細書中で「目的の多型」または「AOA2に関連した多型」とも称される)の存在について評価される。個体はヒト個体であり、任意の種族および胎児、幼児、若年者、青年、および成人を含む任意の年齢でありうる。情報を確認することが望ましいとして、代表的な個体が、過去にAOA2を有する者として診断されていない個体またはAOA2における保有者である個体、ならびにAOA2を有するかまたはAOA2における保有者であるというリスクがあると判定されている個体および初期にAOA2に罹患していると診断されている個体を含む。
【0010】
試験試料は、個体由来の、SETX遺伝子またはSETX遺伝子の断片、SETX mRNAまたはSETX mRNAの断片、SETX cDNAまたはSETX cDNAの断片を含む核酸を含有する試料である。本明細書で用いられる「断片」という用語は、遺伝子、mRNAまたはcDNAの一部がSETXの断片としての同定に十分である長さのポリヌクレオチドであり、代表的な実施形態では断片がSETX遺伝子の1つもしくは複数のエクソンを含み、別の代表的な実施形態では断片がSETX遺伝子のエクソンの一部を含むことを示す。断片は、SETX遺伝子のイントロン/エクソン接合部も含みうる。
【0011】
試験試料は、個体由来の生物学的試料から調製される。生物学的試料は、ゲノムDNA(例えば染色体核酸)またはRNAを有する、任意の供給元から得られる試料、例えば血液試料、羊水の試料、脳脊髄液の試料、あるいは皮膚、筋肉、口腔もしくは結膜粘膜、胎盤、胃腸管または他の器官に由来する組織試料でありうる。胎児の細胞または組織に由来する核酸の生物学的試料が、適切な方法、例えば(直接のまたは培養された)羊水穿刺または絨毛膜のサンプリングにより取得可能である。特定の実施形態では、染色体9またはその断片(例えば9q34を含む断片またはSETX遺伝子の1つもしくは複数のエクソンを含む断片)を有するゲノムDNAを有する生物学的試料が用いられる。生物学的試料が試験試料として使用可能であり、あるいは、生物学的試料を処理することで核酸または核酸のコピー(例えばSETX遺伝子を含む核酸のコピー)に対するアクセスの向上が可能であり、次いで処理された生物学的試料は試験試料として使用可能である。例えば、一実施形態では、cDNAは本方法にて用いられるmRNAを含む生物学的試料から調製される。あるいはまたはそれに加え、必要に応じて、増幅方法を用い、目的の多型の存在または不在についての評価における試験試料として用いられる生物学的試料中でSETX遺伝子の全部もしくは断片を含む核酸を増幅することが可能である。例えば、代表的な実施形態では、SETX遺伝子のエクソンの各々は増幅可能である。
【0012】
試験試料を評価することで、SETX遺伝子における1つもしくは複数の目的の突然変異(目的の多型)が個体のSETX遺伝子(例えばSETX遺伝子の第1および第2の対立遺伝子)において存在するか否かが判定される。一般に、目的の多型の検出は、試験試料中で目的の多型を有する核酸の存在または不在を判定することにより行われうる。
【0013】
第1の方法では、サザン分析、ノーザン分析、またはインサイチュハイブリダイゼーションなどのハイブリダイゼーション方法が用いられうる(Current Protocols in Molecular Biology、アウスベル F.(Ausubel F.)ら編、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)(すべての付録を含む)を参照)。例えば、目的の多型の存在はゲノムDNA、RNA、またはcDNAにおける核酸の核酸プローブに対するハイブリダイゼーションにより示されうる。本明細書で用いられる「核酸プローブ」がDNAプローブまたはRNAプローブである可能性があり、核酸プローブは本明細書に記載のように少なくとも1つの目的の多型を有しうる。例えば、プローブは、遺伝子、遺伝子断片(例えば1つもしくは複数のエクソン)、遺伝子を含むベクター、プローブまたはプライマーなどでありうる。
【0014】
目的の多型の1つもしくは複数を検出するため、試験試料を少なくとも1つの核酸プローブに接触させることによりハイブリダイゼーション試料が形成される。mRNAまたはゲノムDNAを検出するための好ましいプローブが、SETX遺伝子のmRNAまたはゲノムDNAにハイブリダイズ可能な標識された核酸プローブである。核酸プローブは、例えば、完全長の核酸分子またはその一部、例えば少なくとも15、30、50、100、250もしくは500ヌクレオチド長でありかつストリンジェントな条件下で適切なmRNAまたはゲノムDNAに特異的にハイブリダイズするのに十分なオリゴヌクレオチドでありうる。ハイブリダイゼーション試料は、核酸プローブのSETX遺伝子のmRNAまたはゲノムDNAに対する特異的ハイブリダイゼーションを可能にするのに十分な条件下で維持される。本明細書で用いられる「特異的ハイブリダイゼーション」は、(例えばミスマッチを全く伴わない)正確なハイブリダイゼーションを示す。特異的ハイブリダイゼーションは、上記のように、例えば高いストリンジェンシー条件下または中等度のストリンジェンシー条件下で行われうる。特に好ましい実施形態では、特異的ハイブリダイゼーションにおけるハイブリダイゼーション条件は高いストリンジェンシーである。
【0015】
次いで、特異的ハイブリダイゼーションは、使用可能な場合、標準的方法を用いて検出される。特異的ハイブリダイゼーションが核酸プローブと試験試料中のSETX遺伝子またはmRNAの間で行われる場合、核酸プローブ内に存在する多型は個体のSETX遺伝子内にも存在する。2つ以上の核酸プローブが、現在、本方法でも用いられうる。核酸プローブのうちのいずれか1つの特異的ハイブリダイゼーションは、本明細書中に記載の目的の多型の存在を示す。
【0016】
ノーザン分析(Current Protocols in Molecular Biology、アウスベル F.(Ausubel F.)ら編、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)、上記を参照)では、上記のハイブリダイゼーション方法を用いることで目的の多型の存在が同定される。ノーザン分析においては、RNAを含有する試験試料が適切な手段により個体由来の生物学的試料から調製される。上記の、核酸プローブと個体由来のRNAの特異的ハイブリダイゼーションは、本明細書中に記載の目的の多型の存在を示す。
【0017】
核酸プローブの使用の代表例として、例えば米国特許第5,288,611号および米国特許第4,851,330号を参照のこと。
【0018】
あるいは、上記のハイブリダイゼーション方法においては核酸プローブの代わりにペプチド核酸(PNA)プローブを用いてもよい。PNAはペプチド様の無機骨格、例えばN−(2−アミノエチル)グリシン単位を有するDNA模倣体(mimic)であり、ここでは有機塩基(A、G、C、TもしくはU)がメチレンカルボニルリンカーを介してグリシン窒素に付着している(例えばニールソン P.E.(Nielsen P.E.)ら、Bioconjugate Chemistry、1994年5月、American Chemical Society、1頁(1994年)を参照)。PNAプローブを、本明細書中に記載の目的の多型の1つもしくは複数を含むSETX遺伝子に特異的にハイブリダイズするように設計してもよい。PNAプローブのSETX遺伝子に対するハイブリダイゼーションは目的の多型の存在を示す。
【0019】
本発明の別の方法では、SETX遺伝子における突然変異または多型が制限部位の生成または除去をもたらす場合、制限消化による突然変異分析を用い、突然変異体のSETX遺伝子または目的の多型を有するSETX遺伝子を検出することが可能である。個体由来のゲノムDNAを有する試料が用いられる。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用い、試料中のSETX遺伝子の全部もしくは断片(および必要に応じてフランキング配列)を増幅することが可能である。RFLP分析が記載のように行われる(Current Protocols in Molecular Biology、上記を参照)。関連のDNA断片の消化パターンが、SETX遺伝子における多型の存在または不在を示す。
【0020】
直接配列分析を用い、SETX遺伝子における目的の特異的多型を検出することも可能である。ゲノムDNAまたはRNAを含む試料が用いられ、PCRまたは他の適切な方法を用い、SETX遺伝子の全部もしくは断片および/または必要に応じてそのフランキング配列を増幅することが可能である。SETX遺伝子または遺伝子の断片(例えば1つもしくは複数のエクソン)、またはcDNAもしくはcDNAの断片、またはmRNAもしくはmRNAの断片の配列が標準的方法を用いて決定される。遺伝子、遺伝子断片、cDNA、cDNA断片、mRNA、またはmRNA断片の配列は、必要に応じ、SETX遺伝子、cDNAまたはmRNAの既知の核酸配列と比較される。次いで、目的の多型の存在が同定されうる。
【0021】
対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドを用い、対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチド(ASO)プローブを用いる増幅されたオリゴヌクレオチドのドットブロットハイブリダイゼーションの使用により、目的の多型の存在について検出することが可能である(例えばサイキ R.(Saiki R.)ら(1986年)、Nature(ロンドン(London))324:163−166頁を参照)。「対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチド」(本明細書中で「対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブ」とも称される)とは、SETX遺伝子に特異的にハイブリダイズしかつ本明細書中に記載の目的の多型を有する約10〜50塩基対、好ましくは約15〜30塩基対のオリゴヌクレオチドである。特定の多型に対して特異的な、対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブが標準的方法を用いて調製可能である(Current Protocols in Molecular Biology、上記を参照)。目的の多型を同定するため、DNAを含む試料が用いられる。PCRを用い、SETX遺伝子の全部もしくは断片およびそのフランキング配列を増幅することが可能である。増幅されたSETX遺伝子(または遺伝子の断片)を有するDNAは標準的方法を用いてドットブロットされ(Current Protocols in Molecular Biology、上記を参照)、ブロットはオリゴヌクレオチドプローブと接触される。次いで、増幅されたSETXに対するプローブの特異的ハイブリダイゼーションの存在が検出される。個体由来のDNAに対する対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブの特異的ハイブリダイゼーションが目的の多型の存在を示す。
【0022】
本発明の別の実施形態では、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を用い、目的の多型の存在を検出することが可能である。FRETは1個の蛍光分子の放射が別分子の励起とカップリングされる場合の距離依存性の励起状態相互作用のプロセスである。共鳴エネルギー移動において典型的なアクセプターとドナーの対が、4−[[4−(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]安息香酸(DABCYL)および5−[(2−アミノエチルアミノ]ナフタレンスルホン酸(EDANS)よりなる。EDANSは336nmの光を用いた照明により励起され、光子を波長490nmで放出する。DABCYL部分がEDANSの20オングストローム以内に位置する場合、この光子は効率的に吸収されることになる。DABCYLおよびMANSは、目的の突然変異の1つの部位に近接しかつ/またはそれと重なる核酸に頭から尾までハイブリダイズするように設計された2つの異なるオリゴヌクレオチドプローブに付着されることになる。次いで、融解曲線分析が適用される、すなわち変性、冷却、および再加熱のサイクルがオリゴヌクレオチドプローブと混合された試験試料に適用され、蛍光を継続的に監視することでDABCYL蛍光の低下またはEDANS蛍光の増大(消光の低下)が検出される。2つのプローブが相互に近接してハイブリダイズされる状態にある間、FRETが極めて効率的なものになる。オリゴヌクレオチドプローブの物理的分離の結果、2つの染料がもはや近接しないことから非効率なFRETがもたらされる。目的の突然変異の存在または不在が、試験試料から得られる蛍光強度特性をSETX遺伝子における既知の目的の突然変異を含む対照試料の蛍光強度特性と比較することによって評価されうる。
【0023】
別の実施形態では、個体由来の標的核酸配列セグメントに対して相補的なオリゴヌクレオチドプローブのアレイを用い、目的の多型を同定することが可能である。例えば、一実施形態では、オリゴヌクレオチドアレイを用いてもよい。オリゴヌクレオチドアレイは、典型的には異なる既知の位置における基質の表面に結合される複数の異なるオリゴヌクレオチドプローブを含む。「Genechips(商標)」としても記述されるこれらのオリゴヌクレオチドアレイは、一般に当該技術分野、例えば米国特許第5,143,854号およびPCT特許出願の国際公開第90/15070号パンフレットおよび国際公開92/10092号パンフレットにて記載されている。これらのアレイは、一般に、フォトリソグラフィー方法と固相オリゴヌクレオチド合成方法の組み合わせを組み込む、機械的合成方法または光誘導的合成方法を用いて生成可能である。フォドール(Fodor)ら、Science、251:767−777頁(1991年)、ピルング(Pirrung)ら、米国特許第5,143,854号(PCT出願番号、国際公開第90/15070号パンフレットも参照)およびフォドール(Fodor)ら、PCT出願番号、国際公開第92/10092号パンフレットおよび米国特許第5,424,186号(それら各々の教示内容全体は参照により本明細書中に援用される)を参照のこと。機械的合成方法を用いるこれらのアレイを合成するための技術が、例えば米国特許第5,384,261号(それらの教示内容全体は参照により本明細書中に援用される)に記載されている。
【0024】
一旦オリゴヌクレオチドアレイが調製されると、目的の核酸がアレイとハイブリダイズされ、多型について走査される。ハイブリダイゼーションおよび走査は、一般に、本明細書に加え、例えば公表されたPCT出願番号、国際公開第92/10092号パンフレットおよび国際公開第95/11995号パンフレットならびに米国特許第5,424,186号(それらの教示内容全体は参照により本明細書中に援用される)に記載の方法によって行われる。つまり、1つもしくは複数の予め同定された多型マーカーを含む標的核酸配列が、周知の増幅技術、例えばPCRにより増幅される。典型的には、これは多型から上流および下流の双方における標的配列の2つの鎖に対して相補的なプライマー配列の使用を含む。非対称PCR技術もまた利用可能である。次いで、一般に標識を組み込む増幅された標的が適切な条件下でアレイとハイブリダイズされる。アレイのハイブリダイゼーションおよび洗浄の完了時、アレイを走査することで標的配列のハイブリダイズ対象のアレイ上の位置が判定される。走査から得られるハイブリダイゼーションデータは、典型的にはアレイ上の位置の関数としての蛍光強度の形式である。
【0025】
アレイについては、例えば単一の多型の検出において主に単一の検出ブロックの観点で記載されているが、複数の検出ブロックを含むことから複数の特異的な多型の分析が可能である。他のアレンジでは、一般に、様々な最適な条件が標的のアレイに対するハイブリダイゼーションの間で使用可能なように、検出ブロックが単一のアレイ内部または複数の分離アレイ内にグループ化されうることが理解されるであろう。例えば、ゲノム配列のG−Cに富むストレッチ内に該当する多型の検出をA−Tに富むセグメント内に該当する多型の場合とは別に提供することが望ましい場合が多い。これは各状況におけるハイブリダイゼーション条件の別々の最適化を可能にする。
【0026】
多型を検出するためのオリゴヌクレオチドアレイの使用に関するさらなる記載が、例えば米国特許第5,858,659号および米国特許第5,837,832号(それらの教示内容全体は参照により本明細書中に援用される)において見出されうる。
【0027】
核酸分析の他の方法を用い、目的の多型を検出可能である。代表的な方法が、例えば、手動による直接配列決定(チャーチ(Church)およびギルバート(Gilbert)、(1988年)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:1991−1995頁;サンガー F.(Sanger F.)ら(1977年)Proc.Natl.Acad.Sci.74:5463−5467頁;ビービス(Beavis)ら、米国特許第5,288,644号);自動蛍光配列決定;一本鎖高次構造多型アッセイ(SSCP);締付変性(clamped denaturing)ゲル電気泳動(CDGE);変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)(シェフィールド V.C.(Sheffield V.C.)ら(1989年)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:232−236頁)、移動度転位分析(オリタ M.(Orita M.)ら(1989年)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2766−2770頁;ローゼンバウム(Rosenbaum)およびライスナー(Reissner)(1987年)Biophys.Chem.、265:1275頁;キーン(Keen)ら(1991年)Trends Genet.、7:5頁;制限酵素分析(フラベル(Flavell)ら(1978年)Cell 15:25頁;ジーヴァー(Geever)ら(1981年)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:5081頁);ヘテロ二本鎖分析;化学的ミスマッチ切断(CMC)(コットン(Cotton)ら(1985年)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:4397−4401頁);RNアーゼ保護アッセイ(マイヤーズ R.M.(Myers R.M.)ら(1985年)Science 230:1242頁);ヌクレオチドミスマッチ、例えば大腸菌(E.coli)のmutSタンパク質を認識するポリペプチドの使用(例えば米国特許第5,459,039号を参照);Luminex xMAP(商標)技術;および/または対立遺伝子に特異的なPCRを含む。
【0028】
これらの方法を用い、本明細書中に記載のSETX遺伝子における1つもしくは複数の目的の突然変異の存在を同定することが可能である。例えば、特定の実施形態では、本方法を用い、個体のSETX遺伝子の第1および第2の対立遺伝子の双方における1つもしくは複数の目的の多型の存在について評価することが可能である。「第1」および「第2」の対立遺伝子という用語は、2つの対立遺伝子に恣意的に適用される、すなわちいずれかの対立遺伝子が「第1」の対立遺伝子と表される場合があり、次いで他方の対立遺伝子が「第2」の対立遺伝子として表される。
【0029】
本発明の特定の一実施形態では、試験試料の、SETX遺伝子における突然変異の有無について評価する上記の方法は、個体におけるAOA2に関連した遺伝子多型の有無について評価するのに用いられる。目的の突然変異の少なくとも1つの存在(例えば、ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、またはヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失)がAOA2に関連した遺伝子多型の存在を示す。
【0030】
本発明の別の実施形態では、試験試料の、SETX遺伝子における突然変異の有無について評価する上記の方法は、個体におけるAOA2を診断するのに用いられる。AOA2が劣性の小脳性運動失調であることから、個体のSETX遺伝子の各対立遺伝子におけるAOA2に関連した突然変異の同定はAOA2の診断にとって必要である。2つの対立遺伝子は、既存の同じ突然変異を有するかまたは異なる突然変異を有する可能性があり、さらに2つ以上の突然変異が一方または両方の対立遺伝子において見出されうる。これらの方法では、少なくとも1つの目的の多型(ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、またはヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失)がSETX遺伝子の2つの対立遺伝子のうちの少なくとも1つ(「第1の」対立遺伝子)において見出される。さらに、AOA2に関連した少なくとも1つの突然変異がSETX遺伝子の他方の対立遺伝子(「第2の」対立遺伝子)において存在する。第2の対立遺伝子において存在するAOA2に関連した突然変異は本明細書に記載の目的の多型でありうるか、あるいは第2の対立遺伝子において存在するAOA2に関連した突然変異はAOA2に以前に関連しているSETXにおける突然変異、例えば下記の表1に示される突然変異でありうる。
【0031】
【表1】

【0032】
対立遺伝子の一方または両方が表1に示される突然変異を有しうる一方、本発明の方法によるAOA2の診断においては本発明の方法が目的の多型の1つまたは複数が対立遺伝子の少なくとも一方または対立遺伝子の両方において存在することを必要とすることは注目されるべきである。
【0033】
本発明のさらなる実施形態では、試験試料の、SETX遺伝子における突然変異の存在または不在を評価する上記の方法は、AOA2における個体の保有状態を診断するのに用いられる。「保有状態」という用語は、個体がSETX遺伝子の単一の対立遺伝子における目的の突然変異を保有し、第2の対立遺伝子においてはAOA2に関連した突然変異が全く存在せず、それ故にこの劣性の小脳性運動失調における保有者と考えられることを示す。これらの方法では、少なくとも1つの目的の多型(ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、またはヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失)がSETX遺伝子の2つの対立遺伝子のうちの第1の対立遺伝子(「第1の」対立遺伝子)においてのみ見出される。さらに、SETX遺伝子のうちの第2の対立遺伝子においてはAOA2に関連した突然変異が全く見出されない。
【0034】
良性多型がSETX遺伝子の対立遺伝子の一方もしく両方にて存在しうることは注目される。
【0035】
本発明は本発明の方法にて有用なキット(例えば試薬キット)にも関する。かかるキットは、例えばハイブリダイゼーションプローブもしくはプライマー(例えば標識プローブもしくはプライマー)、標識分子を検出するための試薬、(例えばRFLP分析のための)制限酵素、対立遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチド、SETXもしくはSETXの断片を含む核酸を増幅するための手段、またはSETXの核酸配列を分析するための手段を含む、本明細書に記載の方法のいずれかにて有用な成分を含む。例えば一実施形態では、キットは、Luminex xMAP(商標)技術などのミクロスフィアに基づく技術を用いる目的の変異の分析に有用な成分を含む。本発明の好ましい実施形態では、キットは、目的の変異(ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、またはヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失)の1つもしくは複数を検出するための成分を含む。
【0036】
本発明は、以下の非限定の実施例にてより詳細に説明される。
【0037】
(実施例)
実施例1:AOA2に関連したSETX遺伝子における突然変異の同定
患者
SETX遺伝子における目的の突然変異の存在について評価される患者は、予め運動失調と診断されていた個体を含んだ。患者により示されたAOA2の特徴は、一般に、10〜22歳での臨床徴候、四肢および胴体の運動に軽度の支障を来たした重度の歩行障害、変動しやすい(variably present)眼球運動失行、連続追視の障害およびサッカードの麻痺(saccade palsy)を含む眼科学的徴候;感覚運動および軸索消失を含む末梢神経障害;αフェトプロテイン(AFP)レベルの上昇;脚における腱反射神経の不在のうちの1つもしくは複数を含んだ。
【0038】
突然変異スクリーニング
全血標本を患者から採取し、DNAをPuregene抽出法(ミネソタ州ミネアポリス(Minneapolis)のジェントラ・システムズ(Gentra Systems Inc.))を用いて抽出した。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いてゲノムDNAを増幅し、次いでPCR産物を精製し、サイクルシークエンシングを行った。ABI Prism(登録商標)3730 Genetic Analyzerを自動シークエンシングとして用いた。
【0039】
SETX遺伝子は、エクソン3内部で始まりエクソン26まで続く8,031塩基対のコード領域を有する92キロベース範囲の27のエクソンからなる。SETX遺伝子における目的の突然変異を評価するため、エクソンをコードするSETX全部の配列決定を行った。エクソンをコードするSETXの配列決定を意図し、単一のプライマーとともに各エクソンおよびスプライス接合の高品質の配列決定を可能にするため、遺伝子を311塩基対〜549塩基対の範囲の大きさのアンプリコンに分解した。より小さいエクソン(エクソン3〜9および11〜25)をアンプリコンとして(スプライス接合部を含む)各エクソンを用いて増幅し、エクソン10(4,175塩基対)および26(746塩基対)を複数のアンプリコンを用いて増幅した。突然変異を逆鎖の配列決定により検証した。アンプリコンに対するプライマーを既知の欠失または挿入と重ならないように設計し、PCRのプライミング部位に作用するDNA変異体が対立遺伝子の脱落および偽正常の(false normal)結果をもたらすという可能性を最小にした。参照対照は、同定されたSETX配列の改変を有するゲノムDNA(正の対照)および/またはSETXの改変を全く有しないゲノムDNA(正常対照)を含んだ。配列を配列番号1で示されるSETX mRNA配列と比較した。
【0040】
結果
AOA2に関連したSETX遺伝子における数個の突然変異を同定した。それらを下記の表2に示す。
【0041】
【表2】

【0042】
これらの突然変異の中の5つはホモ接合性であり、AOA2の徴候に関連したホモ接合性突然変異の存在は、これらの突然変異がAOA2の存在に関連することを示した。突然変異の残りはヘテロ接合性であり、それらの突然変異を有する個体が1つの対立遺伝子においてAOA2の症候性があり、第2の対立遺伝子において存在する、AOA2に関連した第2の突然変異も有したことからAOA2に関連していた。
【0043】
本発明が特にその好ましい実施形態との関連で示され、記載されている一方、形態および詳細部における様々な変化が、添付の特許請求の範囲に規定されるように、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくその中でなされうることが当業者により理解されるであろう。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2(ataxia−ocular apraxia 2)(AOA2)に関連した遺伝子多型の有無について評価する方法であって、前記個体由来の試験試料の、センアタキシン(senataxin)(SETX)遺伝子における少なくとも1つの目的の突然変異の存在について評価するステップを含み、ここで目的の前記突然変異が、
a)ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、
b)ヌクレオチド2747〜2748のATの2塩基挿入、
c)ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、
d)ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、
e)ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う前記同じ位置での6塩基欠失、
f)ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、
g)ヌクレオチド5301〜5302のCAの2塩基挿入、
h)ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、
i)ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、
j)ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、
k)ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、
l)ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、
m)ヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失、
n)ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、
o)ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、および
p)ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失、
からなる群から選択され、ここで少なくとも1つの目的の突然変異の存在がアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した遺伝子多型の存在を示唆する、方法。
【請求項2】
前記個体由来の前記試験試料がゲノムDNAを含む請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ゲノムDNAが9q34を含む染色体9またはその断片を含む請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記試験試料を評価するステップが前記センアタキシン遺伝子の全部もしくは断片を増幅するステップを含む請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記試験試料を評価するステップが直接配列分析を含む請求項1に記載の方法。
【請求項6】
個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)を診断する方法であって、前記個体由来の試験試料の、前記個体の前記センアタキシン(SETX)遺伝子のうちの第1の対立遺伝子における少なくとも1つの目的の突然変異の存在について評価するステップを含み、目的の前記突然変異が、
a)ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、
b)ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、
c)ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、
d)ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、
e)ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、
f)ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、
g)ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、
h)ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、
i)ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、
j)ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、
k)ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、
l)ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、
m)ヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失、
n)ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、
o)ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、および
p)ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失
からなる群から選択され、ここで前記センアタキシン遺伝子の前記第1の対立遺伝子における目的の突然変異の存在がアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した少なくとも1つの突然変異が前記センアタキシン遺伝子の前記第2の対立遺伝子内にも存在する場合、アタキシア−オキュラー・アプラキシア2を示唆する、方法。
【請求項7】
前記センアタキシン(SETX)遺伝子の前記第1および前記第2の対立遺伝子の双方が、
a)ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、
b)ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、
c)ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、
d)ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、
e)ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、
f)ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、
g)ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、
h)ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、
i)ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、
j)ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、
k)ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、
l)ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、
m)ヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失、
n)ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、
o)ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、および
p)ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失
からなる群から選択される少なくとも1つの目的の突然変異を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記センアタキシン遺伝子の前記第1および前記第2の対立遺伝子の双方が同じ突然変異を含む請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記個体由来の前記試験試料がゲノムDNAを含む請求項6に記載の方法。
【請求項10】
前記ゲノムDNAが9q34を含む染色体9またはその断片を含む請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記試験試料を評価するステップが前記センアタキシン遺伝子の全部もしくは断片を増幅するステップを含む請求項6に記載の方法。
【請求項12】
前記試験試料を評価するステップが直接配列分析を含む請求項6に記載の方法。
【請求項13】
個体におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2(AOA2)に対する保有状態について評価する方法であって、前記個体由来の試験試料の、前記個体の前記センアタキシン(SETX)遺伝子の第1および第2の対立遺伝子における目的の突然変異の存在について評価するステップを含み、ここで目的の前記突然変異が、
a)ヌクレオチド369〜372での4塩基欠失、
b)ヌクレオチド2747〜2748のATでの2塩基挿入、
c)ヌクレオチド4234での単一の塩基転位C→T、
d)ヌクレオチド4816での単一の塩基転位C→T、
e)ヌクレオチド4873〜4878でのGGの挿入に伴う同じ位置での6塩基欠失、
f)ヌクレオチド4891〜4892のGでの単一の塩基挿入、
g)ヌクレオチド5301〜5302のCAでの2塩基挿入、
h)ヌクレオチド5308〜5311での4塩基欠失、
i)ヌクレオチド5591〜5592での2塩基欠失、
j)ヌクレオチド5958での単一の塩基欠失、
k)ヌクレオチド6422〜6423のAでの単一の塩基挿入、
l)ヌクレオチド6292での単一の塩基転位C→T、
m)ヌクレオチド6848〜6851での4塩基欠失、
n)ヌクレオチド479〜480のTでの単一の塩基挿入、
o)ヌクレオチド4633〜4636での4塩基欠失、および
p)ヌクレオチド6114〜6115での2塩基欠失
からなる群から選択され、ここで前記センアタキシン遺伝子の前記第1の対立遺伝子における目的の前記突然変異の存在および前記センアタキシン遺伝子の前記第2の対立遺伝子におけるアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に関連した任意の突然変異の不在がアタキシア−オキュラー・アプラキシア2に対する保有状態を示す、方法。
【請求項14】
前記個体由来の前記試験試料がゲノムDNAを含む請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ゲノムDNAが9q34を含む染色体9またはその断片を含む請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記試験試料を評価するステップが前記センアタキシン遺伝子の全部もしくは断片を増幅するステップを含む請求項13に記載の方法。
【請求項17】
前記試験試料を評価するステップが直接配列分析を含む請求項13に記載の方法。

【公表番号】特表2009−524440(P2009−524440A)
【公表日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−558262(P2008−558262)
【出願日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【国際出願番号】PCT/US2007/001570
【国際公開番号】WO2008/100244
【国際公開日】平成20年8月21日(2008.8.21)
【出願人】(508223620)アテナ ダイアグノスティックス,インコーポレイテッド (2)
【Fターム(参考)】