説明

低分子量RNAの分離精製方法

【課題】miRNA分子などのRNA分子を簡便に作製する方法、および配列未知のmiRNA分子などのRNA分子を作製するための技術を提供することを課題とする。
【解決手段】汎用性の高いRNAポリメラーゼ(RNA polymerase)を用いることにより任意のmature RNA(例えば、miRNA)を作成する手法を新たに開発したことによって解決した。プロモーター領域をRT−PCRの段階で導入することおよび余分な配列と相補的なプライマー(DNA断片)をアニーリングさせ、RNase H処理およびDNase処理することにより上記課題は解決された。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
単離された成熟型RNA。
【請求項2】
合成成熟型RNA。
【請求項3】
低分子量成熟型RNA。
【請求項4】
前記成熟型RNAは、目的の配列のみからなる、RNA。
【請求項5】
所望の配列を有する成熟型RNAを生産する方法であって:
A)該所望の配列を有する鋳型核酸にリンカー核酸を結合させてリンカー核酸結合鋳型核酸を生産するライゲーション工程;
B)該リンカー核酸結合鋳型核酸に基づいて核酸増幅鋳型を生産する核酸増幅鋳型生産工程;
C)該核酸増幅鋳型に対して核酸増幅反応を行って増幅産物を生産する増幅工程;
D)該増幅産物に対してRNAポリメラーゼを用いてRNA産物を生産するRNA増幅工程;および
E)該RNA産物から所望でないRNA配列を除去し、それにより成熟型RNAを生産する調整工程;
を包含する、方法。
【請求項6】
前記鋳型核酸は、RNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記リンカー核酸は、DNA、RNAまたはDNA−RNAハイブリッドを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項8】
前記リンカー核酸は、制限酵素部位を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項9】
前記リンカー核酸は、制限酵素部位を含まない、請求項5に記載の方法。
【請求項10】
前記ライゲーション工程において、前記連結がリガーゼによって媒介される、請求項5に記載の方法。
【請求項11】
前記ライゲーション工程において、前記連結がDNAとRNAとの連結を媒介する能力も有するリガーゼにより媒介される、請求項5に記載の方法。
【請求項12】
前記リンカー核酸が二つ提供され、その一方の末端にリン酸が付加されていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項13】
前記リンカー核酸が二つ提供され、その一方の末端がライゲーション妨害基で改変されていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項14】
前記リンカー核酸が二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項15】
前記ライゲーション妨害基が、ジデオキシヌクレオチドである、請求項13または14に記載の方法。
【請求項16】
前記リンカーが二つ提供され、前記リンカー核酸が第1のリンカー核酸および第2のリンカー核酸の二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されており、第2のリンカー核酸は少なくとも3’側がRNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項17】
前記リンカーが二つ提供され、前記リンカー核酸が第1のリンカー核酸および第2のリンカー核酸の二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されており、第2のリンカー核酸は5’側がDNAであり3’側がRNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項18】
前記A)ライゲーション反応において、前記第2のリンカー核酸と前記鋳型核酸との連結をまず行って第1連結産物を得、次に前記第1のリンカー核酸と該第1連結産物との連結を行うことを特徴とする、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記ライゲーション工程は、smart protocolまたはNelson protocolにて行われる、請求項5に記載の方法。
【請求項20】
前記鋳型核酸はRNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項21】
前記鋳型核酸はRNAであり、前記核酸増幅鋳型の生産は逆転写反応により達成され、前記核酸増幅鋳型はDNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項22】
前記リンカー核酸結合鋳型核酸がRNAとDNAとのキメラ核酸である、請求項5に記載の方法。
【請求項23】
前記リンカー核酸結合鋳型核酸がRNAとDNAとのキメラ核酸であり、前記核酸増幅鋳型の生産は逆転写反応により達成され、該逆転写反応において用いられるプライマーが該リンカー核酸結合鋳型核酸のリンカー核酸部分に相補的な配列を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項24】
前記核酸増幅反応が、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、リガーゼ連鎖反応(LCR)、gap LCR、鎖置換増幅(strand displacement amplification;SDA)、Qβレプリカーゼ増幅、転写増幅システム(TAS)、自己支持配列複製システム(self−sustained sequence replication system;3SR);核酸配列ベース増幅(NASBA);転写媒介増幅(TMA)、等温条件下キメラプライマー開始核酸増幅(ICAN;Isothermally chimeric primer used amplification of nucleic acid)およびループ媒介性等温増幅(LAMP)からなる群より選択される、請求項5に記載の方法。
【請求項25】
前記核酸増幅反応がポリメラーゼ連鎖反応である、請求項5に記載の方法。
【請求項26】
前記核酸増幅反応において、プロモーター配列を含むプライマーが用いられる、請求項5に記載の方法。
【請求項27】
前記核酸増幅反応において使用される5’側のプライマーにプロモーター配列が含まれる、請求項5に記載の方法。
【請求項28】
前記核酸増幅反応において使用されるプライマーが、制限酵素部位の配列を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項29】
前記核酸増幅反応において使用されるプライマーが、マルチクローニングサイトを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項30】
前記核酸増幅反応において使用されるプライマーが、制限酵素部位の配列を含み、5’側のプライマーにプロモーター配列が含まれる、請求項5に記載の方法。
【請求項31】
前記核酸増幅反応において使用されるプライマーが、リンカー核酸の配列またはその相補配列あるいはその一部を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項32】
前記核酸増幅反応において使用されるプライマーが、リンカー核酸の配列またはその相補配列あるいはその一部を含み、該プライマーが、制限酵素部位の配列を含み、5’側のプライマーにプロモーター配列が含まれる、請求項5に記載の方法。
【請求項33】
C)増幅工程の後に、前記増幅産物を、ベクターにクローニングする工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。
【請求項34】
前記ベクターは、前記プロモーター配列を含まないことを特徴とする、請求項31に記載の方法。
【請求項35】
前記増幅産物がDNAであり、前記RNAポリメラーゼが、DNA依存性である、請求項5に記載の方法。
【請求項36】
前記RNAポリメラーゼは、前記プロモーター配列を認識するものである、請求項5に記載の方法。
【請求項37】
前記核酸増幅反応において、使用されるプライマーが、リンカー核酸の配列またはその相補配列あるいはその一部を含み、該プライマーが、制限酵素部位の配列を含み、5’側のプライマーにプロモーター配列が含まれ
前記C)増幅工程の後に、前記増幅産物を、ベクターにクローニングする工程をさらに包含し、該ベクターは、前記プロモーター配列を含まず、前記RNAポリメラーゼが該プロモーター配列を認識し、かつ、3’側のプライマーの該制限酵素部位を切断する制限酵素で消化して該RNAポリメラーゼの鋳型として該RNAポリメラーゼによる増幅を行うことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項38】
RNA増幅工程の後にDNAを除去する工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。
【請求項39】
前記DNAの除去は、DNaseにより達成される、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
前記RNA増幅工程において、存在するRNA分子の量の少なくとも2倍量のプライマーが使用される、請求項5に記載の方法。
【請求項41】
前記RNAポリメラーゼは、オーバーハングを生じさせないRNAポリメラーゼである、請求項5に記載の方法。
【請求項42】
前記所望でないRNA配列の除去は、前記リンカー核酸結合鋳型核酸の配列のうち、前記所望の配列以外の配列と相補的な除去用プライマーを前記RNA産物とハイブリダイズさせてハイブリダイズ産物を生成し、該ハイブリダイズ産物に対してDNAと結合している一本鎖RNAのみを選択的に分解する手段を用いて分解させて、所望の配列のみを含むRNAを生産することを包含する、請求項5に記載の方法。
【請求項43】
前記除去用プライマーは、前記所望の配列からなるRNAに直接連結されている配列に対して相補的な配列を少なくとも1つ含み、該相補的な配列は、前記RNA産物とのハイブリダイズ形成に充分な長さを含む、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記所望でないRNA配列の除去は、DNAと結合している一本鎖RNAのみを選択的に分解することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項45】
前記所望でないRNA配列の除去は、RNase Hにより達成される、請求項5に記載の方法。
【請求項46】
RNAを実質的に分解しないDNA分解手段によりDNAを分解する工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。
【請求項47】
さらに、前記RNAポリメラーゼによって生じたオーバーハングを除去する工程を包含する、請求項5に記載の方法。
【請求項48】
前記RNAポリメラーゼによって生じたオーバーハングを除去する前記工程は、電気泳動を包含する、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
前記成熟型RNAは、低分子量RNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項50】
前記成熟型RNAは、miRNAである、請求項5に記載の方法。
【請求項51】
所望の配列を有する成熟型RNAを生産するためのキットであって:
A1)該所望の配列を有する鋳型核酸に連結させるためのリンカー核酸;
A2)該リンカー核酸を該鋳型核酸に結合させる結合手段;
B)該鋳型核酸と該リンカー核酸とが連結したリンカー核酸結合鋳型核酸から核酸増幅鋳型を生産する核酸増幅鋳型生産手段;
C)該転写反応によって生じる核酸増幅鋳型に対して核酸増幅反応を生じさせる核酸増幅手段;
D)該核酸増幅反応によって増幅された産物を鋳型としてRNAを生産する手段;および
E)所望でないRNA配列を除去するRNA配列除去手段、
を備える、キット。
【請求項52】
前記リンカー核酸は、制限酵素部位を含むことを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項53】
前記リンカー核酸は、制限酵素部位を含まないことを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項54】
前記リンカー核酸が二つ提供され、その一方の末端にリン酸が付加されていることを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項55】
前記リンカー核酸が二つ提供され、その一方の末端がライゲーション妨害基で改変されていることを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項56】
前記リンカー核酸が二つ提供され、その一方の末端にリン酸が付加され、他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されていることを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項57】
記ライゲーション妨害基が、ジデオキシヌクレオチドである、請求項55または56に記載のキット。
【請求項58】
前記リンカー核酸が二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されていることを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項59】
前記リンカーが二つ提供され、前記リンカー核酸が第1のリンカー核酸および第2のリンカー核酸の二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されており、第2のリンカー核酸は少なくとも3’側がRNAである、請求項51に記載のキット。
【請求項60】
前記リンカーが二つ提供され、前記リンカー核酸が第1のリンカー核酸および第2のリンカー核酸の二つ提供され、そのうちの第1のリンカー核酸の一方の末端にリン酸が付加され、該第1のリンカー核酸の他方の末端がライゲーションを妨害する基で改変されており、第2のリンカー核酸は5’側がDNAであり3’側がRNAである、請求項51に記載のキット。
【請求項61】
前記結合手段は、RNAリガーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項62】
前記結合手段は、DNAとRNAとの連結を媒介する能力も有するリガーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項63】
前記結合手段は、T4 RNAリガーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項64】
前記鋳型核酸はRNAであり、前記核酸増幅鋳型生産手段は、逆転写酵素とプライマーを含む、請求項51に記載のキット。
【請求項65】
前記プライマーセットは、該リンカー核酸結合鋳型核酸のリンカー核酸部分に相補的な配列を含むことを特徴とする、請求項51に記載のキット。
【請求項66】
前記核酸増幅手段は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、リガーゼ連鎖反応(LCR)、gap LCR、鎖置換増幅(strand displacement amplification;SDA)、Qβレプリカーゼ増幅、転写増幅システム(TAS)、自己支持配列複製システム(self−sustained sequence replication system;3SR);核酸配列ベース増幅(NASBA);転写媒介増幅(TMA)、等温条件下キメラプライマー開始核酸増幅(ICAN;Isothermally chimeric primer used amplification of nucleic acid)およびループ媒介性等温増幅(LAMP)からなる群より選択される増幅反応のための手段を含む、請求項51に記載のキット。
【請求項67】
前記核酸増幅手段は、DNAポリメラーゼとプライマーセットとを含む、請求項51に記載のキット。
【請求項68】
前記プライマーセットは、前記リンカー核酸連結鋳型核酸の一部と同一の配列および相補的な配列をそれぞれ含む、請求項51に記載のキット。
【請求項69】
前記プライマーセットのうち少なくとも1つがプロモーター配列を含む、請求項51に記載のキット。
【請求項70】
前記プライマーセットの両方が制限部位を含む、請求項51に記載のキット。
【請求項71】
前記プライマーセットがマルチクローニングサイトを含む、請求項51に記載のキット。
【請求項72】
前記プライマーセットのうち少なくとも1つがプロモーター配列を含み、該プライマーセットの両方が制限部位を含む、請求項51に記載のキット。
【請求項73】
C−2)前記増幅産物をクローニングするためのベクター、さらに含む、請求項51に記載のキット。
【請求項74】
C−3)前記増幅産物に含まれる制限部位を認識し切断する制限酵素を含む、請求項51に記載のキット。
【請求項75】
前記核酸増幅反応によって増幅された産物を鋳型としてRNAを生産する手段は、RNAポリメラーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項76】
前記RNAポリメラーゼは、前記プライマーセットに含まれる前記プロモーター配列を認識するRNAポリメラーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項77】
前記プロモーター配列がT7プロモーター、S6プロモーターまたはT3プロモーターであり、前記RNAポリメラーゼが該プロモーターに対応してT7 RNAポリメラーゼ、S6 RNAポリメラーゼまたはT3 RNAポリメラーゼである、請求項51に記載のキット。
【請求項78】
D−1)RNase活性のないDNaseをさらに備える、請求項51に記載のキット。
【請求項79】
前記RNase活性のないDNaseは、前記鋳型となった増幅産物であるDNAを除去するために用いられる、請求項51に記載のキット。
【請求項80】
D−2)生産されたRNAを精製するための精製手段をさらに備える、請求項51に記載のキット。
【請求項81】
前記精製手段は、フェノール/クロロホルム抽出手段およびエタノール沈澱手段である、請求項80に記載のキット。
【請求項82】
前記除去手段は、RNaseである、請求項51に記載のキット。
【請求項83】
前記除去手段は、DNAと結合している一本鎖RNAのみを選択的に分解するRNaseである、請求項51に記載のキット。
【請求項84】
前記除去手段は、RNase Hである、請求項51に記載のキット。
【請求項85】
前記リンカー核酸結合鋳型核酸の配列のうち、前記所望の配列以外の配列と相補的な除去用プライマーをさらに包含する、請求項51に記載のキット。
【請求項86】
前記除去用プライマーは、前記所望の配列からなるRNAに直接連結されている配列に対して相補的な配列を少なくとも1つ含む、請求項85に記載のキット。
【請求項87】
前記除去用プライマーは、前記所望の配列からなるRNAに直接連結されている配列に対して相補的な配列を少なくとも1つ含み、該相補的な配列は、前記RNA産物とのハイブリダイズ形成に充分な長さを含む、請求項85に記載のキット。
【請求項88】
さらに、前記RNAポリメラーゼによって生じたオーバーハングを除去する手段を備える、請求項51に記載のキット。
【請求項89】
機能を有するRNAをスクリーニングするための方法であって、
A)対象RNAを提供する工程;
B)B−1)該所望の配列を有する鋳型核酸にリンカー核酸を結合させてリンカー核酸結合鋳型核酸を生産するライゲーション工程;
B−2)該リンカー核酸結合鋳型核酸に基づいて核酸増幅鋳型を生産する核酸増幅鋳型生産工程;
B−3)該核酸増幅鋳型に対して核酸増幅反応を行って増幅産物を生産する増幅工程;
B−4)該増幅産物をベクターに配置し、該ベクターで宿主を形質転換する工程;
B−5)該宿主を増幅させる増幅された宿主からベクターを入手する工程;
B−6)該ベクターを鋳型として用いてRNAポリメラーゼを使用してRNA産物を生産するRNA増幅工程;および
B−7)該RNA産物から所望でないRNA配列を除去し、それにより成熟型RNAを生産する調整工程、
を行って、対象RNAを増幅生産する工程、
C)該対象RNAを試験細胞に感染させる工程;
D)該試験細胞が所望の機能を発現した場合、該発現が見出される試験細胞に含まれる対象RNAに対応する宿主をさらに培養して増幅させる工程;
E)必要に応じて、B−5〜B−7、CおよびDを繰り返し、単一コロニーを探索する工程、
F)該単一コロニーに含まれるRNAの配列を決定する工程;
ここで、該決定された配列と該機能と関連付けて、機能を有するRNAが同定される、方法。
【請求項90】
G)該RNAの発現パターン解析を行う工程、をさらに包含する、請求項89に記載の方法。
【請求項91】
請求項1〜4に記載のRNAまたは請求項5〜88に記載の方法によって生産されたRNAの、該RNAの機能を利用する分析または診断のための使用。
【請求項92】
所望の配列を含むRNAから所望でないRNA配列を除去し、それにより成熟型RNAを生産する方法であって、
a)所望の配列を含むRNA以外の配列に相補的な少なくとも1つのDNAプライマーと該所望の配列を含むRNAとをハイブリダイズさせる工程;および
b)DNA−RNAの結合のみを認識して分解する工程、
を包含する、方法。
【請求項93】
前記DNAプライマーは、5’末端に少なくとも1つおよび3’末端に少なくとも1つ含む、請求項92に記載の方法。
【請求項94】
所望の配列を含むRNAから所望でないRNA配列を除去し、それにより成熟型RNAを生産するためのキットであって、
a)所望の配列を含むRNA以外の配列に相補的な少なくとも1つのDNAプライマー;および
b)DNA−RNAの結合のみを認識して分解する手段、
を備える、キット。
【請求項95】
前記DNAプライマーは、5’末端に少なくとも1つおよび3’末端に少なくとも1つ含む、請求項94に記載のキット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−202521(P2007−202521A)
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−27777(P2006−27777)
【出願日】平成18年2月3日(2006.2.3)
【出願人】(504137912)国立大学法人 東京大学 (1,942)
【Fターム(参考)】