説明

クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出用プローブおよびプライマー

【課題】クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を、正確、迅速、かつ簡便に識別できるプローブおよびプライマーの提供。
【解決手段】PCR法の試料としてビール、発泡酒、ワインなどの酒類、ラムネ、炭酸水などの清涼飲料、原料用に採取された水等の環境試料を対象として用い、特定の塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドからなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用プローブまたはプライマーの利用。

【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【0001】
本発明は、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出用プローブおよびプライマーに関し、詳細には、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出用のPCR法プライマーセットに関する。
【背景技術】
【0002】
ビール業界においては、微生物によるビールの汚染は製品の品質を著しく損なう等深刻な問題をもたらす。酪酸は、通常はビール中の含量が少ないので問題になることはないが、酪酸含量が多くなるとチーズ様脂肪酸臭を生じ、ビールの品質を著しく損なう。酪酸がビール中に過剰に生成される原因としては、グラム陽性桿菌で、主に、ヒトや他の動物の腸管内および土壌中などに分布する偏性嫌気性、芽胞形成性のバシラセアエ(Bacillaceae) 科の細菌であるクロストリジウム属細菌(Clostridium)による原料や仕込工程の汚染が挙げられる(Hawthorne, D. B. et al. 1991, J. Am. Soc. Brew. Chem. 49, 4-8、Hawthorne, D. B. et al. 1986, J. Inst. Brew. 92, 181-184、Stenius, V. et al. 1991, Proceedings of EBC congress, 529-536)。従って、クロストリジウム属細菌を検出し、同定する技術はビール製造における品質管理に非常に重要である。
【0003】
これまでクロストリジウム属細菌の検出に関しては、制限酵素切断rDNAの電気泳動パターンによる同定法が報告されている(特許文献1)。しかし、クロストリジウム属細菌を検出対象とするPCR法プライマーペアとして、クロストリジウム・ベイジェリンキの16SリボソームRNA遺伝子配列を用いたプライマーペアについては、これまでに報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−113899号公報
【発明の概要】
【0005】
本発明者は、クロストリジウム・ベイジェリンキの16SリボソームRNA(16SrRNA)遺伝子において、種のレベルで保存され、かつクロストリジウム・ベイジェリンキに特異的な塩基配列を見出した。具体的には、クロストリジウム・ベイジェリンキの16SrRNA遺伝子の塩基配列(配列番号7)において、58〜86番目(配列番号1)、436〜463番目(配列番号2)、576〜616番目(配列番号3)、800〜826番目(配列番号4)、965〜992番目(配列番号5)、1219〜1256番目(配列番号6)の塩基配列がそれぞれクロストリジウム・ベイジェリンキに特異的であることを見出した。本発明者はまた、この特異的な配列に基づいて設計したクロストリジウム・ベイジェリンキ検出用PCR法プライマーセットによってクロストリジウム・ベイジェリンキを正確に検出できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づくものである。
【0006】
本発明は、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を正確に検出できるプライマーおよびプローブ並びにプライマーセットを提供することを目的とする。本発明は、また、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法および飲料の混濁可能性の判定方法を提供することを目的とする。
【0007】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1)配列番号1〜6のいずれかの塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドからなる、クロストリジウム・ベイジェリンキ(Clostridium beijerinckii)およびその近縁種検出用プローブまたはプライマー。
(2)配列番号1〜6のいずれかの塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド、または配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチドである、前記(1)に記載のプローブまたはプライマー。
(3)配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチド、または配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドであり、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチド、または配列番号8の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドである、前記(1)に記載のプローブまたはプライマー。
(4)配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列の相補配列からなるポリヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)であり、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列からなるポリヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)である、前記(1)に記載のプローブまたはプライマー。
(5)前記(1)〜(4)のいずれかに記載のプライマーを少なくとも1種含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用PCR法プライマーセット。
(6)前記(1)〜(4)のいずれかに記載のプライマーと、配列番号7の塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドからなるプライマーとからなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用PCR法プライマーセット。
(7)配列番号7の塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号7の塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド、または配列番号7の塩基配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチドである、前記(6)に記載のプライマーセット。
(8)前記(1)〜(4)のいずれかに記載のプローブもしくはプライマー、または前記(5)〜(7)のいずれかに記載のプライマーセットを用いて試料中の標的核酸を検出する工程を含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法および飲料の混濁可能性の判定方法。
【0008】
本発明によるプライマーおよびプローブ並びにプライマーセットによれば、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を正確に検出することができる。特に、本発明によるプライマーセットは、PCR法による核酸増幅反応に使用することができ、増幅産物の有無により対象菌種を検出することができる。従って、本発明によるプライマーおよびプローブ並びにプライマーセットによれば、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を、正確、迅速、かつ簡便に識別することができる。
【0009】
クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種は、ビール、発泡酒、およびワインなどの各種飲料を混濁させる原因菌であり、これらの菌の存在・不存在は各種飲料の品質管理の指標となりうる。従って、本発明によるプライマーセットは、各種飲料(特に、ビール、発泡酒、およびワイン)の品質管理や環境試料の検査に有用である。
【発明の具体的説明】
【0010】
プライマー、プローブ、およびプライマーセット
本発明では、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基(好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、特に好ましくは少なくとも20塩基)のポリヌクレオチド、並びに配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基(好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、特に好ましくは少なくとも20塩基)のポリヌクレオチドを、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用のプライマーやプローブとして用いることができる(以下、「本発明によるプライマーまたはプローブ」ということがある)。
【0011】
本発明では、また、配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基(好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、特に好ましくは少なくとも20塩基)のポリヌクレオチド、並びに配列番号7の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基(好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは少なくとも18塩基、特に好ましくは少なくとも20塩基)のポリヌクレオチドを、本発明によるプライマーまたはプローブと組み合わせて、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用のプライマーとして使用することができる。
【0012】
本明細書において「ハイブリダイズする」とは、標的ポリヌクレオチドにハイブリダイズし、標的ポリヌクレオチド以外のポリヌクレオチドには、実質的にはハイブリダイズしないことを意味する。ここで「標的ポリヌクレオチドにハイブリダイズ」するとは、標的ポリヌクレオチドの塩基配列(例えば、配列番号1〜6のいずれか)の一部(例えば、少なくとも6塩基、好ましくは、少なくとも10塩基、より好ましくは、少なくとも12塩基、さらにより好ましくは、少なくとも15塩基)または全部を少なくとも含んでなる配列にハイブリダイズすることを意味する。
【0013】
ハイブリダイゼーションは、ストリンジェントな条件下で実施することができる。ここで「ストリンジェントな条件」は、プライマー配列とその相補鎖との二重鎖のTm(℃)および必要な塩濃度などに依存して決定でき、プライマーとなる配列を選択した後にそれに応じたストリンジェントな条件を設定することは当業者に周知の技術である(例えば、J. Sambrook, E. F. Frisch, T. Maniatis; Molecular Cloning 2nd edition,Cold Spring Harbor Laboratory(1989)等参照)。ストリンジェントな条件としては、ハイブリダイゼーションに通常用いられる適切な緩衝液中で、ヌクレオチド配列によって決定されるTmよりわずかに低い温度(例えば、Tmよりも0〜約5℃低い温度)においてハイブリダイゼーション反応を実施することが挙げられる。ストリンジェントな条件としてはまた、ハイブリダイゼーション反応後の洗浄を高濃度低塩濃度溶液で実施することが挙げられる。ストリンジェントな条件の例としては、6×SSC/0.05%ピロリン酸ナトリウム溶液中で、37℃(約14塩基のオリゴヌクレオチドについて)、48℃(約17塩基のオリゴヌクレオチドについて)、55℃(約20塩基のオリゴヌクレオチドについて)、60℃(約23塩基のオリゴヌクレオチドについて)の洗浄条件が挙げられる。
【0014】
本明細書において、クロストリジウム・ベイジェリンキの「近縁種」とは、クロストリジウム・ベイジェリンキの16S rRNA遺伝子または約1500ヌクレオチドの領域を少なくとも含む16S rRNA遺伝子の一部と、少なくとも97%以上、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上の同一性を示す16S rRNA遺伝子またはその一部を有する菌種を意味する。遺伝子の塩基配列の同一性は、BLASTなどの周知の相同性検索ソフトウェアを用いて、デフォルト(初期設定)のパラメーターを設定して算出することができる。
【0015】
クロストリジウム・ベイジェリンキの近縁種としては、例えば、クロストリジウム・ロゼウム(Clostridium roseum)、クロストリジウム・ファヴォソスポラム(Clostridium favososporum)、クロストリジウム・コリノホルム(Clostridium corinoforum)、クロストリジウム・パニセウム(Clostridium puniceum)、クロストリジウム・サッカロペルブチルアセトニカ(Clostridium saccharoperbutylacetonicum)、クロストリジウム・クロモレダクタンス(Clostridium chromoreductans)、クロストリジウム・ジオリス(Clostridium diolis)、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)、クロストリジウム・アセトブチリカム(Clostridium acetobutyricum)、クロストリジウム・サッカロブチリカム(Clostridium saccharobutyricum)が挙げられる。クロストリジウム・ベイジェリンキの16S rRNA遺伝子の塩基配列(配列番号7;NCBIアクセッション番号NR_029230.1)を各クロストリジウム属細菌の16S rRNA遺伝子の塩基配列とBLASTにより比較したところ、以下の表の通り、約1500bpの範囲で97%以上の同一性を示しており、少なくともクロストリジウム・ベイジェリンキの近縁種であることを確認している。
【表1】

【0016】
本発明では、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドは、それぞれ、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)とすることができる。
【0017】
本発明では、また、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドは、それぞれ、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列と少なくとも90%の同一性を有するポリヌクレオチド、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列と少なくとも90%の同一性を有するポリヌクレオチドとすることができる。
【0018】
本発明では、さらに、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドは、それぞれ、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列において1または数個のヌクレオチドが改変された改変塩基配列からなり、かつ配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表される対応するポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド、および配列番号1〜6のいずれかの塩基配列において1または数個のヌクレオチドが改変された改変塩基配列からなり、かつ配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表される対応するポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドとすることができる。
【0019】
本発明において「配列番号1〜6のいずれかの塩基配列」は、好ましくは、配列番号1の塩基配列である。
【0020】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列に基づいて作製されたポリヌクレオチドをプライマーとして用いる場合には、そのヌクレオチド長は、好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは、少なくとも18塩基、特に好ましくは、少なくとも20塩基とすることができ、また、好ましくは、最大で30塩基、より好ましくは最大で25塩基、特に好ましくは最大で20塩基とすることができる。そのヌクレオチド長は、例えば、15〜25塩基、15〜30塩基、18〜25塩基、18〜30塩基、20〜25塩基、または20〜30塩基とすることができる。
【0021】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列に基づいて作製されたポリヌクレオチドをプローブとして用いる場合には、そのヌクレオチド長は、少なくとも12塩基、好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは、少なくとも18塩基、特に好ましくは、少なくとも20塩基とすることができ、また、好ましくは、最大で30塩基、より好ましくは最大で25塩基、特に好ましくは最大で20塩基とすることができる。そのヌクレオチド長は、例えば、12〜30塩基、15〜30塩基、18〜25塩基、18〜30塩基、20〜25塩基、または20〜30塩基とすることができる。
【0022】
本発明によるプライマーおよびプローブの具体例としては、配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチド、更にはこれらのポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドが挙げられる。なお、これらのポリヌクレオチドが、本発明によるプライマーと組み合わせて用いられるプライマーとして用いることができることはいうまでもない。
【0023】
本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーでは、配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号7の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドは、それぞれ、配列番号7の塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)、および配列番号7の塩基配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)とすることができる。
【0024】
このようなプライマーとしては、例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)、および配列番号7の873〜906番目の塩基配列の連続する少なくとも10個(例えば、10〜25個および10〜30個)、好ましくは、少なくとも15個(例えば、15〜25個および15〜30個)、より好ましくは、少なくとも18個(例えば、18〜25個および18〜30個)、特に好ましくは、少なくとも20個(例えば、20〜25個および20〜30個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で30塩基、好ましくは最大で25塩基、より好ましくは最大で24塩基とすることができる)(1または数個の変異が導入されていてもよい)である。
【0025】
本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーでは、また、配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号7の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、それぞれ、配列番号7の塩基配列(例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列)の相補配列と少なくとも90%の同一性を有するポリヌクレオチド、および配列番号7の塩基配列(例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列)と少なくとも90%の同一性を有するポリヌクレオチドとすることができる。
【0026】
本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーでは、さらに、配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチド、および配列番号7の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、それぞれ、配列番号7の塩基配列(例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列)の相補配列において1または数個のヌクレオチドが改変された改変塩基配列からなり、かつ配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド、および配列番号7の塩基配列(例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列)において1または数個のヌクレオチドが改変された改変塩基配列からなり、かつ配列番号7の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドとすることができる。
【0027】
配列番号7の塩基配列に基づいて作製されたポリヌクレオチドを本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーとして用いる場合には、そのヌクレオチド長は、好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは、少なくとも18塩基、特に好ましくは、少なくとも20塩基とすることができ、また、好ましくは、最大で30塩基、より好ましくは最大で25塩基、特に好ましくは最大で20塩基とすることができる。そのヌクレオチド長は、例えば、15〜25塩基、15〜30塩基、18〜25塩基、18〜30塩基、20〜25塩基、または20〜30塩基とすることができる。
【0028】
本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーの具体例としては、配列番号9で表されるポリヌクレオチド、更にはこれらのポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドが挙げられる。
【0029】
本発明では、配列番号8または9の塩基配列で表されるポリヌクレオチドのみならず、配列番号8または9の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド(以下、「相同ポリヌクレオチド」と言うことがある)も、プライマーやプローブとして用いることができる。なお、これらのポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドもプライマーやプローブとして用いることができることはいうまでもない。
【0030】
相同ポリヌクレオチドのヌクレオチド長は、少なくとも10塩基である。
【0031】
プライマーでは、相同ポリヌクレオチドのヌクレオチド長は、少なくとも12塩基、好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは、少なくとも18塩基、特に好ましくは、少なくとも20塩基とすることができ、また、最大で30塩基、より好ましくは、最大で25塩基とすることができる。相同ポリヌクレオチドのヌクレオチド長は、例えば、12〜25塩基または12〜30塩基、15〜25塩基または15〜30塩基、18〜25塩基または18〜30塩基、20〜25塩基または20〜30塩基とすることができる。
【0032】
プライマーでは、相同ポリヌクレオチドは、それぞれ、対応する塩基配列の連続する少なくとも10個、好ましくは少なくとも15個、より好ましくは少なくとも17個、特に好ましくは少なくとも19個のヌクレオチドを含んでなるポリヌクレオチドであることができる。
【0033】
配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチドの相同ポリヌクレオチドは、例えば、配列番号8の連続する少なくとも15個(15〜20個)、より好ましくは、少なくとも18個(18〜20個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で25塩基、好ましくは最大で30塩基とすることができる)であり、好ましくは、1または数個の変異が導入されていてもよい配列番号8の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
【0034】
配列番号9の塩基配列で表されるポリヌクレオチドの相同ポリヌクレオチドは、例えば、配列番号9の連続する少なくとも15個(15〜20個)、より好ましくは、少なくとも18個(18〜20個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で25塩基、好ましくは最大で30塩基とすることができる)であり、好ましくは、1または数個の変異が導入されていてもよい配列番号9の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
【0035】
プローブでは、相同ポリヌクレオチドのヌクレオチド長は、少なくとも12塩基、好ましくは、少なくとも15塩基、より好ましくは、少なくとも18塩基、特に好ましくは、少なくとも20塩基とすることができ、また、最大で30塩基、より好ましくは、最大で25塩基とすることができる。相同ポリヌクレオチドのヌクレオチド長は、例えば、12〜25塩基または12〜30塩基、15〜25塩基または15〜30塩基、18〜25塩基または18〜30塩基、20〜25塩基または20〜30塩基とすることができる。
【0036】
プローブでは、相同ポリヌクレオチドは、それぞれ、対応する塩基配列の連続する少なくとも10個、好ましくは少なくとも15個、より好ましくは少なくとも17個、特に好ましくは少なくとも19個のヌクレオチドを含んでなるポリヌクレオチドであることができる。
【0037】
配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチドの相同ポリヌクレオチドは、例えば、配列番号8の連続する少なくとも15個(15〜20個)、より好ましくは、少なくとも18個(18〜20個)のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド(ヌクレオチド長は最大で25塩基、好ましくは最大で30塩基とすることができる)であり、好ましくは、1または数個の変異が導入されていてもよい配列番号8の塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
【0038】
本発明においては、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドに基づいて、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を検出するためのPCR法プライマーペアを選択することができる。具体的には、PCR法においては、二つのプライマーの一方が配列番号1〜6のいずれかの塩基配列に対合し、他方のプライマーが配列番号7の塩基配列(例えば、配列番号7の873〜906番目の塩基配列)の相補配列に対合し、かつ一方のプライマーにより伸長された伸長鎖にもう一方のプライマーが対合するようにプライマーを選択できる。また、PCR法においては、二つのプライマーの一方が配列番号1〜6のいずれかの塩基配列に対合し、他方のプライマーが配列番号7の塩基配列の相補配列以外の配列(配列番号7の配列の外側の領域)に対合し、かつ一方のプライマーにより伸長された伸長鎖にもう一方のプライマーが対合するようにプライマーを選択してもよい。
【0039】
相同ポリヌクレオチド、並びに配列番号1〜6および配列番号7の塩基配列やその相補配列にハイブリダイズするポリヌクレオチドは、それぞれ、対応する塩基配列と少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%の同一性を有するポリヌクレオチドであることができる。同一性の数値は、当業界において周知のアルゴリズムに従って算出することができ、例えば、BLAST(http://www.ddbj.nig.ac.jp/search/blast-j.html)を使用して同一性の数値を算出することができる。
【0040】
相同ポリヌクレオチド、並びに配列番号1〜6および配列番号7の塩基配列やその相補配列にハイブリダイズするポリヌクレオチドは、また、それぞれ、対応する塩基配列に1または数個の変異が導入された改変塩基配列からなり、かつ対応する塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドであることができる。
【0041】
本願明細書において、「変異」は、同一または異なっていてもよく、置換、欠失、挿入、および付加から選択でき、好ましくは、ある1個の塩基を他の1個の塩基に置換する「一塩基置換」、ある1個の塩基を欠失させる「一塩基欠失」、ある1個の塩基を挿入する「一塩基挿入」、およびある1個の塩基を付加する「一塩基付加」から選択できる。また、変異の個数は、1〜6個、1、2、3、または4個、1または2個、あるいは1個とすることができる。
【0042】
本発明によるプローブまたはプライマーの好ましい態様としては、1または数個の変異が導入されていてもよい配列番号8の塩基配列からなり、かつ配列番号1の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド、またはこのポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドが挙げられる。
【0043】
本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーの好ましい態様としては、1または数個の変異が導入されていてもよい配列番号9の塩基配列からなり、かつ配列番号7の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチド、またはこのポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドが挙げられる。
【0044】
本発明によるPCR法プライマーセットの好ましい態様としては、本発明による好ましい態様のプライマーと、本発明によるプライマーと組み合わせて使用するプライマーの好ましい態様のプライマーとからなる、PCR法プライマーセットが挙げられる。
【0045】
本発明において「ポリヌクレオチド」とはDNA、RNA、およびPNA(peptide nucleic acid)を含む意味で用いられる。
【0046】
本発明によるプライマーおよびプライマーセット等を構成するポリヌクレオチドは、例えばホスファイト・トリエステル法(Hunkapiller, M. et al., Nature, 310,105, 1984)等の通常の方法に準じて、核酸の化学合成を行うことにより調製してもよいし、検出対象の菌株の全DNAを取得し、本明細書に開示されるヌクレオチド配列に基づいて目的のヌクレオチド配列を含むDNA断片をPCR法等で適宜取得してもよい。
【0047】
本発明によるプライマーセットは、単独で使用しても、他のプライマーセットと適宜組み合わせて使用してもよい。本発明によるプライマーセットを組み合わせて実施することにより、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種をより正確に区別して検出することが可能となる。
【0048】
本発明によるプライマーセットは、キットの形態で提供することができる。従って、本発明によれば、本発明によるプライマーセットを含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出キットが提供される。
【0049】
本発明によるプライマーセットを含む本発明によるキットは、PCR法等による核酸増幅反応の実施に必要な試薬(例えば、DNAポリメラーゼ、精製水)、器具(例えば、反応用チューブ)、説明書等を含んでいてもよい。
【0050】
本発明によるプライマーセットを用いて核酸増幅反応を実施すると、各種飲料(例えば、酒類)の品質低下の原因となるクロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種を正確に識別することができる。クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種は、ビール、発泡酒、およびワインの製造工程あるいは最終製品の品質に影響する能力を持つ細菌種である。従って、本発明によるプライマーセットおよびキットは、各種飲料(例えば、酒類、特に、ビール、発泡酒、およびワイン)の品質管理や、環境試料(例えば、原料用水)の検査に用いることができる。
【0051】
検出方法および判定方法
本発明によるプライマーおよびプローブ並びにプライマーセットは、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出に用いることができる。すなわち、本発明によれば、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料とを接触させ、試料中の標的核酸を検出する工程を含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法が提供される。より具体的には、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料とを接触させ、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料中との標的核酸とのハイブリダイゼーションを検出する工程を含む、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法が提供される。
【0052】
クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種は各種飲料(例えば、酒類、特に、ビール、発泡酒、およびワイン)を混濁させる原因菌である。従って、本発明によるプローブおよびプライマー並びにプライマーセットは、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出のみならず、各種飲料(例えば、酒類、特に、ビール、発泡酒、およびワイン)の混濁可能性の判定に用いることができる。すなわち、本発明によるプローブおよびプライマー並びにプライマーセットによりクロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種が検出された場合には、混濁菌が試料中に存在していると、あるいは試料が混濁する見込みがあると判定することができる。
【0053】
従って、本発明によれば、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料とを接触させ、試料中の標的核酸を検出する工程を含んでなる、飲料の混濁可能性の判定方法が提供される。より具体的には、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料とを接触させ、本発明によるプローブもしくはプライマーまたはプライマーセットと試料中との標的核酸とのハイブリダイゼーションを検出する工程を含む、飲料の混濁可能性の判定方法が提供される。
【0054】
ここで、ハイブリダイゼーションの検出方法は周知であり、その検出のための装置、器具は市販のものを用いることができる。ハイブリダイゼーションの検出は、例えば、PCR法など周知の核酸増幅法を使用して増幅産物の有無等を検出することにより、あるいはサザンブロット法など周知の核酸検出法を使用してハイブリダイゼーション複合体の有無等を検出することにより、実施することができる。
【0055】
本発明による検出方法の具体的な態様としては、核酸試料に対してPCR法による核酸増幅反応を実施した後、核酸増幅産物の有無を検出する工程を含む検出方法が挙げられる。
【0056】
すなわち、本発明によれば、
(a)本発明によるPCR法プライマーセットを用いて、試料中の核酸についてPCR法により核酸増幅反応を実施する工程;および
(b)増幅産物の有無を検出する工程
を含んでなり、増幅産物の生成がクロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の存在を示す、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法が提供される。
【0057】
本発明によれば、また、
(a)本発明によるPCR法プライマーセットを用いて、試料中の核酸についてPCR法により核酸増幅反応を実施する工程;および
(b)増幅産物の有無を検出する工程
を含んでなり、増幅産物の生成が混濁可能性を示す、飲料の混濁可能性の判定方法が提供される。
【0058】
PCR法による核酸増幅工程に供される試料は、試料中の菌体を培養してから核酸を抽出しても、培養せずに核酸を抽出してもよい。菌体の培養や核酸の抽出など核酸試料の調製については後述する。
【0059】
PCR法による核酸増幅工程では、試料中の核酸に対して増幅反応が実施される。PCR法による核酸増幅反応は周知であり、当業者であればPCR法およびその改変方法の実施条件等を適宜設定し、PCR法を実施することができる。
【0060】
本発明による検出方法のうちプローブによる検出方法の具体的な態様としては、核酸試料に対する本発明によるプローブのハイブリダイゼーションを実施した後、核酸複合体の有無を検出する工程を含む検出方法が挙げられる。
【0061】
すなわち、本発明によれば、
(a’)本発明のプローブと、試料中の核酸とを接触させる工程;および
(b’)ハイブリダイゼーション複合体の有無を検出する工程
を含んでなり、ハイブリダイゼーション複合体の生成がクロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の存在を示す、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法が提供される。
【0062】
本発明によれば、また、
(a’)本発明のプローブと、試料中の核酸とを接触させる工程;および
(b’)ハイブリダイゼーション複合体の有無を検出する工程
を含んでなり、ハイブリダイゼーション複合体の生成が混濁可能性を示す、飲料の混濁可能性の判定方法が提供される。
【0063】
プローブを用いた検出法においては、プローブを標識して用いることができる。標識としては、例えば、放射性元素(例えば、32Pおよび14C)、蛍光化合物(例えば、FITC)、酵素反応に関与する分子(例えば、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ)が挙げられる。
【0064】
ハイブリダイゼーション複合体の検出は、ノーザンハイブリダイゼーション、サザンハイブリダイゼーション、コロニーハイブリダイゼーション等の周知の方法を用いて実施できる。ハイブリダイゼーション複合体の検出に先立って、未結合プローブやハイブリダイズしないその他の成分を除去してもよい。
【0065】
PCR法による核酸増幅反応
本発明によるPCR法プライマーセットは、PCR法、RT−PCR法、リアルタイムPCR法、in situ PCR等の核酸増幅法を利用して、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の識別に用いることができる。
【0066】
核酸増幅物が観察されるならば、標的塩基配列が存在することを意味し、プライマーセットの検出対象である菌種陽性(+)を表す。逆に、核酸増幅が観察されない場合には、標的塩基配列が不存在であることを意味し、プライマーセットの検出対象である菌種陰性(−)を表す。
【0067】
PCR法では、アガロースゲル電気泳動など周知の方法に従って核酸増幅物を検出することができる。また、リアルタイムPCR法では、インターカレーターや蛍光標識プローブを使用し、サーマルサイクラーと分光蛍光光度計とが一体化された装置において、核酸増幅物を経時的に検出することができる。
【0068】
検出対象試料とその調製
本発明によるプライマーセットおよびキットの検出の対象となる試料としては、ビール、発泡酒、ワインなどの酒類;ラムネ、炭酸水などの清涼飲料;原料用に採取された水等の環境試料;酒類や清涼飲料等の製造工程から採取された半製品などが挙げられる。
【0069】
これらをPCR法の試料として用いる場合には、試料中に存在する菌の濃縮、分離、および培養、菌体からの核酸分離、核酸の濃縮などの操作を前処理として実施してもよい。試料中に存在する菌の濃縮や分離の方法としては、ろ過、遠心分離などが挙げられ、適宜選択できる。また試料から濃縮、分離した菌を、さらに培養して菌数を増やしてもよい。培養には、対象とする細菌株の増殖に適切な寒天固体培地や液体培地を用いることができ、また対象とする細菌株を選択するためにシクロヘキシミドなどの薬剤を添加してもよい。飲料試料や環境試料などに存在する菌体、あるいは培養した菌体から核酸を遊離させるためには、例えば、市販のキットを使用する方法や、アルカリ溶液などによって菌体を処理し、100℃での加熱により菌体から核酸を遊離させる方法を選択することができる。また、核酸を更に精製する必要があれば、フェノール/クロロホルム処理、エタノール沈殿や遠心等により核酸の精製を行い、最終的にTE緩衝液などに再溶解させ鋳型DNAとして試験に供してもよい(European Brewery Convention:ANALYTICA - MICROBIOLOGICA - EBC, 2nd ed. 2005 Fachverlag Hans Carl, Nuernberg、Rolfsら:PCR - Clinical diagnostics and research, Springer-Verlag, Berlin, 1992、大嶋泰治ら:蛋白 核酸 酵素, vol. 35, 2523-2541, 1990)。
【0070】
本発明によるクロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出は、例えば、以下のように実施することができる。
【0071】
まず、試料中に存在すると考えられるクロストリジウム・ベイジェリンキあるいはその近縁種を適切な培地で増菌培養する。次いで、寒天培地上に形成されたコロニーからDNAを分離し、このDNAに対して本発明によるプライマーセットを用いたPCR法を実施し、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の特定遺伝子領域を増幅する。遺伝子増幅産物の存在は検出対象菌種の存在を示す。また、検出対象菌種の存在は、混濁菌が試料中に存在していること、あるいは試料が混濁する見込みを示す。
【実施例】
【0072】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0073】
実施例1:クロストリジウム・ベイジェリンキの検出
(a)ゲノムDNA抽出法
寒天平板培地上で培養した菌体をかき取り、0.1M水酸化ナトリウム溶液に懸濁し、沸騰水中で10分間加熱することによりDNAを抽出した。1Mのトリス塩酸緩衝液(pH7.0)27μlを加えて混和することで中和した後、遠心分離した上澄みをゲノムDNA溶液として使用した。なお、この懸濁液中の菌濃度は10cfu/ml程度であった。
【0074】
(b)PCR用プライマーの合成
クロストリジウム・ベイジェリンキ用プライマーを、ホスホアミダイド法で化学合成した(化学合成はシグマアルドリッチジャパン株式会社に委託)。
[プライマーセット1]
正規鎖側プライマー: GCGATGAAGC TCCTTCGGGA (配列番号8)
逆鎖側プライマー : CCGTCAATTC CTTTGAGTTT (配列番号9)
【0075】
(c)PCR反応溶液の調製およびPCR反応
ゲノムDNA溶液1μlに、10倍に濃縮されている反応用バッファー5μl(宝酒造株式会社製、TaKaRa exTaqに付属のBuffer)、4種類のデオキシリボヌクレオチド三リン酸(dNTP)混合液4μl(宝酒造株式会社製、TaKaRa exTaqに付属のdNTP混合液)、正規鎖側プライマー20pmol、逆鎖側プライマー20pmol、DNAポリメラーゼ(宝酒造株式会社製、TaKaRa exTaq)0.25μlを加え、水で50μlとし、これをPCR反応溶液とした。
【0076】
(d)PCR反応
熱変性(94℃、30秒)、アニーリング(50℃、30秒)、重合反応(72℃、1分)からなる過程を1サイクルとし、これを25サイクル繰り返し反応させた。
【0077】
反応溶液中にヌクレオチド配列が増幅されたか否かを見るために、アガロースゲル電気泳動および臭化エチジウムによる染色を行った。電気泳動は2%のアガロースゲルを使用し、TAEバッファーの中、100ボルトで30分間行った。次いでゲルを取り出し、0.5μg/mlの臭化エチジウム水溶液中に30分間浸漬して染色後、トランスイルミネーターで発色させ、ポラロイドカメラで撮影した。この時、電気泳動時に塩基対数が既知のDNA断片を一緒に流して相対比較することにより、検出されたヌクレオチド配列断片の長さを算出した。
【0078】
(e)クロストリジウム・ベイジェリンキ用プライマーの特異性評価
クロストリジウム・ベイジェリンキ用プライマーとして開発したプライマーセット1について、各種標準株を用いてPCR法で特異性を評価した。その結果、プライマーセット1は、クロストリジウム・ベイジェリンキの菌株と反応させた場合にのみDNA増幅が観察された(表1)。
【表2】


なお、表中の+は、約700〜830塩基対に相当する大きさの増幅物(すなわち、配列番号7の60〜892番目の塩基配列に相当)が観察されたことを示している。
【0079】
以上により、クロストリジウム・ベイジェリンキに対して作成した本発明によるプライマーセットは、検査対象とするクロストリジウム・ベイジェリンキを菌種レベルで正確に検出できることが示された。本発明によるプライマーを用いれば、遺伝子増幅の有無を確認するだけで、クロストリジウム・ベイジェリンキを同定・検出することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドからなる、クロストリジウム・ベイジェリンキ(Clostridium beijerinckii)およびその近縁種検出用プローブまたはプライマー。
【請求項2】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド、または配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチドである、請求項1に記載のプローブまたはプライマー。
【請求項3】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチド、または配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドであり、
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列で表されるポリヌクレオチド、または配列番号8の塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドである、請求項1に記載のプローブまたはプライマー。
【請求項4】
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列の相補配列からなるポリヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)であり、
配列番号1〜6のいずれかの塩基配列の相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号8の塩基配列からなるポリヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)である、
請求項1に記載のプローブまたはプライマー。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプライマーを少なくとも1種含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用PCR法プライマーセット。
【請求項6】
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプライマーと、配列番号7の塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドからなるプライマーとからなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種検出用PCR法プライマーセット。
【請求項7】
配列番号7の塩基配列またはその相補配列で表されるポリヌクレオチドにハイブリダイズする少なくとも10塩基のポリヌクレオチドが、配列番号7の塩基配列の相補配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチド、または配列番号7の塩基配列の連続する少なくとも10個のヌクレオチド(1または数個の変異が導入されていてもよい)を含んでなるポリヌクレオチドである、請求項6に記載のプライマーセット。
【請求項8】
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプローブもしくはプライマー、または請求項5〜7のいずれか一項に記載のプライマーセットを用いて試料中の標的核酸を検出する工程を含んでなる、クロストリジウム・ベイジェリンキおよびその近縁種の検出方法および飲料の混濁可能性の判定方法。

【公開番号】特開2011−152081(P2011−152081A)
【公開日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−15879(P2010−15879)
【出願日】平成22年1月27日(2010.1.27)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ポラロイド
【出願人】(311002447)キリングループオフィス株式会社 (1)
【Fターム(参考)】