検出用核酸鎖及び物質間の結合又は相互作用検出方法
【課題】新規な検出用核酸鎖を提供すること。
【解決手段】アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、を少なくとも備えており、塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖を提供する。該検出用核酸鎖を用いた物質間の結合又は相互作用検出方法は、アプタマーの機能解析方法、及びアプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法等へ応用することができる。
【解決手段】アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、を少なくとも備えており、塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖を提供する。該検出用核酸鎖を用いた物質間の結合又は相互作用検出方法は、アプタマーの機能解析方法、及びアプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法等へ応用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の物質や物質間の相互作用の検出に使用し得る検出用核酸鎖等に関する。より詳しくは、アプタマーの機能を利用して特定の物質や物質間の結合又は相互作用を検出し得る新規な検出用核酸鎖及び物質間の結合又は相互作用検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどを検出する技術は、様々な分野の研究開発等において、極めて重要な一端を担っている。例えば、特定の疾患の診断、創薬、食品などの衛生面の管理、環境汚染の浄化・修復などあらゆる分野において、検出技術の開発が進んでいる。
【０００３】
その中でも特に近年では、基板などの表面（界面）において、物質間の相互作用や反応を進行させて、これらを物理的手段や光学的手段等によって検出する技術が進展している。当該技術は、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報の網羅的解析、生体物質の機能解析、プロテオーム解析、生体内反応の解析などの分野では、既に重要な基幹技術となりつつある。
【０００４】
検出技術としては、特許文献１には尿中のコルチゾール（ホルモンの一種）を特異的に認識するポリクローナル又はモノクローナル抗体を利用するイムノアッセイ方法が、特許文献２には２本鎖核酸特異的分解酵素を用いることにより、標的核酸分子を簡便にまた精度良く検出する方法が、特許文献３には、タンパク質試料を電気泳動した分離媒体中に、作用極を挿入してタンパク質の官能基を酸化して発生する電流を測定することによりタンパク質の有無を検出するタンパク質の検出方法が、特許文献４には遺伝子発現における疾病関連変化を示している少なくとも２種の異なる分子マーカーを、抗体もしくは核酸 プローブを使用して同時に染色および検出することによって、子宮頸部塗抹標本における腫瘍細胞およびそれらの前駆体を検出する方法が、特許文献５には、蛍光指示薬と、輝度増感剤を微生物細胞試料に接触させ微生物細胞の発する蛍光強度を増加させることを特徴とした微生物細胞の検出方法が開示されている。
【０００５】
ここで、本発明に関わりのある「アプタマー」について説明する。「アプタマー」とは、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどの特定の物質と特異的に結合する機能を持った核酸分子やペプチドをいう。「アプタマー」は、結合する対象に制約がなく、高い親和性と特異性を持って対象に結合させることが可能である。また、大量の合成が容易であり、作用機序が単純であるため、構造プロテオミクス、ターゲット解析、ターゲットバリデーション、創薬などの分野で幅広く利用することができる。
【０００６】
上記の理由により、近年、種々のアプタマーに関する技術開発が進められている。例えば、特許文献６には、プリオン病を診断するための、あるいは治療又は予防するために利用できる異常型プリオン蛋白質由来の原繊維（mSAF）に特異的に結合するＲＮＡアプタマーが、特許文献７には大腸菌終結因子を阻害するＲＮＡアプタマーが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−３３３３９８号公報
【特許文献２】特開２００７−９号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３０９８号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６２７４号公報
【特許文献５】特開２００６−２６２７７５号公報
【特許文献６】特開２００６−３２０２８９号公報
【特許文献７】特開２００７−８２５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した物質の検出方法には、それぞれ一長一短がある。例えば、小分子の検出には不向きであったり、微量のサンプルでは検出不能となったり、或いは物質の活性が失われないよう特別な工程が必要であるなど、それぞれ問題を抱えており、更なる開発の途が残されている。
【０００９】
そこで、本発明では、従来の方法にはない物質検出方法に使用可能な新規な検出用核酸鎖を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者らは、アプタマーの性質を生かした物質の検出方法を鋭意研究した結果、従来の方法で行われていたプローブやターゲット自体の変化を測定するといった発想を大きく転換し、アプタマーがターゲットと結合した際にアプタマーやターゲットとは別の物質が変化するように工夫し、その変化を測定することにより、ターゲットを検出し得る新規な方法を見出した。
【００１１】
そこで本発明では、まず、アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、を少なくとも備えており、塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖を提供する。
前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことを検出する方法は特に限定されないが、一例としては、検出用核酸鎖が検出子を有するように設計することが可能である。
前記検出子は、前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことの検出信号を提供し得る機能を有していれば、前記検出用核酸鎖中の位置及びその他の機能等は特に限定されないが、例えば、前記検出用核酸鎖の第２核酸鎖に保持され、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質を挙げることができる。具体的な一例としては、誘電体や蛍光物質が挙げられる。
また、前記検出子は、２種類以上の物質より構成されるものであってもよい。例えば、前記第２核酸鎖にラベルされた蛍光物質と、前記第１核酸鎖にラベルされており、前記塩基配列Ａ、Ｂ領域の相補鎖形成時に前記蛍光物質を消光し得るクエンチャーと、から構成されるものが挙げられる。
本発明では次に、前期検出用核酸を少なくとも用いることによって、アプタマーとして機能する塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出する方法を提供する。
該方法においては、前記第１核酸の一末端が固相表面に固定されていてもよい。
塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用の検出方法は特に限定されないが、例えば、前記第２核酸鎖に保持された誘電体から得られる誘電率の変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することができる。
また、前記検出用核酸の質量変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することもできる。
更に、検出用核酸の塩基配列ＡとＢの相補鎖に結合又は吸着して蛍光を発するインターカレーターの蛍光強度の低下を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することもできる。
【００１２】
ここで、本発明に関する技術用語の説明をする。本発明における「アプタマー」とは、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどの特定の物質と特異的に結合する機能を持った核酸分子やペプチドをいう。
【００１３】
本発明における「検出子」とは、所定物質を検出するための検出信号を取得し得る物質を全て包含する。例えば、誘電体、任意の質量を有するビーズ、蛍光物質、放射性物質、又はインターカレーターなどが挙げられる。
【００１４】
本発明における「クエンチャー」とは、励起エネルギー吸収剤であって、近くの蛍光物質の蛍光を抑制する機能を有する物質をいう。
【００１５】
本発明における「インターカレーター」とは、二本鎖核酸の相補鎖部位に結合して蛍光等を発する物質である。例えば、ＰＯＰＯ−１やＴＯＴＯ−３、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩ、ＰｉｃｏＧｒｅｅｎ、Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８などを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る検出用核酸鎖を用いれば、所定物質の大きさ、量、種類等に関わらず、簡便に精度良く特定物質の検出を行うことができる。また、所定物質の活性低下を最小限に抑えることができるため、活性の低下を抑制するための余分な工程を行う必要がなく、更に、物質間の結合又は相互作用も高精度に検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の好適な実施形態例について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１８】
図１は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１と、該検出用核酸鎖Ｎ１を用いた所定物質４の検出方法の一実施形態を示す図である。
【００１９】
本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は大別して、第１核酸鎖１１と第２核酸鎖２１を少なくとも備えている。
【００２０】
第１核酸鎖１１は、アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有している。図１では、第１核酸鎖１１の一末端が固層表面Ｓ（ビーズ等を含む。以下同じ。）に固定されているが、これに限定されない。後述する図４に示すように、遊離した状態であってもよい。第１核酸鎖１１の一末端を固層表面Ｓに固定する場合、その方法は特に限定されず、公知のあらゆる方法を用いることができる。一例としては、アビジン-ビオチン結合やカップリング反応（例えば、ジアゾカップリング反応）などが挙げられる。
【００２１】
第２核酸鎖２１は、前記塩基配列Ａと相補的な塩基配列Ｂを有している。図１では、塩基配列Ｂの一例として、塩基配列Ａ全体と相補的なものを挙げているが、これに限定されず、後述する図２に示すように塩基配列Ａより長い塩基配列部分と相補的であってもよい。また、後述する図３に示すように塩基配列Ａの少なくとも一部と相補的であってもよい。
【００２２】
図１では、第２核酸鎖２１の一末端は、誘電体３１である検出子で修飾されているが、予め検出子で修飾する必要はなく、例えば、検出の直前に修飾又は標識（ラベル）等を施してもよい。また、検出子の種類も特に限定されないが、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質が好ましい。例えば、誘電体３１以外にも、任意の質量を持つビーズ、蛍光物質、放射性物質、インターカレーターなど、公知のあらゆる検出子を用いることができる。
【００２３】
以上説明した第１核酸鎖１１と第２核酸鎖２１とが２本鎖を形成した状態が、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１である。
【００２４】
図１中符号４は、塩基配列Ａと特異的に結合する所定物質４を示す。検出し得る所定物質４は、アプタマーとして機能する塩基配列Ａの特異的に結合又は相互作用する物質であれば特に限定されない。一例としては、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどが挙げられる。
【００２５】
反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１が待ち受けており（図１中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、所定物質４と塩基配列Ａとの結合性の方が塩基配列Ａと塩基配列Ｂとの結合性より優勢な場合、図１中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。結合性の強度は、塩基配列Ａ又はＢの長さやＧＣ含有率の操作をすることで調節することが可能である。
【００２６】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００２７】
この時、第２核酸鎖２１に修飾された検出子が任意の質量を有するビーズである場合には、水晶振動子マイクロバランス法（ＱＣＭ法）等による質量変化を測定することで、所定物質４を検出することもできる。
【００２８】
本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は、通常用いられるプローブ核酸と異なり、２本鎖を形成する第１核酸鎖１１の塩基配列Ａのみが所定物質４と結合又は相互作用し、その際、２本鎖を形成するもう一方の第２核酸鎖２１が解離するように調整されている。従って、所定物質４に標識（ラベル）等を行う必要がない。また、所定物質４自体の変化を測定する方法ではなく、解離する第２核酸鎖２１の変化を測定することにより所定物質４の検出を行う方法であるため、所定物質４が小分子であったり微量であったりしても、高感度に検出することが可能である。
【００２９】
図２は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ２と、該検出用核酸鎖Ｎ２を用いた所定物質４の検出方法の図１とは別の一実施形態を示す図である。
【００３０】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ２は、第２核酸鎖２２の塩基配列Ｂが第１核酸鎖１２の塩基配列Ａより長い塩基配列部分と相補的に２本鎖を形成した形態である。また、検出子の一例として蛍光物質３２を、第２核酸鎖２２の一末端に標識（ラベル）している。蛍光物質３２の種類は特に限定されないが、例えば、Ｃｙ３やＣｙ５の蛍光色素、ルシフェラーゼやＧＦＰなどの蛍光タンパク質など、公知のあらゆる蛍光物質を用いることができる。
【００３１】
図１で示した実施形態と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ２が待ち受けており（図２中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図２中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２２が解離する。
【００３２】
そして、反応場を洗浄した後、所定波長の蛍光励起光により蛍光が励起されるか否かを検出することで、所定物質４を検出することができる。即ち、塩基配列Ａと結合又は相互作用する所定物質４が存在する場合には、第２核酸鎖２２が解離するため、図２中（III）に示すように、その後の洗浄により第２核酸鎖２２は除去され、所定波長の蛍光励起光を照射しても蛍光は励起されない。一方、塩基配列Ａと結合又は相互作用する所定物質４が存在しない場合には、第２核酸鎖２２は解離せず、検出用核酸鎖Ｎ２は２本鎖を形成したままであり、検出用核酸鎖Ｎ２は洗浄によっても除去されないため、所定波長の蛍光励起光を照射すると蛍光が励起される。
【００３３】
図３は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ３と、該検出用核酸鎖Ｎ３を用いた所定物質４の検出方法の図１及び図２とは別の一実施形態を示す図である。
【００３４】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ３は、第２核酸鎖２３の塩基配列Ｂが第１核酸鎖１３の塩基配列Ａの一部と相補的に２本鎖を形成した形態である。検出子としては、蛍光物質３３１と該蛍光物質３３１を消光し得るクエンチャー３３２とから構成されるものを挙げている。そして、蛍光物質３３１を第２核酸鎖２３の一末端に標識（ラベル）し、クエンチャー３３２を第１核酸鎖１３の一末端に標識（ラベル）し、２本鎖形成時には蛍光物質３３１を消光するように調整されている。
【００３５】
前記と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ３が、蛍光物質３３１を消光した状態で待ち受けており（図３中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図３中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２３が解離する。
【００３６】
第１核酸鎖１３と第２核酸鎖２３が解離すると、蛍光物質３３１とクエンチャー３３２が離れ、蛍光物質３３１が蛍光を発するようになる。従って、所定波長の蛍光励起光による蛍光の励起を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００３７】
本実施形態のようにクエンチャー３３２を用いれば、前記図２で示した実施形態のように洗浄工程を行う必要がないといったメリットが生ずる。
【００３８】
図４は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ４と、該検出用核酸鎖Ｎ４を用いた所定物質４の検出方法の図１、図２及び図３とは別の一実施形態を示す図である。
【００３９】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ４は、固層表面に固定されておらず遊離した状態である。また、検出子の一例として、インターカレーター３４を用い、第１核酸鎖１４と第２核酸鎖２４との相補鎖部位に結合させている。
【００４０】
前記と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ４が、インターカレーター３４を結合させた状態で待ち受けており（図４中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図４中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２４が解離する。
【００４１】
第１核酸鎖１３と第２核酸鎖２３が解離すると、インターカレーター３４も解離する。従って、所定波長の蛍光励起光等による蛍光励起等の低下を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００４２】
図５は、所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の一実施形態を示す図である。本実施形態では、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００４３】
図５中符号４ａで示す所定物質は、そのままでは塩基配列Ａと結合しない物質であるが、他の所定物質４ｂと相互作用すると、塩基配列Ａと結合する性質へ変化する物質である。
【００４４】
反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１と所定物質４ａが待ち受けており（図５中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４ｂが送り込まれると、所定物質４ａと所定物質４ｂの相互作用が起こる。そして、相互作用を起こした所定物質４ａ、４ｂと塩基配列Ａとが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。
【００４５】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４ａと所定物質４ｂとの相互作用を検出することができる。
【００４６】
図６は、所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の図５とは異なる一実施形態を示す図である。本実施形態でも、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００４７】
図６中符号５で示す物質は、所定物質４と塩基配列Ａとの結合を阻害する物質である。物質５が何らかの作用により所定物質４から解離したり、又は物質５の機能を失われたりすると、所定物質４は塩基配列Ａと結合し、第２核酸鎖２１が解離する。
【００４８】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４と物質５の解離又は物質５の機能不全を検出することができる。
【００４９】
これは、例えば、物質５の機能阻害剤などのスクリーニングに応用することが可能である。図６中（Ｉ）に示すように、検出用核酸鎖Ｎ１と塩基配列Ａとの結合が阻害された所定物質４が待ち受けているところに、図示しないが物質５の機能阻害剤となり得る物質を送り込み、物質５の機能が阻害されると、所定物質４は塩基配列Ａと結合する。そして、第２核酸鎖２１が解離し、固層表面上の誘電率が大きく変化する。このように、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は、物質５の機能阻害剤のスクリーニングに用いることができる。
【００５０】
以上説明した検出用核酸鎖を用いた方法は、以下のような機能解析方法等にも応用することができる。一例を、図７を用いて説明する。
【００５１】
図７は、本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法を、アプタマーの機能解析方法、アプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法への応用方法を示す図である。なお、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００５２】
まず、前述した通り、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１が待ち受けており（図７中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４ｃが送り込まれると、所定物質４ｃと塩基配列Ａとが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。この時の誘電率の変化等を測定することで、まずは、所定物質４ｃがアプタマーとして機能する塩基配列Ａに結合（トラップ）したことを確認することができる。
【００５３】
アプタマーは、様々な物質に結合しその作用に影響を与えるといった機能を有するが、例えば、通常では物質６１と相互作用をしない所定物質４ｃが、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合した後に、物質６１と相互作用するようになれば、このアプタマー（塩基配列Ａ）は、所定物質４ｃを物質６１と相互作用し得る物質４ｄへと変化させる機能を有することが分かる。
【００５４】
また、所定物質４ｃのアプタマーとの結合後の機能が不明である場合に、本方法により、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄの機能解析を行うこともできる。例えば、図７に示すように、所定物質４ｃがアプタマー（塩基配列Ａ）と結合後、物質６１と相互作用するようになったことが確認できれば、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄは、物質６１と相互作用し得る性質に変化したことが分かる。
【００５５】
更に、上記の方法の原理を利用すれば、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄと相互作用する物質６１をスクリーニングすることも可能である。
【００５６】
以上説明した応用方法において、物質６１と物質４ｄの相互作用の有無は、公知の方法で検出することができる。例えば、物質６１と物質４ｄの相互作用により、質量が変化するため、水晶振動子マイクロバランス法（ＱＣＭ法）などを用いて相互作用を検出することができる。また、物質６１又は物質４ｄに蛍光物質、放射性物質、又はインターカレーターなどの標識物質を吸着又は結合させる方法、また、ＦＲＥＴの原理のように、物質間相互作用により、その物質６１又は物質４ｄ自体の蛍光色等を変化させる方法などを用いて相互作用を検出することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る検出用核酸鎖を用いれば、所定物質の大きさ、量、種類などに関わらず、簡便に精度良く特定物質の検出を行うことができる。また、所定物質の活性低下を最小限に抑えることができるため、活性の低下を抑制するための余分な工程を行う必要がなく、更に、物質間の結合又は相互作用も高精度に検出することが可能である。
【００５８】
本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法は、アプタマーの機能解析方法、及びアプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法等へ応用することができ、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報の網羅的解析、生体物質の機能解析、プロテオーム解析、生体内反応の解析、食品などの衛生面の管理、環境汚染の浄化・修復などあらゆる分野への貢献が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１と、該検出用核酸鎖Ｎ１を用いた物質４の検出方法を示す図である。
【図２】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ２と、該検出用核酸鎖Ｎ２を用いた物質４の検出方法の図１とは別の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ３と、該検出用核酸鎖Ｎ３を用いた所定物質４の検出方法の図１及び図２とは別の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ４と、該検出用核酸鎖Ｎ４を用いた所定物質４の検出方法の図１、図２及び図３とは別の一実施形態を示す図である。
【図５】所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の一実施形態を示す図である。
【図６】所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の図５とは異なる一実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法を、アプタマーの機能解析方法、アプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法への応用方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４ 検出用核酸鎖
１ 第１核酸鎖
２ 第２核酸鎖
３１ 誘電体
３２、３３１ 蛍光物質
３３２ クエンチャー
３４ インターカレーター
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 所定物質
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の物質や物質間の相互作用の検出に使用し得る検出用核酸鎖等に関する。より詳しくは、アプタマーの機能を利用して特定の物質や物質間の結合又は相互作用を検出し得る新規な検出用核酸鎖及び物質間の結合又は相互作用検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどを検出する技術は、様々な分野の研究開発等において、極めて重要な一端を担っている。例えば、特定の疾患の診断、創薬、食品などの衛生面の管理、環境汚染の浄化・修復などあらゆる分野において、検出技術の開発が進んでいる。
【０００３】
その中でも特に近年では、基板などの表面（界面）において、物質間の相互作用や反応を進行させて、これらを物理的手段や光学的手段等によって検出する技術が進展している。当該技術は、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報の網羅的解析、生体物質の機能解析、プロテオーム解析、生体内反応の解析などの分野では、既に重要な基幹技術となりつつある。
【０００４】
検出技術としては、特許文献１には尿中のコルチゾール（ホルモンの一種）を特異的に認識するポリクローナル又はモノクローナル抗体を利用するイムノアッセイ方法が、特許文献２には２本鎖核酸特異的分解酵素を用いることにより、標的核酸分子を簡便にまた精度良く検出する方法が、特許文献３には、タンパク質試料を電気泳動した分離媒体中に、作用極を挿入してタンパク質の官能基を酸化して発生する電流を測定することによりタンパク質の有無を検出するタンパク質の検出方法が、特許文献４には遺伝子発現における疾病関連変化を示している少なくとも２種の異なる分子マーカーを、抗体もしくは核酸 プローブを使用して同時に染色および検出することによって、子宮頸部塗抹標本における腫瘍細胞およびそれらの前駆体を検出する方法が、特許文献５には、蛍光指示薬と、輝度増感剤を微生物細胞試料に接触させ微生物細胞の発する蛍光強度を増加させることを特徴とした微生物細胞の検出方法が開示されている。
【０００５】
ここで、本発明に関わりのある「アプタマー」について説明する。「アプタマー」とは、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどの特定の物質と特異的に結合する機能を持った核酸分子やペプチドをいう。「アプタマー」は、結合する対象に制約がなく、高い親和性と特異性を持って対象に結合させることが可能である。また、大量の合成が容易であり、作用機序が単純であるため、構造プロテオミクス、ターゲット解析、ターゲットバリデーション、創薬などの分野で幅広く利用することができる。
【０００６】
上記の理由により、近年、種々のアプタマーに関する技術開発が進められている。例えば、特許文献６には、プリオン病を診断するための、あるいは治療又は予防するために利用できる異常型プリオン蛋白質由来の原繊維（mSAF）に特異的に結合するＲＮＡアプタマーが、特許文献７には大腸菌終結因子を阻害するＲＮＡアプタマーが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−３３３３９８号公報
【特許文献２】特開２００７−９号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３０９８号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６２７４号公報
【特許文献５】特開２００６−２６２７７５号公報
【特許文献６】特開２００６−３２０２８９号公報
【特許文献７】特開２００７−８２５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した物質の検出方法には、それぞれ一長一短がある。例えば、小分子の検出には不向きであったり、微量のサンプルでは検出不能となったり、或いは物質の活性が失われないよう特別な工程が必要であるなど、それぞれ問題を抱えており、更なる開発の途が残されている。
【０００９】
そこで、本発明では、従来の方法にはない物質検出方法に使用可能な新規な検出用核酸鎖を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者らは、アプタマーの性質を生かした物質の検出方法を鋭意研究した結果、従来の方法で行われていたプローブやターゲット自体の変化を測定するといった発想を大きく転換し、アプタマーがターゲットと結合した際にアプタマーやターゲットとは別の物質が変化するように工夫し、その変化を測定することにより、ターゲットを検出し得る新規な方法を見出した。
【００１１】
そこで本発明では、まず、アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、を少なくとも備えており、塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖を提供する。
前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことを検出する方法は特に限定されないが、一例としては、検出用核酸鎖が検出子を有するように設計することが可能である。
前記検出子は、前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことの検出信号を提供し得る機能を有していれば、前記検出用核酸鎖中の位置及びその他の機能等は特に限定されないが、例えば、前記検出用核酸鎖の第２核酸鎖に保持され、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質を挙げることができる。具体的な一例としては、誘電体や蛍光物質が挙げられる。
また、前記検出子は、２種類以上の物質より構成されるものであってもよい。例えば、前記第２核酸鎖にラベルされた蛍光物質と、前記第１核酸鎖にラベルされており、前記塩基配列Ａ、Ｂ領域の相補鎖形成時に前記蛍光物質を消光し得るクエンチャーと、から構成されるものが挙げられる。
本発明では次に、前期検出用核酸を少なくとも用いることによって、アプタマーとして機能する塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出する方法を提供する。
該方法においては、前記第１核酸の一末端が固相表面に固定されていてもよい。
塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用の検出方法は特に限定されないが、例えば、前記第２核酸鎖に保持された誘電体から得られる誘電率の変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することができる。
また、前記検出用核酸の質量変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することもできる。
更に、検出用核酸の塩基配列ＡとＢの相補鎖に結合又は吸着して蛍光を発するインターカレーターの蛍光強度の低下を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出し、塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出することもできる。
【００１２】
ここで、本発明に関する技術用語の説明をする。本発明における「アプタマー」とは、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどの特定の物質と特異的に結合する機能を持った核酸分子やペプチドをいう。
【００１３】
本発明における「検出子」とは、所定物質を検出するための検出信号を取得し得る物質を全て包含する。例えば、誘電体、任意の質量を有するビーズ、蛍光物質、放射性物質、又はインターカレーターなどが挙げられる。
【００１４】
本発明における「クエンチャー」とは、励起エネルギー吸収剤であって、近くの蛍光物質の蛍光を抑制する機能を有する物質をいう。
【００１５】
本発明における「インターカレーター」とは、二本鎖核酸の相補鎖部位に結合して蛍光等を発する物質である。例えば、ＰＯＰＯ−１やＴＯＴＯ−３、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩ、ＰｉｃｏＧｒｅｅｎ、Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８などを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る検出用核酸鎖を用いれば、所定物質の大きさ、量、種類等に関わらず、簡便に精度良く特定物質の検出を行うことができる。また、所定物質の活性低下を最小限に抑えることができるため、活性の低下を抑制するための余分な工程を行う必要がなく、更に、物質間の結合又は相互作用も高精度に検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の好適な実施形態例について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１８】
図１は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１と、該検出用核酸鎖Ｎ１を用いた所定物質４の検出方法の一実施形態を示す図である。
【００１９】
本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は大別して、第１核酸鎖１１と第２核酸鎖２１を少なくとも備えている。
【００２０】
第１核酸鎖１１は、アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有している。図１では、第１核酸鎖１１の一末端が固層表面Ｓ（ビーズ等を含む。以下同じ。）に固定されているが、これに限定されない。後述する図４に示すように、遊離した状態であってもよい。第１核酸鎖１１の一末端を固層表面Ｓに固定する場合、その方法は特に限定されず、公知のあらゆる方法を用いることができる。一例としては、アビジン-ビオチン結合やカップリング反応（例えば、ジアゾカップリング反応）などが挙げられる。
【００２１】
第２核酸鎖２１は、前記塩基配列Ａと相補的な塩基配列Ｂを有している。図１では、塩基配列Ｂの一例として、塩基配列Ａ全体と相補的なものを挙げているが、これに限定されず、後述する図２に示すように塩基配列Ａより長い塩基配列部分と相補的であってもよい。また、後述する図３に示すように塩基配列Ａの少なくとも一部と相補的であってもよい。
【００２２】
図１では、第２核酸鎖２１の一末端は、誘電体３１である検出子で修飾されているが、予め検出子で修飾する必要はなく、例えば、検出の直前に修飾又は標識（ラベル）等を施してもよい。また、検出子の種類も特に限定されないが、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質が好ましい。例えば、誘電体３１以外にも、任意の質量を持つビーズ、蛍光物質、放射性物質、インターカレーターなど、公知のあらゆる検出子を用いることができる。
【００２３】
以上説明した第１核酸鎖１１と第２核酸鎖２１とが２本鎖を形成した状態が、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１である。
【００２４】
図１中符号４は、塩基配列Ａと特異的に結合する所定物質４を示す。検出し得る所定物質４は、アプタマーとして機能する塩基配列Ａの特異的に結合又は相互作用する物質であれば特に限定されない。一例としては、タンパク質、有機小分子、核酸、多量体、細胞、細胞組織、金属イオン、微生物、ウイルスなどが挙げられる。
【００２５】
反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１が待ち受けており（図１中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、所定物質４と塩基配列Ａとの結合性の方が塩基配列Ａと塩基配列Ｂとの結合性より優勢な場合、図１中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。結合性の強度は、塩基配列Ａ又はＢの長さやＧＣ含有率の操作をすることで調節することが可能である。
【００２６】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００２７】
この時、第２核酸鎖２１に修飾された検出子が任意の質量を有するビーズである場合には、水晶振動子マイクロバランス法（ＱＣＭ法）等による質量変化を測定することで、所定物質４を検出することもできる。
【００２８】
本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は、通常用いられるプローブ核酸と異なり、２本鎖を形成する第１核酸鎖１１の塩基配列Ａのみが所定物質４と結合又は相互作用し、その際、２本鎖を形成するもう一方の第２核酸鎖２１が解離するように調整されている。従って、所定物質４に標識（ラベル）等を行う必要がない。また、所定物質４自体の変化を測定する方法ではなく、解離する第２核酸鎖２１の変化を測定することにより所定物質４の検出を行う方法であるため、所定物質４が小分子であったり微量であったりしても、高感度に検出することが可能である。
【００２９】
図２は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ２と、該検出用核酸鎖Ｎ２を用いた所定物質４の検出方法の図１とは別の一実施形態を示す図である。
【００３０】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ２は、第２核酸鎖２２の塩基配列Ｂが第１核酸鎖１２の塩基配列Ａより長い塩基配列部分と相補的に２本鎖を形成した形態である。また、検出子の一例として蛍光物質３２を、第２核酸鎖２２の一末端に標識（ラベル）している。蛍光物質３２の種類は特に限定されないが、例えば、Ｃｙ３やＣｙ５の蛍光色素、ルシフェラーゼやＧＦＰなどの蛍光タンパク質など、公知のあらゆる蛍光物質を用いることができる。
【００３１】
図１で示した実施形態と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ２が待ち受けており（図２中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図２中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２２が解離する。
【００３２】
そして、反応場を洗浄した後、所定波長の蛍光励起光により蛍光が励起されるか否かを検出することで、所定物質４を検出することができる。即ち、塩基配列Ａと結合又は相互作用する所定物質４が存在する場合には、第２核酸鎖２２が解離するため、図２中（III）に示すように、その後の洗浄により第２核酸鎖２２は除去され、所定波長の蛍光励起光を照射しても蛍光は励起されない。一方、塩基配列Ａと結合又は相互作用する所定物質４が存在しない場合には、第２核酸鎖２２は解離せず、検出用核酸鎖Ｎ２は２本鎖を形成したままであり、検出用核酸鎖Ｎ２は洗浄によっても除去されないため、所定波長の蛍光励起光を照射すると蛍光が励起される。
【００３３】
図３は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ３と、該検出用核酸鎖Ｎ３を用いた所定物質４の検出方法の図１及び図２とは別の一実施形態を示す図である。
【００３４】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ３は、第２核酸鎖２３の塩基配列Ｂが第１核酸鎖１３の塩基配列Ａの一部と相補的に２本鎖を形成した形態である。検出子としては、蛍光物質３３１と該蛍光物質３３１を消光し得るクエンチャー３３２とから構成されるものを挙げている。そして、蛍光物質３３１を第２核酸鎖２３の一末端に標識（ラベル）し、クエンチャー３３２を第１核酸鎖１３の一末端に標識（ラベル）し、２本鎖形成時には蛍光物質３３１を消光するように調整されている。
【００３５】
前記と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ３が、蛍光物質３３１を消光した状態で待ち受けており（図３中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図３中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２３が解離する。
【００３６】
第１核酸鎖１３と第２核酸鎖２３が解離すると、蛍光物質３３１とクエンチャー３３２が離れ、蛍光物質３３１が蛍光を発するようになる。従って、所定波長の蛍光励起光による蛍光の励起を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００３７】
本実施形態のようにクエンチャー３３２を用いれば、前記図２で示した実施形態のように洗浄工程を行う必要がないといったメリットが生ずる。
【００３８】
図４は、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ４と、該検出用核酸鎖Ｎ４を用いた所定物質４の検出方法の図１、図２及び図３とは別の一実施形態を示す図である。
【００３９】
本実施形態に係る検出用核酸鎖Ｎ４は、固層表面に固定されておらず遊離した状態である。また、検出子の一例として、インターカレーター３４を用い、第１核酸鎖１４と第２核酸鎖２４との相補鎖部位に結合させている。
【００４０】
前記と同様に、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ４が、インターカレーター３４を結合させた状態で待ち受けており（図４中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４が送り込まれると、図４中（II）に示すように、塩基配列Ａと所定物質４とが結合し、第２核酸鎖２４が解離する。
【００４１】
第１核酸鎖１３と第２核酸鎖２３が解離すると、インターカレーター３４も解離する。従って、所定波長の蛍光励起光等による蛍光励起等の低下を測定することで、所定物質４を検出することができる。
【００４２】
図５は、所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の一実施形態を示す図である。本実施形態では、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００４３】
図５中符号４ａで示す所定物質は、そのままでは塩基配列Ａと結合しない物質であるが、他の所定物質４ｂと相互作用すると、塩基配列Ａと結合する性質へ変化する物質である。
【００４４】
反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１と所定物質４ａが待ち受けており（図５中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４ｂが送り込まれると、所定物質４ａと所定物質４ｂの相互作用が起こる。そして、相互作用を起こした所定物質４ａ、４ｂと塩基配列Ａとが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。
【００４５】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４ａと所定物質４ｂとの相互作用を検出することができる。
【００４６】
図６は、所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の図５とは異なる一実施形態を示す図である。本実施形態でも、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００４７】
図６中符号５で示す物質は、所定物質４と塩基配列Ａとの結合を阻害する物質である。物質５が何らかの作用により所定物質４から解離したり、又は物質５の機能を失われたりすると、所定物質４は塩基配列Ａと結合し、第２核酸鎖２１が解離する。
【００４８】
第２核酸鎖２１には、誘電体３１が修飾されているため、第２核酸鎖２１が解離すると、固層表面上の誘電率が大きく変化する。そこで、例えば、表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）などを用いて、誘電率の変化を測定することで、所定物質４と物質５の解離又は物質５の機能不全を検出することができる。
【００４９】
これは、例えば、物質５の機能阻害剤などのスクリーニングに応用することが可能である。図６中（Ｉ）に示すように、検出用核酸鎖Ｎ１と塩基配列Ａとの結合が阻害された所定物質４が待ち受けているところに、図示しないが物質５の機能阻害剤となり得る物質を送り込み、物質５の機能が阻害されると、所定物質４は塩基配列Ａと結合する。そして、第２核酸鎖２１が解離し、固層表面上の誘電率が大きく変化する。このように、本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１は、物質５の機能阻害剤のスクリーニングに用いることができる。
【００５０】
以上説明した検出用核酸鎖を用いた方法は、以下のような機能解析方法等にも応用することができる。一例を、図７を用いて説明する。
【００５１】
図７は、本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法を、アプタマーの機能解析方法、アプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法への応用方法を示す図である。なお、検出用核酸鎖として図１で示した検出用核酸鎖Ｎ１を用いて説明するが、これに限定されず、前述した実施形態に係る検出用核酸鎖のいずれを用いることも自由である。
【００５２】
まず、前述した通り、反応場において、検出用核酸鎖Ｎ１が待ち受けており（図７中（Ｉ）参照）、そこへ所定物質４ｃが送り込まれると、所定物質４ｃと塩基配列Ａとが結合し、第２核酸鎖２１が解離する。この時の誘電率の変化等を測定することで、まずは、所定物質４ｃがアプタマーとして機能する塩基配列Ａに結合（トラップ）したことを確認することができる。
【００５３】
アプタマーは、様々な物質に結合しその作用に影響を与えるといった機能を有するが、例えば、通常では物質６１と相互作用をしない所定物質４ｃが、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合した後に、物質６１と相互作用するようになれば、このアプタマー（塩基配列Ａ）は、所定物質４ｃを物質６１と相互作用し得る物質４ｄへと変化させる機能を有することが分かる。
【００５４】
また、所定物質４ｃのアプタマーとの結合後の機能が不明である場合に、本方法により、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄの機能解析を行うこともできる。例えば、図７に示すように、所定物質４ｃがアプタマー（塩基配列Ａ）と結合後、物質６１と相互作用するようになったことが確認できれば、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄは、物質６１と相互作用し得る性質に変化したことが分かる。
【００５５】
更に、上記の方法の原理を利用すれば、アプタマー（塩基配列Ａ）と結合後の物質４ｄと相互作用する物質６１をスクリーニングすることも可能である。
【００５６】
以上説明した応用方法において、物質６１と物質４ｄの相互作用の有無は、公知の方法で検出することができる。例えば、物質６１と物質４ｄの相互作用により、質量が変化するため、水晶振動子マイクロバランス法（ＱＣＭ法）などを用いて相互作用を検出することができる。また、物質６１又は物質４ｄに蛍光物質、放射性物質、又はインターカレーターなどの標識物質を吸着又は結合させる方法、また、ＦＲＥＴの原理のように、物質間相互作用により、その物質６１又は物質４ｄ自体の蛍光色等を変化させる方法などを用いて相互作用を検出することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る検出用核酸鎖を用いれば、所定物質の大きさ、量、種類などに関わらず、簡便に精度良く特定物質の検出を行うことができる。また、所定物質の活性低下を最小限に抑えることができるため、活性の低下を抑制するための余分な工程を行う必要がなく、更に、物質間の結合又は相互作用も高精度に検出することが可能である。
【００５８】
本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法は、アプタマーの機能解析方法、及びアプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法等へ応用することができ、疾病診断、薬物等の化合物スクリーニング、法医学、遺伝情報の網羅的解析、生体物質の機能解析、プロテオーム解析、生体内反応の解析、食品などの衛生面の管理、環境汚染の浄化・修復などあらゆる分野への貢献が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ１と、該検出用核酸鎖Ｎ１を用いた物質４の検出方法を示す図である。
【図２】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ２と、該検出用核酸鎖Ｎ２を用いた物質４の検出方法の図１とは別の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ３と、該検出用核酸鎖Ｎ３を用いた所定物質４の検出方法の図１及び図２とは別の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る検出用核酸鎖Ｎ４と、該検出用核酸鎖Ｎ４を用いた所定物質４の検出方法の図１、図２及び図３とは別の一実施形態を示す図である。
【図５】所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の一実施形態を示す図である。
【図６】所定物質４ａ、４ｂの相互作用検出方法の図５とは異なる一実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る物質間の結合又は相互作用検出方法を、アプタマーの機能解析方法、アプタマーに結合後の所定物質の機能解析方法、物質のスクリーニング方法への応用方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４ 検出用核酸鎖
１ 第１核酸鎖
２ 第２核酸鎖
３１ 誘電体
３２、３３１ 蛍光物質
３３２ クエンチャー
３４ インターカレーター
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 所定物質
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、
該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、
を少なくとも備えており、
塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖。
【請求項２】
前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことを検出するために用いられる検出子を有することを特徴とする請求項１記載の検出用核酸鎖。
【請求項３】
前記検出子は、前記第２核酸鎖に保持されており、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質であることを特徴とする請求項２記載の検出用核酸鎖
【請求項４】
前記物質は、誘電体であることを特徴とする請求項３記載の検出用核酸鎖。
【請求項５】
前記物質は、蛍光物質であることを特徴とする請求項３記載の検出用核酸鎖。
【請求項６】
前記検出子は、
前記第２核酸鎖にラベルされた蛍光物質と、
前記第１核酸鎖にラベルされており、前記塩基配列Ａ、Ｂ領域の相補鎖形成時に前記蛍光物質を消光し得るクエンチャーと、
から構成されていることを特徴とする請求項２記載の検出用核酸。
【請求項７】
請求項１記載の検出用核酸を少なくとも用いることによって、アプタマーとして機能する塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出する方法。
【請求項８】
前記第１核酸の一末端が固相表面に固定されていることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第２核酸鎖に保持された誘電体から得られる誘電率の変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記検出用核酸の質量変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記検出用核酸の塩基配列ＡとＢの相補鎖に結合又は吸着して蛍光を発するインターカレーターの蛍光強度の低下を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１】
アプタマーとして機能する塩基配列Ａを有する第１核酸鎖と、
該塩基配列Ａに相補的な塩基配列Ｂを有する第２核酸鎖と、
を少なくとも備えており、
塩基配列Ａに所定の物質が結合又は相互作用することによって、前記塩基配列Ａ、Ｂ部分の相補鎖が一本鎖へ解離するように調整された検出用核酸鎖。
【請求項２】
前記塩基配列ＡとＢの相補鎖が一本鎖へ解離したことを検出するために用いられる検出子を有することを特徴とする請求項１記載の検出用核酸鎖。
【請求項３】
前記検出子は、前記第２核酸鎖に保持されており、物理的又は化学的な検出信号を取得し得る物質であることを特徴とする請求項２記載の検出用核酸鎖
【請求項４】
前記物質は、誘電体であることを特徴とする請求項３記載の検出用核酸鎖。
【請求項５】
前記物質は、蛍光物質であることを特徴とする請求項３記載の検出用核酸鎖。
【請求項６】
前記検出子は、
前記第２核酸鎖にラベルされた蛍光物質と、
前記第１核酸鎖にラベルされており、前記塩基配列Ａ、Ｂ領域の相補鎖形成時に前記蛍光物質を消光し得るクエンチャーと、
から構成されていることを特徴とする請求項２記載の検出用核酸。
【請求項７】
請求項１記載の検出用核酸を少なくとも用いることによって、アプタマーとして機能する塩基配列Ａと物質との間の結合又は相互作用を検出する方法。
【請求項８】
前記第１核酸の一末端が固相表面に固定されていることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第２核酸鎖に保持された誘電体から得られる誘電率の変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記検出用核酸の質量変化を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記検出用核酸の塩基配列ＡとＢの相補鎖に結合又は吸着して蛍光を発するインターカレーターの蛍光強度の低下を測定することによって、前記相補鎖の一本鎖への解離を検出することを特徴とする請求項７記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２７８８３７（Ｐ２００８−２７８８３７Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２８１８８（Ｐ２００７−１２８１８８）
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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