(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸プローブを生成するための方法であって、
少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を作成し、ここで第一の結合領域と第二の結合領域を作成することが、
（ａ）ゲノムの標的核酸分子配列を複数のセグメントに分割し、
（ｂ）各セグメントをゲノムの標的核酸分子を含むゲノムと比較し、及び
（ｃ）ゲノムの標的核酸分子に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメントを選択し、ここで一意的に特異的なセグメントはゲノムの標的核酸分子を含むゲノム中に１回だけ示され、該セグメントは該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域であり、第一の結合領域と第二の結合領域が、ゲノムの標的核酸分子の２０％又はそれ以下を含み、  該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域が、ゲノム標的核酸分子の非連続的な部分と相補的であり、及び
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を事前に決められた順序と向きで連結し、それによって核酸プローブを生成する方法。
【請求項２】
第一の結合領域と第二の結合領域を作成することが、
（ｄ）該少なくとも２つの選択された一意的に特異的セグメントを合成し、
（ｅ）合成されたセグメントをゲノムの標的核酸分子を含むゲノムＤＮＡとハイブリダイズし、
（ｆ）ゲノムＤＮＡの合成されたセグメントとのハイブリダイゼーションの存在又は非存在を検出し、
（ｇ）プローブに含めるためのゲノムＤＮＡとのハイブリダイゼーションが存在しない一以上のセグメントを選択することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
核酸プローブを生成するための方法であって、
少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を作成し、ここで第一の結合領域と第二の結合領域を作成することが、
（ａ）ゲノムの標的核酸配列を複数の核酸セグメントに分割し、
（ｂ）複数の核酸セグメントを合成し、
（ｃ）合成された複数の核酸セグメントを全ゲノムＤＮＡとブロッキングＤＮＡでハイブリダイズし、及び
（ｄ）ゲノムの標的核酸分子に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメントを選択し、ここで一意的に特異的なセグメントはゲノムの標的核酸分子のゲノム中に１回だけ示され、該セグメントは該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域であり、第一の結合領域と第二の結合領域が、ゲノムの標的核酸分子の２０％又はそれ以下を含み、
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域が、ゲノム標的核酸分子の非連続的な部分と相補的であり、及び
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を事前に決められた順序と向きで連結し、それによって核酸プローブを生成する方法。
【請求項４】
反復ＤＮＡ配列を、ゲノムの標的核酸分子から除去し、反復無しのゲノムの標的核酸配列を生成することを更に含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
ゲノムの標的核酸配列を複数の核酸セグメントに分割することが、インシリコで行われる、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域の事前に決められた順序と向きが、
（ａ）少なくとも一つの候補の核酸プローブを生成するために、該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を順序付け、
（ｂ）候補の核酸プローブを複数のセグメントに分割し、
（ｃ）候補の核酸プローブの各セグメントをゲノムの標的核酸分子を含むゲノムと比較し、及び
（ｄ）ゲノムの標的核酸分子に一意的に特異的である選択されたセグメントの少なくとも一つの、事前に決定された順序と向きである順序と向きを選択すること、
によって作成される、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
工程（ａ）の順序付けが、ゲノムの標的核酸の該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域の順序と向きである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
各セグメントをゲノムの標的核酸分子を含むゲノムと比較すること、及び／又はゲノムの標的核酸分子に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメントを選択することがインシリコで実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
一意的に特異的核酸配列が、ゲノムの標的核酸分子の５％又はそれ以下を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
核酸プローブを標識することを更に含む、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ゲノムの標的核酸分子が真核生物のゲノム由来であるか、又は標的核酸分子がヒトゲノムである請求項１から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
核酸プローブが、少なくとも５つの結合領域又は少なくとも５０の結合領域を含む、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域が、各々が少なくとも５０ヌクレオチドの長さである、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
該少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域がベクターに含まれ、ベクターがプラスミドである、請求項１から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
合成された核酸セグメントをハイブリダイズすることが、合成された核酸セグメントのアレイを全ゲノムＤＮＡとブロッキングＤＮＡでハイブリダイズすることを含む、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
アレイが少なくとも一つの陽性コントロール、少なくとも一つの陰性コントロール、又はそれらの組合わせを更に含み、該少なくとも一つの陽性コントロールが、ゲノムの標的核酸配列を含む生物のゲノムにおいて既知のコピー数を持つ配列を含む核酸分子を含み、陰性コントロールが、無作為化配列又はゲノムの標的核酸配列を含む生物に対して関連の無い生物由来のゲノム配列、又はそれらの組合わせを含む核酸分子を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
一意的に特異的な少なくとも２つのセグメントを選択することが、全ゲノムＤＮＡ及びブロッキングＤＮＡのハイブリダイゼーションスコアの線形回帰を導くこと、及び既定のカットオフの範囲に入る配列を選択することを含む、請求項２又は請求項３に記載の方法、又は請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
既定のカットオフが、一標準偏差減少した、陽性コントロール配列の線形回帰、陰性コントロール配列の全ゲノムＤＮＡスコアの平均値、又は全ての配列の平均値の原点からの選択された距離の一つ又は複数を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２００９年１２月３１日に出願された米国仮出願番号６１／２９１７５０号、及び２０１０年３月１７日に出願された米国仮出願番号６１／３１４６５４の優先権を主張し、これらの出願の両方が出典明記によってその全体が本明細書中に援用される。
【０００２】
分野
本開示は、核酸標的配列（例えばゲノムＤＮＡ又はＲＮＡ）の分子検出の分野に関する。より具体的には、本開示は、生物の一倍体ゲノムに一度だけ表現される一意的に特異的な核酸配列を生成する方法、及び本開示方法により生成されたプローブに関する。
【０００３】
背景
分子細胞遺伝学的手法、例えば、蛍光インサイツハイブリダイゼーション（ＦＩＳＨ）、発色インサイツハイブリダイゼーション（ＣＩＳＨ）銀インサイツハイブリダイゼーション（ＳＩＳＨ）は、分子技術による染色体の視覚的評価（核型分析）を分子技術と組み合わせる。分子細胞遺伝学的手法は、細胞内で、核酸プローブのその相補的核酸に対するハイブリダイゼーションに基づいている。特定の染色体領域に対するプローブは、中期染色体上又は間期の核内で（例えば組織サンプル内）、その相補配列を認識してハイブリダイズするであろう。プローブは、診断や研究の様々な目的のために開発されている。例えば、特定のプローブは、従来の細胞遺伝学的染色の方法を模倣し、染色体分析のために個々の染色体の識別を可能にする染色体の縞模様を生成する。他のプローブは単一染色体に由来し、標識された場合、細胞内の特定の染色体を識別するための「染色体の塗料」として、使用することができる。更に他のプローブは特定の染色体構造、例えば染色体のセントロメア又はテロメアを同定する。さらなるプローブは特定の染色体領域又はゲノム中で単一コピーＤＮＡ配列へハイブリダイズする。これらが、目的の症候群又は状態に関連付けられた重要な染色体領域又は遺伝子を識別するために使用するプローブである。中期染色体上で、そうしたプローブは各染色分体へハイブリダイズし、通常、染色体あたり２つの小さな離散信号を与える。
【０００４】
そのような染色体プローブ又は遺伝子特異的プローブのハイブリダイゼーションは、微小欠損症候群、染色体転座、遺伝子増幅及び異数性症候群、腫瘍性疾患並びに病原体感染症など、構成的な遺伝子異常を含む、多数の疾患や症候群に関連付けられている染色体異常の検出を可能としている。最も一般的にはこれらの技術は、顕微鏡スライドの標準的細胞遺伝学的調製物に適用される。さらに、これらの方法は、ホルマリン固定された組織、血液及び骨髄の塗抹標本、および直接固定された細胞もしくは他の核の分離株のスライドに使用することができる。染色体特異的プローブ又は遺伝子特異的プローブは、ゲノム中での遺伝子のコピー数を決定するために、比較ゲノムハイブリダイゼーション（ＣＧＨ）で使用することができる。
【０００５】
多くの生物のゲノムは、反復的な核酸配列を含んでおり、それらはしばしばタンデムアレイ内に複数回反復されているひと続きのヌクレオチドである。プローブ中のそのような反復配列の存在は、バックグラウンド染色を増大させ、ハイブリダイゼーション中にブロッキングＤＮＡの使用を必要とする。そうした反復配列を欠いた「反復無し」プローブが、この問題を軽減するために（例えばコンピューターアルゴリズムを使用して）しばしば作り出されている。しかし、「反復無し」プローブでさえも、バックグラウンド染色を許容できるレベルまで軽減するために、相当量のブロッキングＤＮＡの使用を要する。
【０００６】
概要
本明細書で開示されるのは、一意的に特異的な核酸プローブ及びそれらの使用及び生成の方法である。開示されたプローブは、ハイブリダイゼーション中に、ブロッキングＤＮＡの使用を減少させるか又は除外しながら、バックグランドシグナルを減少させるか又は除外する。幾つかの実施例において、プローブは、少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を事前に決められた順序と向きで連結させることを含む方法により生産され、ここで第一の結合領域と第二の結合領域は一意的に特異的な核酸配列と相補的であり、一意的に特異的な核酸配列は、一生物のゲノムに１回だけ示され、第一の結合領域と第二の結合領域は、およそ２０％又はそれ以下（例えば、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、又はそれ未満）のゲノム標的核酸分子を含有する。幾つかの実施例において、第一の結合領域と第二の結合領域は、約１０％又はそれ以下のゲノム標的核酸分子を含有する。特定の実施例において、結合領域（「一意的に特異的な結合領域」）は、ゲノム標的核酸分子の非連続的な部分と相補的である。幾つかの実施例において、一意的に特異的な結合領域は少なくとも長さが約２０塩基対（ｂｐ）である（例えば、約１００ｂｐなど、約３５−５００塩基対）。幾つかの実施例において、ゲノム標的核酸分子は、真核生物のゲノム（例えば、哺乳動物のゲノム、例えばヒトゲノム）由来である。
【０００７】
特定の実施例において、一意的に特異的な結合領域は、以下の一以上により生成される：ゲノム標的核酸を複数のセグメントに分割する（例えば、ゲノム核酸配列を例えばインシリコでセグメントに分割する）；ゲノムの標的核酸を含むゲノムと各セグメントを（例えば、ＢＬＡＴのようなコンピュータアルゴリズムを使用して）比較する；ゲノム標的核酸に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメント（各々はゲノム標的核酸分子内で一回だけ示される少なくとも２つのセグメントなど）を選択する；反復ＤＮＡ配列を（例えば、ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒなどのコンピューターアルゴリズムを使用して）ゲノム標的核酸から除き；ＧＣヌクレオチド含有量がおよそ３０％から７０％の間である少なくとも２つのセグメントを選択する。
【０００８】
別の実施例において、一意的に特異的な結合領域は、以下の一以上により生成される：ゲノム標的核酸を複数のセグメントに分割する（例えば、ゲノム核酸配列を例えばインシリコでセグメントに分割する）；複数の核酸セグメントを合成する；合成された複数の核酸セグメントをアレイ上へ付着させ；アレイを全ゲノムＤＮＡとブロッキングＤＮＡでハイブリダイズする；ゲノム標的核酸に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメント（例えば各々がゲノム標的核酸分子内で一回だけ示される少なくとも２つのセグメント）を選択する；反復ＤＮＡ配列を（例えば、ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒなどのコンピューターアルゴリズムを使用して）ゲノム標的核酸から除き；ＧＣヌクレオチド含有量がおよそ３０％から７０％の間である少なくとも２つのセグメントを選択する。
【０００９】
幾つかの実施例において、一意的に特異的な結合領域は、標的ゲノム領域を含む複数の核酸セグメントを合成し、合成された複数の核酸セグメントをアレイへ付着させ、アレイを全ゲノムＤＮＡとブロッキングＤＮＡとでハイブリダイズし、ゲノム標的核酸に一意的に特異的である少なくとも２つのセグメント（例えば各々がゲノム標的核酸分子内で一回だけ示される少なくとも２つのセグメント）を選択することにより生成される。
【００１０】
幾つかの実施例において、事前に決められた順序と向きが以下により作り出される：核酸プローブの候補を生成するために、選択された一意的に特異的な結合領域の順序を付ける（例えば、染色体の順序と向きによる順序付け）；候補の核酸プローブを複数のセグメントに分割する（例えば、インシリコでゲノム核酸配列をセグメントに分割する）；各セグメントをゲノム標的核酸を含むゲノムと（例えばＢＬＡＳＴなどのコンピューターアルゴリズムを使用して）比較する：ゲノム標的核酸に対して一意的に特異的である（例えば、生物のゲノムに１回以上示されたいかなる配列を含まない）選択されたセグメントの少なくとも一つの順序と向きを選択する；選択された一意的に特異的な結合領域を選択された順序と向きで連結する。別の実施例において、事前に決められた順序と向きは、核酸プローブを生成するために選択された一意的に特異的な結合領域を（例えば染色体の順序及び／又は向きで）順序付け、選択された一意的に特異的な結合領域を選択された順序と向きで連結することにより作り出される。
【００１１】
開示されたプローブを使用する方法は、例えば、ゲノム標的核酸配列を検出（幾つかの実施例では定量化）することを含む。例えば、本方法は、サンプル中の核酸分子とプローブの複数の核酸分子との間のハイブリダイゼーションを可能にするために十分な条件の下で、開示されたプローブを核酸分子を含有するサンプルと接触させることを含むことができる。得られたハイブリダイゼーションは検出され、ハイブリダイゼーションの存在はゲノム標的核酸配列の存在（および幾つかの実施例においてはその量）を示す。
【００１２】
プローブを生産する又は使用するためのプローブ及び／又は試薬を包含するキットもまた開示される。
【００１３】
上記および他の特徴は、添付図面を参照して進み、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、列挙されて１００ｂｐ断片に分割されたＭｅｔプロトオンコジーンゲノム核酸配列（配列番号１）の一部分の例を示す。反復配列は「ｎ」で置き換えられ、続いて「ｎ」の数字がそれらの数値で置換される。例えば、「６００」とラベルされた行に３８の「ｎ」があり、「＊３８＊」によりに置き換えられた。
【図２Ａ】図２Ａは、ヒト染色体７の非一意的に特異的な１００ｂｐセグメントに対するＢＬＡＳＴの結果を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ヒト染色体７の一意的に特異的な１００ｂｐセグメントに対するＢＬＡＳＴの結果を示す。
【図３】図３は、細胞膜上に１００ｂｐのオリゴヌクレオチドの形で固定化され、ヒトＤＮＡプローブとハイブリダイズした例示的なＭｅｔプロトオンコジーン（ＭＥＴ）プローブの選択されたセグメント１８５から２７１のドットブロットのデジタル画像である。膜の右下の３つのスポットはヒトＤＮＡコントロール（１ｎｇ、１０ｎｇ、及び１００ｎｇ）に対応する。
【図４Ａ】図４Ａは、以前の方法を用いて作製された反復無しＭＥＴプローブを用いたＩＳＨを、本開示の一意的に特異的なＭＥＴプローブを用いたＩＳＨと比較しているＭＤＡー３６１細胞のデジタル画像である。ヒトのブロッキングＤＮＡは、一意的に特異的なプローブのハイブリダイゼーションの間ずっと含められなかった；しかし、サケ精子ＤＮＡは、例えば非核酸反応成分に対する核酸のバックグラウンド結合を打ち消すためにハイブリダイゼーションに含められた。検出はＳＩＳＨ比色検出を経由した。
【図４Ｂ】図４Ｂは、以前の方法を用いて作製された反復無しＩＧＦ１Ｒプローブを用いたＩＳＨを、本開示の一意的に特異的なＩＧＦ１Ｒプローブを用いたＩＳＨと比較しているＭＤＡー３６１細胞のデジタル画像である。ヒト胎盤性ブロッキングＤＮＡ（反復無しプローブハイブリダイゼーションに比べて最小の量）及びサケ精子ＤＮＡが、一意的に特異的なプローブのハイブリダイゼーションの間に含められた。検出はＳＩＳＨ比色検出を経由した。
【図５Ａ】図５Ａは、一意的に特異的なＩＧＦ１Ｒプローブを使って、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ有り（左）及び無し（右）において、ＩＧＦ１Ｒ標的核酸に対して行われたＩＳＨを示す１組のデジタル画像である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、一意的に特異的なＴＳプローブを使って、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ有り（左）及び無し（右）において、ＴＳ標的核酸に対して行われたＩＳＨを示す１組のデジタル画像である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、一意的に特異的なＭＥＴプローブを使って、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ有り（左）及び無し（右）において、Ｍｅｔプロトオンコジーン標的核酸に対して行われたＩＳＨを示す１組のデジタル画像である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、一意的に特異的なＫＲＡＳプローブを使って、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ有り（左）及び無し（右）において、ＫＲＡＳ標的核酸に対して行われたＩＳＨを示す１組のデジタル画像である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎアレイを用いて分析されたＣＣＮＤ１遺伝子を標的とする配列のハイブリダイゼーションからのシグナルのプロットである。合格／不合格の基準は、一連の陽性及び陰性コントロールを含めて確立され、そのデータを使用して、カットオフのしきい値を確立した。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎアレイを用いて分析されたＣＤＫ４遺伝子を標的とする配列のハイブリダイゼーションからのシグナルのプロットである。合格／不合格の基準は、一連の陽性及び陰性コントロールを含めて確立され、そのデータを使用して、カットオフのしきい値を確立した。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎアレイを用いて分析されたＭｙｂ遺伝子を標的とする配列のハイブリダイゼーションからのシグナルのプロットである。合格／不合格の基準は、一連の陽性及び陰性コントロールを含めて確立され、そのデータを使用して、カットオフのしきい値を確立した。
【図７Ａ】図７Ａは、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ無しで、一意的に特異的なＣＣＮＤ１プローブを使って行われたＩＳＨを示すデジタル画像である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ無しで、一意的に特異的なＣＤＫ４プローブを使って行われたＩＳＨを示すデジタル画像である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ無しで、一意的に特異的なＭｙｂプローブを使って行われたＩＳＨを示すデジタル画像である。
【図８】図８は、肺癌組織サンプル中、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ無しで、一意的に特異的なＥＧＦＲプローブを使って行われ、チラミドシグナル増幅で検出されたＩＳＨを示すデジタル画像である。
【００１５】
配列表
本明細書中に記載された任意の核酸及びアミノ酸配列、又は記載される付随する配列は、３７Ｃ.Ｆ.Ｒ.§１．８２２に定義されるように、ヌクレオチド塩基の標準的な文字略語、及びアミノ酸の３文字コードを使用して表わされる。少なくとも幾つかの場合において、各核酸配列の一本鎖のみが示されるが、表示された鎖の参照により、相補鎖は包含されていると理解される。
【００１６】
配列表は、２０１０年１２月２８日に作成され、２０１７バイトである、配列表.ｔｘｔと命名されたファイル形式でＡＳＣＩＩテキストファイルとして提出され、本明細書中、参照により援用される。
【００１７】
配列番号１は、典型的な、列挙、分離されたＭｅｔのプロトオンコジーンゲノム配列であり、反復配列は「ｎ」で置換されている。
【００１８】
詳細な記述
Ｉ．序論
分子の解析のために選択された標的核酸配列（例えば、ゲノム標的核酸配列）に対応するプローブの生成は、バックグランドシグナルの量を増大させる可能性のあるプローブ中の望まれない配列の存在により複雑になり得る。望まれない配列の例としては、限定されないが、真核生物（例えば、ヒト）ゲノム全体に存在する散在反復核酸要素、及びゲノムに１つ以上存在する核酸配列（例えば、「非一意的」配列）が含まれる。
【００１９】
歴史的には、プローブの選択は一般的には標的特異的シグナルの強度を非特異的バックグランドのレベルに対して釣り合わせるように試みる。例えば、従来の方法では、標的に対応するプローブを選択するとき、一般的にシグナルはプローブの配列含有量を増やすことにより最大化される。しかし、プローブの配列含有量（例えば、ゲノム標的核酸配列について）が増加するにつれ、プローブに含有された望まれない（例えば、反復及び／又は非一意的な）核酸配列が増加する。プローブの配列含有量を減らすことにより、プローブの特異性を増大させる試みは、目的のゲノム（例えば、ヒトゲノム）において、複数回存在する非一意的な核酸配列を保持するＤＮＡ配列の包含を排除しない。そのようなプローブは、ゲノム中に多数回存在する（例えば最大１５０から２００回まで）配列を包含し得る。
【００２０】
プローブが標識される場合（フルオロフォアなど検出可能部分で直接的か、又は、ハプテンなど、付加的成分の結合と検出にもとずいて間接的に検出される部分で間接的かのどちらかで）、望まれない（例えば、反復及び／又は非一意的な）核酸配列要素が、標的配列内で標的特異的要素と一緒に標識される。ハイブリダイゼーションの間に、標識された望まれない（例えば、反復及び／又は非一意的な）核酸配列の結合は分散バックグラウンドシグナルを生じ、例えば、数値的又は定量的データ（配列のコピー数やゲノム間のコピー数の相違など）が望まれる場合に、解釈を混乱させる。プローブ中で標識された反復核酸配列又は別の望まれない核酸配列のハイブリダイゼーションに起因するバックグランドの減少は、一般的にはブロッキングＤＮＡ（例えば、非標識反復ＤＮＡ、例えばＣｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡ、又は全ゲノムＤＮＡ）をハイブリダイゼーション反応へ添加することにより達成されている。
【００２１】
本開示は、プローブの反復核酸配列又は別の望まれない（例えば非一意的）核酸配列の存在に起因するバックグランドシグナルを減少させ又は排除するアプローチを提供する。特に、本開示は、プローブ及び、ブロッキングＤＮＡの使用を減少させ又は排除しつつ、バックグランドシグナルを減少させ又は排除したプローブを生産する方法と、及びそのようなプローブの生産のための方法を提供する。本明細書中に開示された幾つかの典型的なプローブは、例えば、実質的に一意的に特異的核酸配列のみ（例えば、ゲノムに１回だけ表わされる配列）を含有するプローブなど、反復核酸配列又は別の非一意的核酸配列を実質的に又は完全に含まない。
【００２２】
ＩＩ．略語
ａＣＧＨ：アレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション
ＢＬＡＴ：ＢＬＡＳＴ様アラインメントツール
ｂｐ：塩基対
ＣＣＮＤ１：サイクリンＤ１
ＣＤＫ４：サイクリン依存性キナーゼ４
ＣＧＨ：比較ゲノムハイブリダイゼーション
ＣＩＳＨ：発色性インサイツハイブリダイゼーション
ＥＧＦＲ：上皮成長因子受容体
ＦＩＳＨ：蛍光インサイツハイブリダイゼーション
ＩＧＦ１Ｒ：インスリン様成長因子１受容体
ＩＳＨ：インサイツハイブリダイゼーション
ＭＥＴ：Ｍｅｔプロトオンコジーン（肝細胞増殖因子受容体としても知られる）
ＳＩＳＨ：銀インサイツハイブリダイゼーション
【００２３】
ＩＩＩ．用語
特に断りのない限り、技術用語は、従来の用法に従って使用される。分子生物学の一般的な用語の定義は、オックスフォード大学出版局により出版されたBenjamin Lewin, Genes VII, 2000 (ISBN 019879276X)；ブラックウェル出版社により出版されたThe Encyclopedia of Molecular Biology,1994 (ISBN 0632021829); Wiley, John & Sons, Inc., により出版されたRobert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference,, 1995 (ISBN 0471186341);及びGeorge P. Redei, Encyclopedic Dictionary of Genetics, Genomics, and Proteomics, 第2版2003(ISBN: 0-471-26821-6)に見いだされ得る。
【００２４】
用語と方法の以下の説明は、本開示をより良く説明し、本開示を実施するために当業者を指導するために与えられる。単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に特記する場合を除き、一又は一以上を指す。例えば、用語「細胞を含む」とは単数又は複数の細胞を包含し、「少なくとも一つの細胞を含む」のフレーズと等価であるとみなされる。用語「又は（ｏｒ）」は、文脈が明確に特記する場合を除き、記述された別の要素の単一要素、又は２つ以上の要素の組合わせを言う。本明細書で使用される場合、「包含する(comprises)」とは「含む(includes)」を意味する。従って、「Ａ又はＢを包含する」とは付加的要素を除外することなく、「Ａ、Ｂ、又はＡ及びＢを含む」を意味する。
【００２５】
本明細書に記載されている全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献がすべての目的においてその全体が参考として援用される。本明細書に記載されているＧｅｎＢａｎｋ受託番号が付随する全ての配列は、２００９年１２月３１日に存在しているとして、適用される規則及び／又は法律によって許容される範囲において、その全体が参考として援用される。競合する場合には、用語の説明を含めて、本明細書が規制するであろう。
【００２６】
本明細書に記載されるものと類似又は同等な方法及び材料が、開示された技術を実施又は試験するために使用可能であるが、適切な方法及び材料は以下に記載される。材料、方法、及び実施例は例示に過ぎず、限定されるものとして意図されない。
【００２７】
本開示の様々な実施態様の総括を容易にするため、以下の特定用語の説明が与えられる。
【００２８】
アレイ：基質の上又は中でアドレス可能な位置における、分子、例えば生体高分子（ペプチドや核酸分子など）又は生物学的サンプル（組織片など）の配置。「マイクロアレイ」は、評価又は分析のための顕微鏡検査により必要とされ又は補助されるように小型化されているアレイである。アレイは時にはチップ又はバイオチップと呼ばれる。
【００２９】
分子のアレイ（「特徴（features）」）は非常に多くのサンプルの分析を一度に行うことを可能とする。所定の例としてのアレイにおいて、一以上の分子（核酸分子など）がアレイ上で複数回（例えば２回）生じであろう。例えば内部標準を提供する。アレイ上でのアドレス可能な位置は、例えば少なくとも１から少なくとも２へ、少なくとも５へ、少なくとも１０へ、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも５０、少なくとも７５、少なくとも１００，少なくとも１５０，少なくとも２００，少なくとも３００，少なくとも５００，少なくとも５５０、少なくとも６００、少なくとも８００、少なくとも１０００，少なくとも１００００、又はそれ以上へと変動しうる。所定の例において、アレイは、核酸分子、例えば少なくとも長さが２０ヌクレオチド、例えば長さが約２０から５００ヌクレオチドである核酸分子を含む。所定の例において、アレイは、例えば本明細書に与えられた方法を使用して、ゲノム標的核酸を複数のセグメントに分割することにより生成された核酸分子を含む。
【００３０】
アレイ内において、各配置サンプルは、その配置が少なくとも２次元のアレイ内で確実かつ一貫して決定可能であるという点でアドレス可能である。アレイ上で特徴適用場所は異なる形状を想定し得る。例えば、アレイは規則的（均一な行と列に配置されるなど）又は不規則であり得る。従って、順序付けられたアレイにおいて、各サンプルの位置は、そのサンプルがアレイにアプライされると同時に割り当てられ、各配置を適切な標的位置又は特徴位置と関連付けるために一つの鍵が与えられる。しばしば、順序付けられたアレイは対称的な格子状に配置されるが、サンプルは別のパターン（例えば放射状に分散した線、渦巻線、または順序付けられたクラスタなど）に配置され得る。アドレス可能なアレイは、コンピューターがアレイ上の特定のアドレスをその位置のサンプルについての情報（ハイブリダイゼーション又は結合データなどであって例えばシグナル強度を含む）と相関付けるようにプログラムすることができるため、通常コンピューター可読である。コンピューター可読形式の幾つかの例において、アレイ中の個々の特徴は規則的に、例えば、直交格子パターンで配置され、コンピューターによって情報に対処するために相関させることができる。
【００３１】
幾つかの例において、アレイは、陽性コントロール、陰性コントロール、又はその両方を含み、例えば、相関の無いゲノムまたは生物に特異的な既知の反復要素又は核酸分子などである。一例において、アレイは１から１００のコントロール、例えば１から６０のコントロール又は１から２０のコントロールを含む。
【００３２】
結合または安定な結合：２つの物質又は分子間の会合、例えば一つの核酸分子（例えば、結合領域）のその他（又はそれ自身）に対するハイブリダイゼーション。核酸分子（結合領域など）は、標的核酸分子に結合する又は安定に結合する。十分な量の核酸分子が塩基対を形成するか、又はその標的核酸分子へハイブリダイズし、その結合の検出を可能にする。
【００３３】
結合は当業者に既知の任意の方法で検出可能である。標的：結合領域の複合体の物理的又は機能的特性によるなど、核酸分子の相補鎖の結合を検出する物理的方法は、限定されないが、ＤＮａｓｅＩ又は化学的フットプリンティング、ゲルシフト、及び親和性の切断アッセイ、ノーザンブロット法、ドットブロッティング法、光吸収検出方法などの方法を含む。その他の例において、本方法は、核酸分子の一方又は両方に存在する検出可能な標識などのシグナルを検出することを含む。
【００３４】
結合領域：標的分子に一意的に特異的な標的核酸分子のセグメント又は部分（例えば、少なくとも２０ｂｐ、例えば約２０から５００ｂｐ、又は約１００ｂｐ）。結合領域の核酸配列及びその対応する標的核酸分子は、２つが適切なハイブリダイゼーション条件下でインキュベートされる場合、２つの分子はハイブリダイズし、検出可能な複合体を形成するように、十分な核酸配列相補性を有する。標的核酸分子は複数の異なる結合領域、例えば、少なくとも１０、少なくとも５０、少なくとも１００、少なくとも１０００、少なくとも１５００、又はそれ以上の一意的な結合領域を含むことができる。特定の例において、結合領域は長さがおよそ２０から５００ｂｐの領域である。標的核酸配列由来の結合領域を得る場合、標的配列は哺乳類細胞などの細胞内ではその天然型で、又はクローニング型で（例えばばベクター中）得ることができる。
【００３５】
相補性：核酸分子は、例えば、ワトソン-クリック塩基対、フーグスティーン塩基対、または逆フーグスティーン塩基対を形成することにより、鎖がお互いに結合（ハイブリダイズ）し、２つの分子が十分な数の相補性ヌクレオチドを共有し、安定な２本鎖又は３本鎖を形成する場合、別の核酸分子と相補的であると言われる。安定な結合は、核酸分子（例えば、一意的に特異的な核酸分子）が、必要な条件下で標的核酸（例えば、ゲノム標的核酸）に検出可能に結合したままである場合に生じる。
【００３６】
相補性とは、一方の核酸分子（例えばプローブの核酸分子）の塩基が二番目の核酸分子（例えばゲノム標的核酸分子）の塩基と塩基対を形成する度合いである。相補性は便宜上パーセンテージにより、すなわち、２つの分子間又は２つの分子の特定領域又はドメイン内で塩基対を形成するヌクレオチドの割合いにより、記述される。例えば、プローブ核酸分子の１５の連続したヌクレオチド領域の１０のヌクレオチドが、標的の核酸分子と塩基対を形成する場合、プローブ核酸分子のその領域は、標的核酸分子に対して６６．６７％の相補性を有すると言われる。
【００３７】
本開示において、「十分な相補性」とは、十分な数の塩基対が１つの核酸分子又はその領域（例えば、一意的に特異的な結合領域）と標的核酸配列（例えば、ゲノム標的核酸配列）との間に存在し、検出可能な結合を獲得することを意味する。結合条件の確立に関わる定性的及び定量的な検討事項の徹底した処置が、Beltz et al. Methods Enzymol. 100:266-285, 1983、及びSambrook et al. (ed.), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., vol. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989に与えられる。
【００３８】
コンピュータに実装されたアルゴリズム：ユーザの指示で計算装置により行われ又は実行されるアルゴリズム又はプログラム（コンピュータ可読媒体で実行可能なコードのセット）。本開示の文脈において、コンピューターに実装されたアルゴリズムは、特定の特徴を持つポリヌクレオチド配列の選択、例えば標的核酸配列の一意的に特異的な核酸配列の同定などを容易に（例えば自動化する）ために使用することができる。典型的には、ユーザは、配列データベースにアクセスすることができるコンピューターへコマンドを入力することでアルゴリズムの実行を開始して、一又は複数の選択閾値を設定する。配列のデータベースはコンピュータの記憶媒体内に包含することができ、又は遠隔地に格納され、イントラネット又はインターネット経由で近くまたは遠隔地にあるコンピュータや記憶媒体との間の接続を介してアクセスすることができる。アルゴリズムの開始に続いて、アルゴリズム又はプログラムは、コンピュータによって実行され、 例えば、標的核酸分子の一又は複数のセグメントを標的核酸分子を含むゲノムと比較する。最も一般的には、比較の結果は、（例えば、画面上に）表示されるか又は（例えば、印刷形式またはコンピュータ可読媒体上に）出力される。
【００３９】
検出可能な標識：分子の検出を容易にするために別の分子（例えば、一意的に特異的な核酸分子など）に直接または間接的に結合される化合物又は組成物。特異的な、非限定的な標識の例として、蛍光及び蛍光発生部分、発色部分、ハプテン、アフィニティタグ、および放射性同位元素を含む。標識は直接的に検出可能（例えば光学的に検出可能）であるか又は間接的に検出可能（例えば、同様に検出可能な1つまたは複数の追加の分子との相互作用を介して）である。本明細書で開示されるプローブの文脈において典型的な標識は以下に記載される。核酸を標識するための方法、様々な目的のために有用な標識の選択の指針は、例えば、 Sambrook and Russell, in Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001) 及びAusubel et al., in Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates and Wiley-Intersciences (1987,更新を含む)に議論されている。
【００４０】
ＤＮＡブロッキング試薬：ハイブリダイゼーション反応に含まれるゲノムＤＮＡ（ヒトゲノムＤＮＡ、例えばヒト胎盤ＤＮＡなど）の調製物であり、サンプル中で核酸プローブの非標的核酸（例えば反復核酸配列）への結合を減少させる。幾つかの例において、ブロッキング試薬は非標識反復性ＤＮＡ、例えばＣｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡである。ブロッキングＤＮＡは、プローブの非核酸成分（例えば、管、スライド、細胞膜、タンパク質、または実験的な処置において、プローブが接触する他の非核酸成分）への非特異的結合を減少させるためにハイブリダイゼーション反応に含まれる担体ＤＮＡ（例えば、サケ精子ＤＮＡまたはニシン精子ＤＮＡなど）とは区別される。
【００４１】
ゲノム：生物の全遺伝子構成成分真核生物の場合には、ゲノムは、細胞の染色体の一倍体セットに含まれている。生物のゲノムはまた、ミトコンドリアＤＮＡや葉緑体ＤＮＡなどの非染色体ＤＮＡを含むことができる。特定の例では、ゲノムは、哺乳類のゲノム（例えば、ヒトゲノム）である。
【００４２】
ハイブリダイゼーション：ＤＮＡ、ＲＮＡの２本鎖の相補的領域又ＤＮＡとＲＮＡの間に塩基対を形成することで、二本鎖分子を形成する。ストリンジェンシーの特定の程度を生じるハイブリダイゼーションの条件は、ハイブリダイゼーション法の性質及びハイブリダイズする核酸配列の組成物と長さに依存して異なるであろう。一般に、ハイブリダイゼーションの温度とハイブリダイゼーションバッファーのイオン強度（例えば、Ｎａ＋濃度）もまた、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを決定するであろう。ハイブリダイゼーションバッファー中でハイブリダイゼーションを減少させる化学物質の存在（ホルムアミドなど）もまたストリンジェンシーを決定するであろう (Sadhu et al., J. Biosci. 6:817-821, 1984)。ストリンジェンシーの特定の程度を達成するためのハイブリダイゼーション条件に関する計算が、Sambrook et al., (1989) Molecular Cloning, second edition, Cold Spring Harbor Laboratory, Plainview, NY (chapters 9 and 11)において議論されている。ＩＳＨに対するハイブリダイゼーション条件もまたLandegent et al., Hum. Genet. 77:366-370, 1987; Lichter et al., Hum. Genet. 80:224-234, 1988;及びPinkel et al., Proc. Natl. Acad. Sci.85:9138-9142, 1988に議論されている。
【００４３】
単離された：「単離された」生物学的成分（例えば核酸分子、タンパク質、又は細胞）は、生物の細胞、又は生物それ自体において（そこでは他の染色体及び染色体外ＤＮＡやＲＮＡ、タンパク質及び細胞などの成分が天然に生じる）、他の生物学的成分から実質的に分離又は精製されている。「単離された」核酸分子及びタンパク質は、標準的な精製方法で精製された核酸分子やタンパク質を含む。この用語はまた、宿主細胞で組換え発現によって調製された核酸分子及びタンパク質、並びに化学的に合成された核酸分子およびタンパク質を包含する。
【００４４】
結合した又は結合している：物理的に連結された又はリンクされた。特定の例では、本明細書に記載された結合領域（一意的に特異的な結合領域）は、一緒に連結されて一意的に特異的なプローブを生成する。典型的には、結合領域は連結反応においてリガーゼにより酵素的に結合される。しかし、結合領域は、例えば適切な修飾ヌクレオチドを組込むことにより(Dolinnaya et al., Nucleic Acids Res. 16:3721-38, 1988; Mattes and Seitz, Chem.. Commun. 2050-2051, 2001; Mattes and Seitz, Agnew. Chem. Int. 40:3178-81, 2001; Ficht et al., J. Am. Chem. Soc. 126:9970-81, 2004に記載されるように)、又は結合領域を含むポリヌクレオチドの化学合成により、化学的に結合することもできる。あるいは、２つの結合領域は、増幅反応において、又はリコンビナーゼを用いて結合できる。
【００４５】
核酸：一本鎖又は２本鎖の何れかの形態のデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドポリマーで、他に限定されない限り、天然に存在するヌクレオチドと同様の方法で核酸にハイブリダイズする天然ヌクレオチドのアナログを包含する。用語「ヌクレオチド」は、限定されないが、糖に結合した塩基（ピリミジン、プリン又はそれらの合成アナログ）、又はペプチド核酸（ＰＮＡ）にあるようなアミノ酸に結合した塩基を包含するモノマーを含む。ヌクレオチドは、ポリヌクレオチドの1つのモノマーである。ヌクレオチド配列は、ポリヌクレオチドの塩基配列を意味する。
【００４６】
核酸「セグメント」は、標的核酸分子の補欠部分又は部分配列である。核酸セグメントは、様々な方法で標的核酸分子から仮想的に又は実際に派生させることができる。例えば、標的核酸分子（例えば、ゲノムの標的核酸分子など）のセグメントは、制限断片である核酸セグメントを生成する1つまたは複数の制限酵素で消化することによって得ることができる。核酸セグメントはまた、増幅により、ハイブリダイゼーション（例えば、サブトラクティブハイブリダイゼーション）により、人工合成により、又は配列が標的核酸分子に対応する一以上の核酸を生成する任意の別の方法により、標的核酸分子から生成することができる。核酸セグメントは、例えば、コンピュータ実装アルゴリズムを使用してインシリコで生成することができる。核酸セグメントの特定な例は結合領域である。
【００４７】
プローブ：標的核酸分子とハイブリダイズすることが可能で、かつ標的へハイブリダイズした場合に、直接的又は間接的のどちらかで検出されることが可能である核酸分子（例えば、ゲノムの標的核酸分子）。従って、プローブは、標的の核酸分子の検出、及び幾つかの例では、定量化を許容する。特定の例では、プローブは標的核酸分子の一意的に特異的な核酸配列に相補的な２以上の結合領域など、少なくとも２つの結合領域を包含し、それゆえ標的核酸分子の少なくとも一部分に特異的にハイブリダイズすることが可能である。一般に、ひとたび少なくとも一の結合領域又は結合領域の部分が標的核酸分子へハイブリダイズし（かつその状態を保つと）、プローブの別の部分が（必要ではないが）、標的におけるそれらの別の部分の同族結合部位（例えば、そのような別の部分はそれらの同族結合部位から非常に遠く離れている）へのハイブリダイズすることに物理的に制約され得る；しかしながら、プローブに存在する別の核酸分子は互いに結合することができ、それによりプローブからのシグナルを増幅する。プローブは、「標識核酸プローブ」と呼ぶことができ、プローブが直接的又は間接的に検出可能な部分又は「標識」へ結合され、プローブを検出可能な状態にすることを意味している。
【００４８】
反復無し配列：反復核酸（例えばＤＮＡ）配列又は「反復」の感知される量を含有しない核酸。しかし、幾つかの例では、「反復無し」配列はなお、反復核酸配列を含むか又はゲノムの複数の部分に対して相同性又は配列同一性を有する一以上の核酸セグメントを含有し得る。反復核酸配列は、多数回、しばしばタンデム配列で反復される一連のヌクレオチドを包含する核酸内部の核酸配列（ゲノム、例えば哺乳類のゲノムなど）である。反復核酸配列は、２から何百何千ものコピーにおよぶ複数のコピーで核酸配列（例えば哺乳類のゲノム）の中に生じ得、クラスター化し得、又はゲノム全体にわたって一以上の染色体上に散在され得る。幾つかの例において、プローブ中の有意な反復核酸配列の存在はバックグランドシグナルを増大させる場合がある。反復核酸配列には、例えばヒトにおいて限定されないが、テロメア反復、サブテロメア反復、マイクロサテライト反復、ミニサテライト反復、Ａｌｕ反復、L1反復、アルファサテライトＤＮＡ、及びサテライト１、Ｈ、およびＩＩＩ反復が含まれる。
【００４９】
サンプル：被験者から得た、ＤＮＡ（例えばゲノムＤＮＡ）、ＲＮＡ（ｍＲＮＡを含む）、タンパク質、又はそれらの組合わせを含む生物学的標本。例としては、限定されないが、染色体の調製物、末梢血、尿、唾液、組織生検、手術標本、骨髄、羊水のサンプル、および剖検材料が含まれる。一例において、サンプルはゲノムＤＮＡを含む。幾つかの例において、サンプルとは、例えば、顕微鏡スライドに置くことができる細胞遺伝学的調製物である。特定の例において、サンプルは直接使用されるか、または（例えば、ホルマリンを使用して）例えば固定することにより、使用する前に操作することができる。
【００５０】
２以上の核酸配列間の同一性（又は類似性）は、配列間の同一性又は類似性を単位として表わされる。配列同一性は百分率同一性を単位として測定することができる；パーセンテージが高いほど、配列はより同一である。配列類似性は百分率類似性を単位として測定することができる（保存されたアミノ酸置換を考慮に入れる）；パーセンテージが高いほど、配列はより類似である。
【００５１】
比較のための配列のアラインメントの方法は当技術分野で周知である。様々なプログラム及びアラインメントのアルゴリズムが、 Smith & Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482, 1981; Needleman & Wunsch, J. Mol. Biol. 48:443, 1970; Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444, 1988; Higgins & Sharp, Gene, 73:237-44, 1988; Higgins & Sharp, CABIOS 5:151-3, 1989; Corpet et al., Nuc. Acids Res. 16:10881-90, 1988; Huang et al. Computer Appls. in the Biosciences 8, 155-65, 1992; 及びPearson et al., Meth. Mol. Bio. 24:307-31, 1994に記載されている。Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-10, 1990は、配列アラインメント方法及び相同性計算の詳細な考察を提示している。
【００５２】
ＮＣＢＩの基本的なローカル配列検索ツール（Ｂａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ）（ＢＬＡＳＴ）(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-10, 1990) は、全米バイオテクノロジー情報センター（ＮＣＢＩ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ３８Ａ，Ｒｏｏｍ ８Ｎ８０５，Ｂｅｔｈｅｓｄａ，ＭＤ ２０８９４）を含み、インターネット上で使用にあたっては配列解析プログラムのｂｌａｓｔｐ、ｂｌａｓｔｎ、ｂｌａｓｔｘ、ｔｂｌａｓｔｎ及びｔｂｌａｓｔｘと結合させて、複数の供給源から入手可能である。更なる情報はＮＣＢＩのｗｅｂサイトで見つけることができる。
【００５３】
ＢＬＡＳＴＰは、アミノ酸配列を比較するために使用され得るが、がＢＬＡＳＴＮは、核酸配列を比較するために使用され得る。２つの比較される配列が相同性を共有する場合は、指定された出力ファイルは、相同性のそれらの領域をアラインされた配列として提示する。２つの比較される配列の相同性を共有していない場合は、指定された出力ファイルには、アラインされた配列が提示されない。
【００５４】
ＢＬＡＳＴに似たアラインメントツール（ＢＬＡＴ）も核酸配列を比較するために使用することができる(Kent, Genome Res. 12:656-664, 2002)。ＢＬＡＴはＫｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ（Ｓａｎｔａ Ｃｒｕｚ，ＣＡ）を含む複数の供給源から、及びインターネット上（ｇｅｎｏｍｅ.ｕｃｓｃ.ｅｄｕ）で入手できる。
【００５５】
ひとたびアラインされると、一致の数は、同一ヌクレオチド又はアミノ酸残基が双方の配列中に示される位置の数を数えることによって決定される。パーセント配列同一性は、一致の数を、同定された配列中に記載された配列長、又は連結長（例えば、同定された配列中に記載された配列からの１００個の連続したヌクレオチドまたはアミノ酸残基）で除算して、得られた値に１００を乗じることによって決定される。例えば、１５５４ヌクレオチドを有する試験配列とアラインされた場合１１６６の一致を有する核酸配列は、試験配列に対して７５％同一である（１１６６÷１５５４＊１００＝７５．０）。パーセント配列同一性の値は小数第１位に丸められる。例えば、７５．１１、７５．１２、７５．１３，及び７５．１４は、少数第二位以下を切り捨てて７５．１に、一方、７５．１５、７５．１６、７５．１７、７５．１８、及び７５．１９は少数第二位以下を切り上げて７５．２になる。長さの値は常に整数である。その他の例において、以下のように同定された配列からの１５の連続したヌクレオチドとアラインする２０ヌクレオチドの領域を含む標的配列は、同定された配列に対して７５％の配列同一性を共有する（つまり、１５÷２０＊１００＝７５）。
【００５６】
被検体：ヒトおよび非ヒト哺乳動物（例えば、獣医学的被検体）などの任意の多細胞脊椎動物生物。
【００５７】
標的の核酸配列又は分子：核酸分子の定義された領域又は特定の部分、例えば、ゲノムの一部（例えば、目的の遺伝子を含む遺伝子又は哺乳動物のゲノムＤＮＡの領域など）。標的核酸配列が標的ゲノム配列である一例において、そのような標的は、（例えば、正常細胞内で）染色体上の位置により定義されることができ、例えば、細胞遺伝学的命名法に従い、染色体上の特定の位置を参照することにより；遺伝地図上の位置への参照により；仮想的又は集合したコンティグへの参照により；その特異的な配列または機能により；その遺伝子またはタンパク質名により；又はゲノムの他の遺伝子配列の中からそれを一意的に同定する任意の他の手段によって定義することができる。いくつかの例では、標的核酸配列は、哺乳類のゲノム配列（例えば、ヒトのゲノム配列の場合）である。
【００５８】
いくつかの例では、標的核酸配列（例えばゲノム核酸配列）の変化は疾患又は病気と「関連する」。すなわち、標的核酸配列の検出は、疾患又は病気に関してサンプルの状態を推論するために使用することができる。例えば、標的核酸配列は２つ（又はそれ以上の）区別可能な形態で存在し得、第一の形態は疾患又は病気の非存在と関連し、第二（又は異なる）形態は疾患又は病気の存在と関連する。二つの異なる形態は、例えばポリヌクレオチド多型などによって、定性的に区別することができ、及び／又は二つの異なる形態は、例えば細胞内に存在する標的核酸配列のコピー数などによって、定量的に区別することができる。
【００５９】
一意的に特異的な配列：生物のゲノムに一度だけ存在する任意の長さの核酸配列。特定の例において、一意的に特異的核酸配列とは、標的核酸と１００％の配列同一性を有する標的核酸からの核酸配列であり、標的核酸を含む特異的ゲノムに存在する任意の他の核酸配列に有意な同一性を持たない。幾つかの例において、一意的に特異的核酸配列は、例えばＢＬＡＳＴなどのコンピューターに実装されたアルゴリズムを使用して同定することができる。他の例においては、一意的に特異的核酸配列は、例えば、アレイ上の核酸配列へのハイブリダイゼーションを使用して経験的に同定することができる。
【００６０】
ベクター：ベクターに対して天然型ではない他の（外来の）核酸配列のための担体としてはたらく任意の核酸。適切な宿主細胞に導入されると、ベクターはそれ自身（それによって、外来の核酸配列）を複製し得、又は外来核酸配列の少なくとも一部を発現し得る。一つの文脈において、ベクターは直鎖状または環状核酸であって、その中へ、複製（例えば生産）及び／又は標準的な組換え核酸技術（例えば制限酵素消化）を用いて操作する目的のため、目的の核酸配列が導入（例えば、クローニング）される。ベクターは、宿主細胞内で複製することを可能とする核酸配列、例えば複製起点などを含めることができます。ベクターはまた、当技術分野で知られている１つ以上の選択マーカー遺伝子および他の遺伝的要素を含めることができる。一般的なベクターは、例えば、プラスミド、コスミド、ファージ、ファージミド、人工染色体（例えば、ＢＡＣ、ＰＡＣ、ＨＡＣ、ＹＡＣ）及びこれらの型のベクターの一以上の特徴を取り込んだハイブリッドを含有する。典型的には、ベクターは、標的核酸配列の挿入を容易にする1カ所又は複数の固有の制限部位（場合によってはマルチクローニングサイト）を含む。
【００６１】
本明細書で議論される一例において、一意的に特異的核酸配列に相補的な２つ以上の結合領域がベクター、例えばプラスミド又は人工染色体（例えば、酵母人工染色体、Ｐ１ベースの人工染色体、細菌人工染色体（ＢＡＣ））などに導入されて複製される。
【００６２】
ＩＶ．一意的に特異的なプローブを生成するための方法
標的核酸分子の一意的に特異的核酸配列に相補的な結合領域を含む核酸プローブの生成方法が本明細書に開示される。特定の例において、本方法は、少なくとも第一の結合領域と第二の結合領域を事前に決められた順序と向きで結合することを含み、ここで結合領域は一意的に特異的核酸配列（例えば生物のゲノムに１回だけ示される配列）に相補的であり、結合領域はゲノムの標的核酸分子の約２０％又はそれ未満を含む。
【００６３】
一例において、少なくとも２つの一意的に特異的結合領域（例えば少なくとも５、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１５００、１８００、２０００、２５００、３０００又はそれ以上の結合領域）が核酸プローブに含有される。特定の例において、およそ２００から３０００（例えばおよそ３００から６００，およそ３５０から５５０、およそ５００から６００、又はおよそ５００から３０００，およそ５００から２０００、又はおよそ２０００から３０００）の一意的に特異的な結合領域が核酸プローブに含有される。
【００６４】
本明細書で開示された方法は、一意的に特異的核酸配列に相補的な少なくとも２つの結合領域を含有する核酸プローブの生成のための方法を与える。生物の多くのゲノム（例えば、真核生物、例えば哺乳動物、例えばヒト）は、非一意的に特異的核酸配列（例えば、反復配列又はゲノムに１回以上示される配列）からなる。例えば、反復配列から構成される哺乳動物のゲノムの割合は約４０から５０％と推定される(例えば、Lander et al., Nature 409:860-921,2001)。従って、一意的に特異的であるゲノムの標的核酸分子は、標的核酸分子のごく一部にすぎない。ゲノム、例えばヒトゲノムの中には領域的な相違もある。例えば、領域的な相違は、セントロメアＤＮＡ、テロメアＤＮＡ等の間の相違を含む。幾つかの例において、プローブのために選択された結合領域は非連続的で、及び／又はゲノムの標的核酸分子全体にわたって分散している。特定の例において、一意的に特異的核酸配列に相補的な結合領域は、ゲノムの標的核酸分子の約２０％未満（例えば、約２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％又は更に少ない）を示す。例えば、一意的に特異的核酸配列に相補的な結合領域は、ゲノムの標的核酸分子の約１−２０％（例えば、約１５−２０％、約１０−１５％、約２−８％、約３−６％、又は約２−３％）を示し得る。
【００６５】
Ａ．一意的に特異的な配列の同定
開示された方法は、標的核酸に一意的に特異的である２つ以上の核酸セグメントを同定することを含む。一意的に特異的核酸配列は、標的核酸が存在するか又は標的核酸が由来する生物のゲノムにおいて１回だけ存在する、少なくとも２０ｂｐ（例えば、少なくとも２０ｂｐ、３０ｂｐ、４０ｂｐ、５０ｂｐ、６０ｂｐ、７０ｂｐ、８０ｂｐ、９０ｂｐ、１００ｂｐ、又はそれ以上）の核酸配列である。例えば、一意的に特異的核酸配列とは、標的核酸のその領域と１００％の配列同一性を有する標的核酸の領域からの核酸配列であり得、標的核酸分子を含むゲノムの任意の他の核酸配列に対して有意な同一性を持たない。
【００６６】
特定の例において、目的とするゲノムの標的核酸分子が選択される（例えば、下の第Ｖ章で議論されているものの一つ以上）。ゲノムの標的核酸分子の核酸配列は、例えばインシリコによる方法（例えばデータベースから）、又は直接配列決定により得られる。幾つかの例において、ゲノムの標的核酸は、少なくとも約１０，０００ｂｐ、例えば、少なくとも２０，０００、３０，０００、４０，０００、５０，０００、１００，０００、２５０，０００、５００，０００、６００，０００、７００，０００、８００，０００、９００，０００、１，０００，０００、１，５００，０００、２，０００，０００、３，０００，０００、４，０００，０００ｂｐ、又はそれ以上（例えば染色体全体又は更にはゲノム全体）を包含する。
【００６７】
ゲノムの標的核酸配列の選択に続いて、反復配列は、必要に応じて検出され、配列から除去される。幾つかの例において、反復核酸配列の大半又は実質的に全て（例えば、特定のゲノムに対して実質的に全ての既知の反復配列）が同定され、配列から除去される。例えば、反復配列（例えば、テロメア反復、サブテロメア反復、マイクロサテライト反復、ミニサテライト反復、Ａｌｕ反復、Ｌ１反復、アルファサテライトＤＮＡ、及びサテライト１、Ｈ、およびＩＩＩ反復）はコンピューターに実装されたアルゴリズムを用いて同定することができる。そのようなアルゴリズムは、当技術分野で知られており、例えば、ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ上のｒｅｐｅａｔｍａｓｋｅｒ．ｏｒｇにて入手可能）及びＣＥＮＳＯＲ(Kohany et al., BMC Bioinformatics 7:474, 2006; Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ上のｇｉｒｉｎｓｔ.ｏｒｇ／ｃｅｎｓｏｒ／ｉｎｄｅｘ.ｐｈｐにて入手可能)などのソフトウェア・アプリケーションを含む。特定の例において、ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒが反復配列を同定するために用いられる。ひとたび反復配列が同定されると、それらがゲノムの標的核酸配列から除去されるか、又は「隠される」（例えば、反復配列は非ヌクレオチド文字の例えば「Ｎ」で、又は隠された連続塩基対の数を示す数字で置換され得る）。反復核酸配列を同定するための幾つかのコンピューターアルゴリズムもまた、反復配列を「隠す」（例えば、ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒ及びＣＥＮＳＯＲ）。これは実質的に反復無しのゲノムの標的核酸配列を作り出す。
【００６８】
ＤＮＡプローブのための配列選択の自動化を容易にするために、一つの例において、選択されたゲノムの標的核酸配列（例えば、実質的に反復無しのゲノムの標的核酸配列）が列挙され（番号付けされ）、インシリコでセグメントに、例えば、約２０−５００ｂｐ（例えば、約５０−２５０ｂｐ、約７５−２５０ｂｐ、約１００−２００ｂｐ、約２５０−５００ｂｐ、又は約３５−５０ｂｐ）のセグメントに分割される。特定の例において、セグメントは各々約１００ｂｐである。ゲノムの標的核酸配列が列挙されて、非重複の連続したセグメント、又は重複した連続したセグメント（例えば、少なくとも一塩基対、例えば１、２、３、４、５、１０、１５、２０、５０、又はそれ以上の塩基対がオーバーラップする）に分割され得る。一例において、ゲノムの標的核酸配列は、連続した非重複の１００塩基対セグメント（例えば、ゲノムの標的核酸配列の塩基１−１００、１０１−２００、２０１−３００など）に分割される。その他の例において、ゲノムの標的核酸配列は、少なくとも一塩基対が重複する（例えば、９９、９８、９７、９６、９５、９０、８５、８０塩基対などの重複）、例えば、ゲノムの標的核酸配列の、塩基１−１００、２−１０１、３−１０２、４−１０３など；又は塩基１−１００、５−１０５、１０−１１０など；又は塩基１−１００、１０−１１０、２０−１２０などの連続した１００塩基対セグメントに分割される。特定の例において、ゲノムの標的核酸配列は、少なくとも１０塩基対が重複する連続した１００塩基対セグメント、例えばゲノムの標的核酸配列の塩基１−１００、１０−１１０、２０−１２０、３０−１３０など、に分割される。
【００６９】
当業者は、開示された方法で使用されている配列重複の量を、例えば、標的配列のサイズや標的内に存在する非反復的な、及び/又は、固有の配列の量に基づいて、選択できる。幾つかの例において、標的配列が比較的小さいか又は多数の反復配列を含む場合、より大きな重複（例えば、少なくとも９９、９８、９７、９６、９５、９４、９３、９２、９１，又は９０塩基対が重複する１００ｂｐセグメント）を利用することが望ましいであろう。他の例において、標的配列が比較的大きいか又は少数の反復配列を含む場合、より小さな重複（例えば、少なくとも１０、９、８、７、６、５、４、３、２，又は１塩基対が重複する１００ｂｐセグメント）か、又は重複無しが利用され得る。幾つかの例において、ゲノムの標的領域の一意的に特異的な配列の選択される数は特定の重複では得られず、ゲノムの標的領域に由来する、所望の数の一意的に特異的な配列が得られるまで重複量が増やされる。
【００７０】
他の例において、配列の列挙と分離は、コンピューターに実装されたアルゴリズム（例えば、マクロ組込みのワープロファイル）を使用して行われる。一つの例において、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）プログラム言語（バージョン７．９．０．５２９（Ｒ２００９ｂ）；Ｔｈｅ ＭａｔｈＷｏｒｋｓ, Ｉｎｃ., Ｎａｔｉｃｋ, ＭＡ）がアルゴリズムの開発に使用され、少なくとも一塩基対（例えば、少なくとも１、２、３、４、５、１０、１５、２０、５０又はそれ以上の塩基対）が並べて表示される（重複）複数の１００ｂｐセグメントを同定する。その他の例において、配列の列挙と分離は、スライドする読み取り窓枠（ｗｉｎｄｏｗ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ）を用いて行われ、選択された長さ（例えば２０−５００ｂｐ）のあらゆる可能な配列が任意の所与の標的核酸配列に対して分析される。
【００７１】
幾つかの例において、核酸セグメントは約１００ｂｐである。例えば、約２０−５００ｂｐのセグメントが本開示方法のために使用することができる。プローブ標識について一般に用いられる方法で（例えば、ニックトランスレーション）、およそ１００ー５００ｂｐの標識された断片が得られる。従って、約５００ｂｐより大きな一意的に特異的なセグメントでは、プローブのシグナル強度を改善し得ない可能性がある。加えて、標識されたプローブ断片は、一般には一意的に特異的核酸配列よりも長く、標識断片の各々は標的核酸配列の複数の非連続部分を含有し得る。このことが、プローブ断片に足場を形成させ、それによりプローブのシグナル強度を増大させている。約２０−５００ｂｐの一意的に特異的な断片を持つことで、プローブがより大きな標的核酸配列全体に広がることを可能にしている。幾つかの例において、選択された一意的に特異的なセグメントは、ゲノムの標的核酸において、少なくとも約１００ｂｐから約７００００ｂｐ（少なくとも約２００−５０，０００ｂｐ、約５００−２５，０００ｂｐ，約１０００−１０，０００ｂｐ、又は約５００−５０００ｂｐ）が分割される。特定の例において、選択された一意的に特異的なセグメントは非連続であり、例えば、ゲノムの標的核酸において、約１５００−２５００ｂｐに分割される。
【００７２】
選択されたゲノムの標的核酸配列のセグメントは、場合によっては、Ｇ／Ｃヌクレオチド含有量（例えば、グアニン又はシトシンの何れかである核酸配列中の塩基の割合）についてスクリーニングされる。幾つかの例において、プローブに含まれる選択されたセグメントは、類似したハイブリダイゼーション条件下でゲノムの標的核酸へハイブリダイズする。より均一なプローブ断片−標的のハイブリダイゼーションを維持する可能性に加えて、６５％未満のプローブのＧ／Ｃ含有量はＤＮＡの化学合成を促進することができる。従って、約６５％以上か又は約３０％未満のＧ／Ｃヌクレオチド含有量（例えば、約７０％又は約８０％以上、又は約３０％未満、例えば約２０％又は約１５％未満）を有するセグメントは取り除かれる可能性がある。配列のＧ／Ｃヌクレオチド含有量を決定する方法は当技術分野で知られている。幾つかの例において、Ｇ／Ｃ含有量は、式［（Ｇ＋Ｃ）／（Ａ＋Ｔ＋Ｇ＋Ｃ）］×１００を用いて計算することができる。他の例において、Ｇ／Ｃ含有量を決定するための方法は、コンピューター実装アルゴリズム、例えば、ＯｌｉｇｏＣａｌｃ(Kibbe, Nucl. Acids Res. 35:W43-46, 2007；Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ上のｂａｓｉｃ．ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ．ｅｄｕ／ｂｉｏｔｏｏｌｓ／ｏｌｉｇｏｃａｌｃ．ｈｔｍｌで入手可能）又はマクロを組込んだスプレッドシートファイルを包含する。その他の例において、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）プログラミング言語が、配列のＧ／Ｃ含有量の割合を分析するために用いることができる。
【００７３】
選択されたゲノムの標的核酸配列のセグメントは、場合によっては、エンドヌクレアーゼ制限部位（例えば、ＩＩ型制限部位、例えば、ＡｓｃＩ／ＰａｃＩ、ＢｂｓＩ、ＢｓｍＢＩ、ＢｓａＩ、ＢｔｇＺＩ、ＡａｒＩ、及びＳａｐＩ）についてスクリーニングされる。そのような配列の存在が、遺伝子の合成及び／又は続くサブクローニングを困難にせしめ、そうした配列を除去することがより広範な様々なＤＮＡクローニングのオプションを作り出す。従って、幾つかの例において、ＡｓｃＩ／ＰａｃＩ、ＢｂｓＩ、ＢｓｍＢＩ、ＢｓａＩ、ＢｔｇＺＩ、ＡａｒＩ，及びＳａｐＩから選択される一以上のＩＩ型制限部位を含むセグメントが除去される。制限部位の存在を決定するための方法は当技術分野で知られている。幾つかの例において、制限酵素部位を同定するための方法は、コンピューター実装アルゴリズム、例えば、ＮＥＢｃｕｔｔｅｒ（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ ＢｉｏＬａｂｓ, Ｉｐｓｗｉｃｈ, ＭＡ; インターネット上のｔｏｏｌｓ．ｎｅｂ．ｃｏｍ／ＮＥＢｃｕｔｔｅｒ２／ｉｎｄｅｘ.ｐｈｐで入手可能）又はＳｅｑｕｅｎｃｈｅｒ（登録商標）（Ｇｅｎｅ Ｃｏｄｅｓ Ｃｏｒｐ., Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ, ＭＩ）を包含する。別の例において、制限部位を同定するための方法は、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）プログラミング言語及びソフトウエアを利用する。
【００７４】
当業者は、プローブが以前から知られている方法で生成されたプローブ（例えば、「反復無し」プローブ）であるか又は本開示による一意的に特異的なプローブであるかに関わらず、プローブと標的配列のプローブとの間のハイブリダイゼーションは、多くの要因に依存することを理解するであろう。例えば、核酸プローブとその標的配列間の相同性は、個別の適用に応じて可変可能なハイブリダイゼーション条件と同じく、ハイブリダイゼーションの反応速度において重要である。例えば、ハイブリダイゼーションの条件のストリンジェンシー、洗浄など、マイクロアレイ解析で一般的に使用さるものが、プローブ／標的のハイブリダイゼーションを保つために、例えば、組織サンプルでのインサイツハイブリダイゼーションに一般的に用いられるハイブリダイゼーション条件とは異なるＧ／Ｃ含有量を要求し得る。このため、プローブ／標的のハイブリダイゼーションを維持する上で有用なプローブのＧ／Ｃ含有量は、適用ごとに異なる。例えば、仮にプローブがマイクロアレイへの適用における使用のためにに意図される場合、約６０％以上か又は約３０％未満のＧ／Ｃヌクレオチド含有量（例えば、約６５％、約７０％又は約８０％以上、又は約３０％未満、例えば約２０％又は約１５％未満）を有するセグメントは取り除かれる可能性がある。別の例において、約５０％以上のＧ／Ｃヌクレオチド含有量（例えば、約５５％、約６０％、又は約６５％以上）が、マイクロアレイへの適用における使用を意図したプローブのために除去される。
【００７５】
１．一意的に特異的なセグメントのインシリコによる同定
幾つかの実施態様において、ゲノムの標的核酸配列の選択に続いて、任意の反復のマスキング、選択された長さのセグメントへの分割、任意のＧ／Ｃヌクレオチド含有量のスクリーニング、及び／又は選択された制限部位の存在、個々のセグメント（例えば１００塩基対セグメント）がインシリコでスクリーニングされ、一意的に特異的である（例えば生物のゲノムに１回だけ示される）配列を有するセグメントを同定する。一意的に特異的であるセグメントは結合領域として選択され、次いで結合されて（例えば、ライゲーションまたはリンクされ）、所望の一意的に特異的な核酸プローブを生成する。
【００７６】
幾つかの例において、各セグメントは、ゲノムの標的核酸配列が選択された生物のゲノム核酸配列と比較される。標的核酸配列、並びにゲノムの任意の非標的核酸配列との相同性（例えば、配列同一性）が同定される（例えば、配列アライメントとして表示される）。特定の例において、生物のゲノムとの相同性が同定され、コンピューターアルゴリズムＢＬＡＴ（Ｂｌａｓｔに類似の解析ツール（Ｂｌａｓｔ−Ｌｉｋｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｔｏｏｌ）;Kent, Genome Res. 12:656-644, 2002)を使用して表示される。
【００７７】
ＢＬＡＴは入力配列を全ゲノム集合に由来するインデックスと比較するアラインメントツールである。ＤＮＡ ＢＬＡＴは、ランダムアクセスメモリに、多量の反復配列を含む領域のものを除いて、全ゲノムの全ての非重複１１量体からなるインデックスを保持している。ＢＬＡＴは入力配列を通してスキャンし、相同性のある可能性の領域を見つけ出し、その後詳細のアラインメントのためメモリーへロードされる。ＤＮＡ ＢＬＡＴは、９５％以上の類似性を持つ２５塩基以上の長さの配列を検索するために設計されている。それ以上に相違した又は短い配列アラインメントを見逃すことがある；しかし、ＢＬＡＴはわずか２０ー２５塩基の完全な配列一致を検索することができる。幾つかの例において、約２０ｂｐ以上（例えば、２０、２１、２２、２３、２４、２５ｂｐ又はそれ以上）の完全な配列の一致を含む任意のセグメントが除去される。
【００７８】
これに対して、ＢＬＡＳＴは入力配列をＧｅｎＢａｎｋ配列のデータベースと比較するアラインメントツールである(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-410, 1990; Altschul et al., Nucl. Acids Res. 25:3389-3402, 1997)。ＢＬＡＳＴは入力配列からインデックスを構築し、データベースを直線的にスキャンする。ＢＬＡＳＴは、ゲノムの標的核酸配列中の一意的に特異的核酸の検出においてＢＬＡＴより感度が低い。ＢＬＡＳＴに使用されるアルゴリズムのため、感度は速度の犠牲となり、よってＢＬＡＳＴは「最良適合」を決定するが一意的に特異的核酸配列は生成しない。例えば、ＢＬＡＳＴは偽陽性を生成する（例えば、配列セグメントをゲノムに１回だけ生じるとして同定するが、ＢＬＡＴは同一の配列セグメントに対してゲノムの複数の領域を同定するであろう）。従って、ＢＬＡＳＴは一般的に本明細書に記載された方法での使用に適していない。
【００７９】
一意的に特異的なプローブ中のセグメントを含めるための受容基準とは、一意的に特異的核酸配列に相補的であるセグメント、例えば、ゲノムの１領域及び１領域のみに相同的であるセグメント（例えば、ゲノムの標的核酸分子）である。受け入れられたセグメントは（「結合領域」又は「一意的に特異的な結合領域」と指定され）、本明細書に開示された方法により生成される核酸プローブに含まれ得る。ゲノムの一以上の領域に対して相同性を持つ任意のセグメント（例えば、他の少なくとも約２０−２５以上の連続ｂｐ配列に同一である）は、受容基準を満たさず、核酸プローブには含まれない。プローブの標的領域が十分な一意的に特異的核酸配列が得られない場合、ゲノムの一以上の領域（１０又はそれ以下、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０の領域など）と同一である多少のヌクレオチド（例えば、約２５又はそれ以下）を含む核酸セグメントを補充することができ、プローブに含有され得る。
【００８０】
上述のインシリコの方法を用いて選択された一意的に特異的な結合領域は、必要に応じて、反復配列又は他の非一意的配列（以前に同定されていない反復配列など）の存在について経験的に試験され得る。幾つかの例において、選択された結合領域が（例えば、オリゴヌクレオチド合成により）調製され、ゲノムの標的核酸を包含する生物由来のゲノムＤＮＡとのハイブリダイゼーションについて試験される。ハイブリダイゼーションの方法は、膜ベースのハイブリダイゼーション技術（例えば、サザンブロット、スロットブロット、又はドットブロット）など、当該技術分野で良く知られている。特定の例において、ハイブリダイゼーションはドットブロッティング法により試験される。例えば、配列セグメントはオリゴヌクレオチドとして合成することができ、膜上にスポットし、標識されたゲノムＤＮＡプローブとハイブリダイズされ得る。ゲノムＤＮＡプローブへのハイブリダイゼーションが無い場合（例えば、検出可能なハイブリダイゼーションが無い）、セグメントが一意的に特異的結合領域であることが確認され、本明細書に開示される方法で生成された核酸プローブに含めるために選択することができる。ゲノムＤＮＡプローブへのハイブリダイゼーション（例えば、任意の検出可能なハイブリダイゼーション）がある場合、セグメントは、核酸プローブから除外されることがある。
【００８１】
他の例では、選択された結合領域を含むマイクロアレイが調製される。幾つかの例において、アレイは任意で陽性、及び陰性のコントロールを含む。上記の例に類似して、陽性コントロールは反復要素配列、例えばＡｌｕＩアルファサテライト（Ｄ１７Ｚ１など）、ＬＩＮＥ要素（Ｓａｕ３など）、及び／又はテロメア配列（ｐＨｕＲ９３Ｔｅｌｏなど）を含めることができる。陰性コントロールには、関連しない生物（イネなど）由来のゲノム配列、又は無作為化配列（市販のアレイで一般に使用されるものなど）を含めることができる。特定の例において、マイクロアレイは標識された全ゲノムＤＮＡ（ヒトの全ゲノムＤＮＡ）及び標識された反復ＤＮＡ（Ｃｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡなど）で探索される。幾つかの例において、アレイは全ゲノムＤＮＡ及び反復ＤＮＡで同時に探索される。別の例において、２つの別個の同一のアレイが、一つは全ゲノムＤＮＡにより、もう一つは反復ＤＮＡにより探索される。データは、標準的な方法及びソフトウェアで収集され分析される（たとえば、ＮｉｍｂｌｅＳｃａｎソフトウェア、ロシュ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ）。
【００８２】
幾つかの例において、すべての正のコントロール配列の線形回帰を導き、線形回帰を一標準偏差減少させることによって試験配列をスクリーニングするための選択基準が確立された。更に、陽性コントロール（例えば、ＡｌｕＩ陽性コントロールなど）からの最小のヒトゲノムスコア、及び反復ＤＮＡプローブ（例えば、Ｃｏｔ−１ＴＭなど）に対する既定の値（１２など）が、陽性コントロールの更なるカットオフとして確立されている。陰性コントロールのためのカットオフは、負のコントロール配列の全ゲノムＤＮＡのスコアの平均値を使用して確立される。このようなカットオフ値は、試験配列のサブセットのハイブリダイゼーション強度を区別し、陽性コントロール及び陰性コントロールにさらに類似している配列が分離される。選択基準の範囲内の配列は、プローブに含有されるが、選択基準の範囲外の配列は除去される。幾つかの例において、選択基準の範囲に入る配列は、一意的に特異的な配列（例えば、生物のゲノムに１回だけ発生する配列など）であると考えられている。アレイデータ解析の当業者は、様々な統計的手法が、試験配列を除外／含めるために使える意味のあるカットオフ値を導出するために使用することができることを理解するであろう。
【００８３】
２．一意的に特異的なセグメントの経験的な同定
別の実施態様において、列挙された配列の経験的な試験が一意的に特異的な結合領域を同定するために利用される。経験的な分析は１節（上記）に記載されたインリコの方法（例えば、ＢＬＡＴ解析）の代わりに使用することができる。
【００８４】
幾つかの例において、ゲノムの標的核酸配列の選択に続いて、任意の反復のマスキング、選択された長さのセグメントへの分割、任意のＧ／Ｃヌクレオチド含有量のスクリーニング、及び／又は選択された制限部位の存在、個々のセグメント（１５−５００塩基対セグメント、例えば１００塩基対セグメントなど）が合成され、アレイに結合される。試験のための個々のセグメントの任意の数字（少なくとも１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、４０００、５０００、８０００、１０，０００、５０，０００、１００，０００、２００，０００，又はそれ以上）をアレイに貼り付けることができる。幾つかの例において、アレイは任意で陽性、及び陰性のコントロールを含む。陽性コントロールは反復要素配列、例えばＡｌｕＩアルファサテライト（Ｄ１７Ｚ１など）、ＬＩＮＥ要素（Ｓａｕ３など）、及び／又はテロメア配列（ｐＨｕＲ９３Ｔｅｌｏなど）を含めることができる。特定の例において、陽性コントロールは、標的ゲノム配列を含む生物のゲノムの既知のコピー数を持つ配列である。幾つかの例において、陰性コントロールは、生物のゲノムに対して相同性が皆無かそれに近い配列などの無作為化配列である。陰性コントロールはまた、植物（例えば、イネ）、細菌、ウイルス、又は酵母ゲノムからなど、無関係な生物からのゲノム配列を含めることができる。
【００８５】
本開示の配列は、様々なアプローチにより調製することができる。一例において、核酸分子は別々に合成され、固体支持体に結合される（米国特許第６０１３７８９号を参照）。その他の例において、核酸分子は支持体上で直接合成され、所望のアレイを与える（米国特許第５５５４５０１号を参照）。固体支持体に核酸を共有結合させるため、及び支持体上に直接核酸を合成するための適切な方法は、本分野で働く者に既知である；適切な方法の概要は、Matson et al., Anal. Biochem. 217:306-10, 1994に見いだすことができる。一例において、核酸分子は、固体支持体上でオリゴヌクレオチドを調製するために、従来の化学的手法を用いて支持体上に合成される（例えばＰＣＴ出願の国際公開第８５／０１０５１号及び国際公開第８９／１０９７７又は米国特許第５５５４５０１号など）。アレイの固体支持体は、有機ポリマーから形成することができる。固体支持体に適した材料としては、限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルピロリドンは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン - プロピレン、ポリエチレンビニルアルコール、ポリメチルペンテン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリスルホン、ヒドロキシル化二軸延伸ポリプロピレン、アミノ化二軸延伸ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン、エチレンアクリル酸、エチレン・メタクリル酸、及びそれらの共重合体の混合物を包含する。
【００８６】
幾つかの例において、マイクロアレイは、目的の生物由来の標識された全ゲノムＤＮＡとその生物のゲノム由来の標識された反復ＤＮＡで探索される。特定の例において、ヒトの全ゲノムＤＮＡ及びＣｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡが使用される。幾つかの例において、アレイは全ゲノムＤＮＡ及び反復ＤＮＡで連続して探索される。別の例において、２つの別個の同一のアレイが、一つは全ゲノムＤＮＡにより、もう一つは反復ＤＮＡにより探索される。データは、標準的な方法及びソフトウェアで収集され分析される（たとえば、ＮｉｍｂｌｅＳｃａｎソフトウェア、ロシュ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ）。
【００８７】
幾つかの例において、一意的に特異的な配列は、全ゲノムＤＮＡとブロッキングＤＮＡのハイブリダイゼーションスコアの線形回帰を導出し、一以上の既定のカットオフの範囲に入る配列を選択することにより選択される。幾つかの例において、すべての正のコントロール配列の線形回帰を導き、線形回帰を一標準偏差減少させることによって試験配列をスクリーニングするための選択基準が確立された。更に、陽性コントロール（例えば、ＡｌｕＩ陽性コントロールなど）からの最小のヒトゲノムスコア、及びブロッキングＤＮＡに対する既定値（１１、１２、１３、又は１４など、例えば１２）が陽性コントロールの更なるカットオフとして確立されている。陰性コントロールのためのカットオフは、負のコントロール配列の全ゲノムＤＮＡのスコアの平均値を使用して確立できる。このようなカットオフ値は、試験配列のサブセットのハイブリダイゼーション強度を区別し、陽性コントロール及び陰性コントロールにさらに類似している配列が分離されるであろう。選択基準の範囲内の配列は、プローブに含有されるが、選択基準の範囲外の配列は除去される。幾つかの例において、選択基準の範囲に入る配列は、一意的に特異的な配列（例えば、生物のゲノムに１回だけ発生する配列など）であると考えられている。アレイデータ解析の当業者は、様々な統計的手法が、試験配列を除外／含めるために使える意味のあるカットオフ値を導出するために使用することができることを理解するであろう。更なる例において、配列が、陽性コントロールと陰性コントロールが含まない場合、配列の選択基準は、アレイに含まれる全ての配列の平均値の母集団原点からの距離である。この場合、定められた数の配列がこの原点からの半径距離を基準にして選択され、階層的に確立することができる。
【００８８】
幾つかの実施態様において、上記の基準を用いて選択された一意的に特異的な配列は、ゲノムの標的で生じるような順序と向きで配置される。別の例において、プローブ中の選択された配列の順序と向きを決定する方法は、第ＩＶ部、Ｂ節（下記参照）で説明される方法を含む。
【００８９】
Ｂ．一意的に特異的な配列の順序と向きの決定
この方法は、（あらかじめ決められた順序と向きを特定する）核酸プローブを生成するために結合領域を結合する前に、一意的に特異的核酸配列に相補的な選択された結合領域の順序と向きを決定することを更に含む。一意的に特異的な結合領域は第ＩＶ節、Ａ部（上記参照）で説明される。しかし、非一意的に特異的核酸配列（例えば、一倍体ゲノム中に複数回示されるされる核酸配列など、例えば、反復配列又は非標的核酸への相同性）は、選択された一意的に特異的な結合領域が結合される場合に生成され得る。例えば、非一意的に特異的な配列は、２以上の結合領域の間の重複領域（２つの一意的に特異的配列が結合した場所において等）を含む配列から生成され得る。従って、核酸プローブ配列は、生成されたプローブが非一意的に特異的核酸配列が含まれていないことを保証するために分析することができる。プローブが非一意的に特異的核酸配列を含有する場合、プローブ中の結合領域の順序及び／又は向きは変更され、再解析される。
【００９０】
プローブ中の結合領域の順序と向きを決定することは、選択された一意的に特異的結合領域を最初の順序と向きに配することを包含する。幾つかの例において、その最初の順序と向きを生成するために利用される結合領域は、好都合な全配列長を与える多数の一意的に特異的な結合領域を含む。全配列長は、ベクター（例えば、プラスミド、コスミド、細菌人工染色体又は酵母人工染色体など）に含めることができる任意の長さを含めることが可能であり、限定されないが、少なくとも１０００ｂｐ、少なくとも１０，０００ｂｐ、少なくとも２０，０００ｂｐ、少なくとも５０，０００ｂｐ、例えば約１０００から約６０，０００ｂｐ（例えば約１０００ｂｐ、２０００ｂｐ、３０００ｂｐ、４０００ｂｐ、４５００ｂｐ、５０００ｂｐ、５５００ｂｐ、６０００ｂｐ、７０００ｂｐ、８０００ｂｐ、１０，０００ｂｐ、２０，０００ｂｐ、３０，０００ｂｐ、４０，０００ｂｐ、５０，０００ｂｐ、又は６０，０００ｂｐ）の一意的に特異的結合領域の全長を包含する。幾つかの例において、ゲノムの標的核酸配列から選択された一意的に特異的な結合領域の全体の大きさは、プラスミドベクターに簡便に含められ得る配列長を超える場合がある。そのような例において、選択された一意的に特異的結合領域は、グループに分けられ、各グループはベクター（例えば、プラスミド、コスミド、細菌人工染色体又は酵母人工染色体など）への挿入に適した全配列長を含む。
【００９１】
幾つかの例において、選択された一意的に特異的結合領域の最初の順序付けは、一意的に特異的結合領域がゲノムの標的核酸に生じる順序であり得る。例えば、ゲノムの標的核酸の最も５’に位置する選択された結合領域が、最初の順序付けの一番目に配され、その後に５’から３’の方向へ移動してゲノムの標的核酸中に次に生じる選択された結合領域が続く、など、ゲノムの標的核酸の最も３’に位置する選択された結合領域が、最初の順序付けの最後に配されるまで続く。加えて、結合領域の各々は、ゲノムの標的核酸に生じるように、最初の順序付けで同じ向きに配される。あるいは、結合領域の各々は、ゲノムの標的核酸に生じるように、最初の順序付けで逆向きに配される場合があるか、又は前向きと逆向きの混合が用いられ得る。
【００９２】
その他の例において、選択された一意的に特異的結合領域の最初の順序付けは、ゲノムの標的核酸に生じるように、１＋ｎの結合領域ごとにであって良く、ここでｎは１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０である。例えば、最初の順序付けは２番目に選択された結合領域ごとに、３番目に選択された結合領域ごとに、４番目に選択された結合領域ごとに、５番目に選択された結合領域ごとに、などであって良い。選択された一意的に特異的結合領域の最初の順序付けは、ゲノムの標的核酸に生じる順序に対して逆の順序をも含み得る。選択された一意的特異的結合領域の向きはゲノムの標的核酸に生じる向き、逆向きであって良く、又はランダムであり得る。他の例において、選択された一意的特異的結合領域の最初の順序付けは、それらがゲノムにおいて生じる方法から逆の順序であり得、又は無作為に選択された順序であり得る。
【００９３】
結合領域の最初の順序付けに続き、得られた配列は、任意の非一意的に特異的核酸配列のデノボ生成のために分析される。これは、一意的に特異的なセグメントの選択について記載されるように行われる（第ＩＶ節，Ａ部，上記）。幾つかの例において、結合領域の最初の順序と向きは任意の非特異的核酸配列を包含しない。そのような例において、最初の順序付けは、プローブを生成するため結合領域をリンクするために選択されたのと同じ順序と向きである（「事前に決められた」順序と向き）。
【００９４】
他の例において、結合領域の最初の順序と向きは、少なくとも一つの非一意的に特異的セグメントを作りだす。もし最初の順序付けが少なくとも一つの非一意的に特異的セグメントを作りだす場合、選択された結合領域の順序と向きは、一意的に特異的核酸配列からなる順序と向きを同定するように調整される。一例において、最初の順序付けで非一意的に特異的核酸配列の形成をもたらした結合領域は、順序付けられた結合領域の終端（例えば、順序付けられた結合領域の５’終端又は３’終端）へ移動される。
【００９５】
他の例において、非一意的に特異的核酸の形成を生じた結合領域は、同じ順序で残り得るが、逆の向きに配され得、又は両方とも順序付けられた結合領域の終端へ移動され、逆の向きに配され得る。その他の例において、非一意的に特異的核酸配列の形成を生じた結合領域は、プローブから除去され得る。更なる例において、全ての選択された結合領域は、最初の順序付けについて上記に記載されたもののように、例えば、異なる順序及び／又は向きを選択することにより、再び順序が付けられ得る。調整されたか又は再び順序が付けられたセグメントからなる配列は、次いで任意の非一意的に特異的核酸配列のデノボ生成のために分析される。これは、一意的に特異的なセグメントの選択について記載されるように行われる（第ＩＶ節、Ａ部、上記）。
【００９６】
幾つかの例において、結合領域の調整された順序と向きは任意の非一意的に特異的核酸配列を包含しない。そのような例において、調整された順序と向きは、プローブを生成するため結合領域を結合するために選択された順序と向きである（「事前に決められた」順序と向き）。他の例において、調整された順序付けは、少なくとも一つの非一意的に特異的セグメントを作り出す。もし調整された順序付けが少なくとも一つの非一意的に特異的セグメントを作りだす場合、選択された結合領域の順序と向きは、上述のように、一意的に特異的核酸配列からなる順序と向きを同定するように再調整される。このプロセスが、任意の非一意的に特異的核酸配列を含まない選択された結合領域の順序と向きを同定するために必要な回数だけ繰り返される。
【００９７】
一意的特異的結合領域の順序と向きがひとたび決定されると、結合領域は、事前に決められた順序と向きで結合（ライゲーション又はリンク）される。幾つかの例において、個々の結合領域の配列が作りだされ（例えば、ヌクレオチド合成、またはゲノム標的核酸由来の配列の増幅により）、選択された順序と向きで一緒に結合される。他の例において、核酸プローブがひと続きのオリゴヌクレオチド（個々のオリゴヌクレオチドとして合成は約２０ー５００ｂｐなど）として合成され、一緒に結合される。例えば、結合領域はお互いに酵素的に（例えば、リガーゼを使用して）結合されるか又はライゲーションされう得る。例えば、結合領域は平滑末端ライゲーションで又は制限部位で結合することができる。その他の例において、結合領域は相補的核酸オーバーハング（少なくとも３ｂｐのオーバーハングなど） で合成され、アニールされ、例えばリガーゼで互いに結合され得る。化学的ライゲーションと増幅もまた結合領域を結合するために使用することができる。幾つかの例において、結合領域はリンカーにより分割される。その他の例において、選択された結合領域を選択された順序と向きで包含する核酸プローブの全体が合成され、結合領域は合成中に直接的に結合される。特定の例において、複数の結合した（例えば、ライゲーション又はリンクされた）結合領域がプラスミドベクターへの挿入されて、標準的な分子生物学技術により核酸プローブの生産を可能とする。
【００９８】
Ｖ．標的核酸配列
標的核酸配列又は分子とは、ゲノムＤＮＡ標的配列を含有する。一意的に特異的核酸配列に相補的な少なくとも第一の結合領域及び第二の結合領域を含む核酸分子は作り出すことができ、それは本質的に任意のゲノムの標的配列に対応する。幾つかの例において、疾患や病気に関連した標的核酸が選択され、ハイブリダイゼーションによる検出を、疾患又は病気に関連する情報（サンプルが得られた患者の診断又は予後情報など）を推測するために用いることができる。特定の例において、ゲノムの標的核酸配列は、真核生物のゲノム、例えば、ヒトゲノムなどの哺乳動物ゲノムなど、標的ゲノムから選択される。
【００９９】
一意的に特異的ＤＮＡの少なくとも一部分を含有する、本質的に任意のゲノムの標的配列に対応する、開示された一意的に特異的核酸分子を作成することができる。例えば、ゲノムの標的配列は、哺乳動物（例えば、ヒト）ゲノムなどの真核生物のゲノムの一部であって良い。一意的に特異的核酸分子とそのような分子を含むプローブは、一以上の個々の遺伝子（遺伝子のコーディング部分、及び／又は非コーディング部分を含む）、一つ以上の染色体の領域（例えば、目的とする1以上の遺伝子が含まれていたり、既知の遺伝子を全く含まない領域）、又は一つ以上の染色体全体に対応することができる。
【０１００】
標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的配列）は、任意の数の塩基対にまたがる。一例において、哺乳動物から選択されたゲノムの標的核酸配列、又は実質的に散在する反復的な核酸配列を持つ他のゲノム（例えば、ヒトゲノム）など、標的核酸配列は少なくとも１０００００ｂｐに及ぶ。特定の例において、標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）は、少なくとも約１００，０００ｂｐ、例えば、少なくとも約１５０，０００、２５０，０００、５００，０００、６００，０００、７００，０００、８００，０００、９００，０００、１，０００，０００、１，５００，０００、２，０００，０００、３，０００，０００、４，０００，０００、又はそれ以上（染色体全体など）である。
【０１０１】
特定の非限定的な例として、新生物（例えば、癌）に関連したゲノムの標的核酸配列が選択される。多数の染色体異常（転座やその他の再配列、倍加（増幅）又は欠失を含む）が新生物細胞、特に癌細胞（例えば、Ｂ細胞及びＴ細胞白血病、リンパ腫、乳癌、結腸癌、神経癌等）で同定されている。従って、幾つかの例において、サンプルの細胞の少なくともサブセットにおいて、標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）の少なくとも一部が倍加されるか又は削除される。
【０１０２】
癌遺伝子が関与する転座は、いくつかのヒト悪性腫瘍について知られている。例えば、染色体１８ｑ１１．２のブレークポイント領域に位置するＳＹＴ遺伝子が関与する染色体再配列は、滑膜肉腫、軟部組織腫瘍に共通している。Ｔ（１８ｑ１１．２）転座は、例えば、異なる標識を持つプローブを使用して、同定することができる：第一のプローブは、ＳＹＴ遺伝子から遠位方向に伸びる標的核酸配列から生成される一意的に特異的核酸分子を含み、第二のプローブは３’又はＳＹＴ遺伝子の近位に伸びる標的核酸配列から生成される一意的に特異的核酸分子が含まれる。これらの標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）が、インサイツハイブリダイゼーションの方法で使用される場合、ＳＹＴ遺伝子領域でｔ（１８ｑ１１．２）を欠く正常細胞は、ＳＹＴの２つのインタクトなコピーを反映する、２つの融合（近接する２つの標識により作成された）シグナルを示す。ｔ（１８ｑ１１．２）を持つ異常な細胞は単一の融合シグナルを示す。
【０１０３】
腫瘍性形質転換に関与する遺伝子の倍加（遺伝子増幅としても知られる）の多数の例が観察され、ここで開示されたプローブを使用いるインサイツハイブリダイゼーションにより細胞遺伝学的に検出することができる。一例において、ゲノムの標的核酸配列は、一以上の悪性腫瘍（例えば、ヒト悪性腫瘍）において倍加された遺伝子（例えば、オンコジーン）を含むように選択される。例えば、ＨＥＲ２は、ｃ−ｅｒｂＢ２又はＨＥＲ２／ｎｅｕとしても知られ、細胞増殖の制御に役割を果たす遺伝子である（代表的なヒトＨＥＲ２ゲノム配列は、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受入番号ＮＣ＿００００１７、ヌクレオチド３５０９７９１９−３５１３８４４１に与えられる。）。その遺伝子はチロシンキナーゼファミリーのメンバーである１８５ｋＤの膜貫通細胞表面レセプターをコードする。ＨＥＲ２は、ヒトの乳癌、卵巣癌、胃癌、および他の癌で増幅される。従って、ＨＥＲ２遺伝子（あるいはＨＥＲ２遺伝子を含む１７番染色体の領域）を、ＨＥＲ２に対して一意的に特異的結合領域を含むプローブを生成するために、ゲノムの標的核酸配列として使用することができる。
【０１０４】
他の例において、腫瘍抑制遺伝子であって、悪性腫瘍細胞で欠失した（失われた）ゲノムの標的核酸配列が選択される。例えば、染色体９ｐ２１に位置するｐ１６領域（Ｄ９Ｓ１７４９、Ｄ９Ｓ１７４７、ｐ１６（ＩＮＫ４Ａ）、ｐ１４（ＡＲＦ）、Ｄ９Ｓ１７４８、ｐ１５（ＩＮＫ４Ｂ）、及びＤ９Ｓ１７５２を含む）が、特定の膀胱癌で欠失している。第１染色体短腕の遠位領域を含む染色体欠失（例えば、ＳＨＧＣ５７２４３、ＴＰ７３、ＥＧＦＬ３、ＡＢＬ２、ＡＮＧＰＴＬ１、及びＳＨＧＣ−１３２２を包含する）、及び１９番染色体の動原体周辺領域（例えば、１９ｐ１３−１９ｑ１３）（例えば、ＭＡＮ２Ｂ１、ＺＮＦ４４３、ＺＮＦ４４、ＣＲＸ、ＧＬＴＳＣＲ２、及びＧＬＴＳＣＲ１を包含する）は、中枢神経系の所定の型の固形腫瘍の特徴的な分子構造である。
【０１０５】
前述の例は例示の目的のためにのみ提供されており、限定を意図するものではない。腫瘍性形質転換及び／又は増殖と相関する他の多くの細胞遺伝学的異常は、当業者に知られている。腫瘍性形質転換に関連し、開示された方法において有用であり、かつ開示されたプローブが調製され得るゲノムの標的核酸配列は、ＥＧＦＲ遺伝子（７ｐ１２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００７、ヌクレオチド５５０５４２１９−５５２４２５２５）、ＭＥＴ遺伝子（７ｑ３１；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００７、ヌクレオチド１１６０９９６９５−１１６２２５６７６）、Ｃ−ＭＹＣ遺伝子（８ｑ２４．２１；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００８、ヌクレオチド１２８８１７４９８−１２８８２２８５６）、ＩＧＦ１Ｒ（１５ｑ２６．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１５、ヌクレオチド９７０１０２８４−９７３２５２８２）、Ｄ５Ｓ２７１（５ｐ１５．２）、ＫＲＡＳ（１２ｐ１２．１；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１２、補体、ヌクレオチド２５２４９４４７−２５２９５１２１）、ＴＹＭＳ（１８ｐ１１．３２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１８、ヌクレオチド６４７６５１−６６３４９２）、ＣＤＫ４（１２ｑ１４；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１２、ヌクレオチド５８１４２００３−５８１４６１６４、補体）、ＣＣＮＤ１（１１ｑ１３、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１１、ヌクレオチド６９４５５８７３−６９４６９２４２）、ＭＹＢ（６ｑ２２−ｑ２３、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００６、ヌクレオチド１３５５０２４５３−１３５５４０３１１）、リポタンパク質リパーゼ（ＬＰＬ）遺伝子（８ｐ２２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００８、ヌクレオチド１９８４０８６２−１９８６９０５０）、ＲＢ１（１３ｑ１４；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１３、ヌクレオチド４７７７５８８４−４７９５４０２７）、ｐ５３（１７ｐ１３．１；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１７、補体、ヌクレオチド７５１２４４５−７５３１６４２）、Ｎ−ＭＹＣ（２ｐ２４；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００２、補体、ヌクレオチド１５９９８１３４−１６００４５８０）、ＣＨＯＰ（１２ｑ１３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１２、補体、ヌクレオチド５６１９６６３８−５６２００５６７）、ＦＵＳ（１６ｐ１１．２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１６、ヌクレオチド３１０９８９５４−３１１１０６０１）、ＦＫＨＲ（１３ｐ１４；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１３、補体、ヌクレオチド４００２７８１７−４０１３８７３４）、並びに例えば：ＡＬＫ（２ｐ２３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００２、補体、ヌクレオチド２９２６９１４４−２９９９７９３６）、Ｉｇ重鎖、ＣＣＮＤ１（１１ｑ１３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１１、ヌクレオチド６９１６５０５４−６９１７８４２３）、ＢＣＬ２（１８ｑ２１．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１８、補体、ヌクレオチド５８９４１５５９−５９１３７５９３）、ＢＣＬ６（３ｑ２７；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００３、補体、ヌクレオチド１８８９２１８５９−１８８９４６１６９）、ＡＰ１（１ｐ３２−ｐ３１；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００１、補体、ヌクレオチド５９０１９０５１−５９０２２３７３）、ＴＯＰ２Ａ（１７ｑ２１−ｑ２２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１７、補体、ヌクレオチド３５７９８３２１−３５８２７６９５）、ＴＭＰＲＳＳ（２１ｑ２２．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００２１、補体、ヌクレオチド４１７５８３５１−４１８０１９４８）、ＥＲＧ（２１ｑ２２．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００２１、補体、ヌクレオチド３８６７５６７１−３８９５５４８８）；ＥＴＶ１（７ｐ２１．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００７、補体、ヌクレオチド１３８９７３７９−１３９９５２８９）、ＥＷＳ（２２ｑ１２．２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００２２、ヌクレオチド２７９９４０１７−２８０２６５１５）；ＦＬＩ１（１１ｑ２４．１−ｑ２４．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１１、ヌクレオチド１２８０６９１９９−１２８１８７５２１）、ＰＡＸ３（２ｑ３５−ｑ３７；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００２、補体、ヌクレオチド２２２７７２８５１−２２２８７１９４４）、ＰＡＸ７（１ｐ３６．２−ｐ３６．１２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００１、ヌクレオチド１８８３００８７−１８９３５２１９）、ＰＴＥＮ（１０ｑ２３．３；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１０、ヌクレオチド８９６１３１７５−８９７１８５１２）、ＡＫＴ２（１９ｑ１３．１−ｑ１３．２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿００００１９、補体、ヌクレオチド４５４２８０６４−４５４８３１０５）、ＭＹＣＬ１（１ｐ３４．２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００１、補体、ヌクレオチド４０１３３６８５−４０１４０２７４）、ＲＥＬ（２ｐ１３−ｐ１２；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００２、ヌクレオチド６０９６２２５６−６１００３６８２）及びＣＳＦ１Ｒ（５ｑ３３−ｑ３５；例えば、ＧＥＮＢＡＮＫＴＭ受託番号ＮＣ＿０００００５、補体、ヌクレオチド１４９４１３０５１−１４９４７３１２８）を包含する。開示されたプローブ又は方法は、上記の遺伝子の何れかの少なくとも一部（またはそれ以上、規定通りに）を含む、ヒト染色体のそれぞれの領域を含めることができる。
【０１０６】
所定の実施態様において、ゲノムの標的核酸分子に対して特異的なプローブが（同じ又は異なるが類似のサンプル中で）染色体特異的（セントロメアなど）プローブなど染色体番号の指標を提供する第二のプローブと組み合わせて、アッセイされる。例えば、ＨＥＲ２遺伝子の少なくとも一意的に特異的核酸配列を含有する第１７染色体の領域に対して特異的なプローブ（ＨＥＲ２プローブ）は、第１７染色体のセントロメア（１７ｐ１１．１−ｑ１１．１）に位置するアルファサテライトＤＮＡにハイブリダイズするＣＥＰ１７プローブと組み合わせて使用することができる。ＣＥＰ１７プローブを包含することで、ＨＥＲ２遺伝子の相対的コピー数が決定されることが可能となる。例えば、正常なサンプルはＨＥＲ２／ＣＥＰ１７の比が２未満であろうが、ＨＥＲ２遺伝子が倍加したサンプルはＨＥＲ２／ＣＥＰ１７の比が２．０以上であろう。同様に、任意の他の選択されたゲノムの標的配列の位置に対応するＣＥＰセントロメアプローブはまた、同一（又は別の）染色体上の一意的な標的に対するプローブと組み合わせて使用することができる。
【０１０７】
ＶＩ．検出可能な標識および標識化の方法
開示された方法によって生成された核酸プローブは、一以上の標識を含めることができ、例えば、開示されたプローブを使用して、ターゲット核酸分子の検出を可能とする。インサイツハイブリダイゼーション方法など様々な適用において、核酸プローブは標識（例えば、検出可能な標識）を含む。「検出可能な標識」は、サンプル中のプローブ（特に結合又はハイブリダイズしたプローブ）の存在又は濃度を示す、検出可能なシグナルを生成するために使用することができる分子または物質である。従って、標識された核酸分子は、試料中の標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）（これに標識された一意的に特異的核酸分子が結合又はハイブリダイズされる）の存在または濃度の指標を提供する。本開示は、実施例は提供されるが、特定の標識の使用に限定されるものではない。
【０１０８】
１つ以上の核酸分子（例えば、開示された方法によって生成されたプローブなど）に関連付けられた標識は、直接的又は間接的に検出することができる。標識は、光子（無線周波数、マイクロ波周波数、赤外線周波数、可視周波数と紫外線周波数の光子を含む）の吸収、放出及び／又は散乱を含む、任意の公知又は未発見のメカニズムによって検出することができる。検出可能な標識は着色、蛍光、燐光及び発光分子や物質を含む。一つの物質を別の物質に変換し、（例えば、無色の物質を着色物質に変換したり、又はその逆であったり、又は沈殿物を生成するか、サンプルの濁度を増加させるなどにより）検出可能な差を与える触媒（酵素など）、抗体の結合相互作用により検出することができるハプテン、及び常磁性分子及び磁性分子または物質を包含する。
【０１０９】
検出可能な標識の特定の例においては、蛍光分子（又は蛍光色素）が含まれる。多数の蛍光色素が、当業者に知られており、選択することができる。例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（以前はＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）から選択することができ、例えば、Ｔｈｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ−Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｐｒｏｂｅｓ ａｎｄ Ｌａｂｅｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を参照のこと。
【０１１０】
核酸分子に結合させる（例えば、化学的にコンジュゲートさせる）ことができる特定の蛍光色素は、Ｎａｚａｒｅｎｋｏらの米国特許第５８６６３６６号に与えられ、以下を包含する；４-アセトアミド-４'-イソチオシアン酸スチルベン-２,２'-ジスルホン酸、アクリジン及びアクリジンイソチオシアネートなどのアクリジン及び誘導体、５-((２-アミノエチル）アミノナフタレン-１-スルホン酸（ＥＤＡＮＳ）、４-アミノ-Ｎ-[３-(ビニルスルホニル)フェニル］ナフタルイミド-３,５ジスルホン酸（ルシファーイエローＶＳ）、Ｎ-(４-アニリノ-ｌ-ナフチル）マレイミド；アントラニルアミド；ブリリアントイエロー、例えば、クマリン、７-アミノ-４-メチルクマリン（ＡＭＣ、クマリン１２０）などのクマリン及び誘導体、７-アミノ-４-トリフルオロメチルクルアリン（７-ａｍｉｎｏ-４-ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｃｏｕｌｕａｒｉｎ）（クマリン１５１）；シアノシン；４',６-ジアミジノ-２-フェニリンドール（ＤＡＰＩ）；５',５"-ジブロモピロガロール-スルホンフタレイン（ブロモピロガロールレッド）；７-ジエチルアミノ-３-(４'-イソチオシアナトフェニル）-４-メチルクマリン；ジエチレントリアミンペンタアセテート；４,４'-ジイソチオシアナトジヒドロスチルベン-２,２'ジスルホン酸；４,４'-ジイソチオシアナトスチルベン-２,２'ジスルホン酸；５-［ジメチルアミノ］ナフタレン-ｌ-スルホニルクロライド（ＤＮＳ、塩化ダンシル）；４-（４'-ジメチルアミノフェニルアゾ）安息香酸（ＤＡＢＣＹＬ）；４-ジメチルアミノフェニルアゾフェニル-４'-イソチオシアネート（ＤＡＢＩＴＣ）；エオシンおよびエオシンイソチオシアネートなどのエオシンおよび誘導体；エリトロシンＢおよびエリトロシンイソチオシアネートなどのエリトロシンおよび誘導体；エチジウム；５−カルボキシフルオレセイン（ＦＡＭ）、５-（４,６-ジクロロトリアジン-２-イル）アミノフルオレセイン（ＤＴＡＦ）、２'７'-ジメトキシ-４'５'-ジクロロ-６-カルボキシフルオレセイン（ＪＯＥ）、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、およびＱＦＩＴＣ（ＸＲＩＴＣ）などのフルオレセインおよび誘導体；２′,７′-ジフルオロフルオレセイン（ＯＲＥＧＯＮ ＧＲＥＥＮ（登録商標））；フルオレスカミン；ＩＲ１４４；ＩＲ１４４６；マラカイトグリーンイソチオシアナート；４‐メチルウンベリフェロン；オルト‐クレゾールフタレイン；ニトロチロシン；パラローザニリン；フェノールレッド；Ｂ−フィコエリスリン；ｏ−フタルジアルデヒド；ピレン酪酸、１−ピレン酪酸スクシンイミジルなどのピレンおよび誘導体；リアクティブレッド４（シバクロン（商標）ブリリアントレッド３Ｂ−Ａ）；６−カルボキシ−Ｘ−ローダミン（ＲＯＸ）、６-カルボキシローダミン（Ｒ６Ｇ）などのローダミン及び誘導体；リサミンローダミンＢスルホニルクロリド、ローダミン（Ｒｈｏｄ）、ローダミンＢ、ローダミン１２３、ローダミンＸイソチオシアネート、ローダミングリーン、スルホローダミンＢ、スルホローダミン１０１、スルホローダミン１０１の塩化スルホニル誘導体（テクサスレッド）、Ｎ,Ｎ,Ｎ',Ｎ'-テトラメチル-６-カルボキシローダミン（ＴＡＭＲＡ）;テトラメチルローダミン;テトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）；リボフラビン；ロゾール酸およびテルビウムキレート誘導体。
【０１１１】
他の適切なフルオロフォアは、約６１７ｎｍで放射するチオール反応性ユウロピウムキレート (Heyduk and Heyduk, Analyt. Biochem.248:216-27, 1997; J. Biol. Chem. 274:3315-22, 1999)、並びにＧＦＰ、ＬｉｓｓａｍｉｎｅＴＭ、ジエチルアミノクマリン、フルオレセインクロロトリアジニル、ナフトフルオレセイン、４，７−ジクロロローダミン及びキサンテン（Ｌｅｅらによる米国特許第５８００９９６号に記載された）及びそれらの誘導体を包含する。当業者に既知である他のフルオロフォア、例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ （Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ））から入手可能なものもまた使用でき、色素のＡＬＥＸＡ ＦＬＵＯＲ（登録商標）系（例えば、米国特許第５６９６１５７号、同６１３０１０１号、及び同６７１６９７９号に記載される）、色素のＢＯＤＩＰＹ系（ジピロメテンボロンジフルオリド色素（dipyrrometheneboron difluoride dyes）、例えば、米国特許第４７７４３３９号、同５１８７２８８号、同５２４８７８２号、同５２７４１１３号、同５３３８８５４号、同５４５１６６３号、及び同５４３３８９６号に記載される）、カスケードブルー（米国特許第５１３２４３２号に記載されるスルホン化ピレンのアミン反応性誘導体）、及びマリーナブルー（米国特許第５８３０９１２号）を包含する。
【０１１２】
上記の蛍光色素に加えて、蛍光標識は、半導体ナノ結晶などの蛍光ナノ粒子が可能であり、例えば、ＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴＴＭ（例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ Ｃｏｒｐ，Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から入手される；米国特許第６８１５，０６４号；同６６８２５９６号；及び同６６４９１３８号も参照）。半導体ナノ結晶は、大きさに依存する光学的および/または電気的特性を有する微細な粒子である。半導体ナノ結晶は、一次エネルギー源で照射されている場合、エネルギーの二次電子放出は、半導体ナノ結晶で使用される半導体材料のバンドギャップに対応する周波数で発生する。この放出は、特定の波長または蛍光色の光として検出することができる。異なるスペクトル特性を持つ半導体ナノ結晶は、例えば、米国特許第６６０２６７１号に記載されている。半導体ナノ結晶は、様々な生体分子（ｄＮＴＰ及び／又は核酸を含む）、及び基質に対して、例えば、Bruchez et al., Science 281:2013-2016, 1998; Chan et al., Science 281:2016-2018, 1998; 及び米国特許第６２７４３２３号に記載された技術によって結合することができる。
【０１１３】
様々な組成物の半導体ナノ結晶の形成は、例えば、米国特許第６９２７０６９号；同６９１４２５６号；同６８５５２０２号；同６７０９９２９号；同６６８９３３８号；同６５００６２２号；同６３０６７３６号；同６２２５１９８号；同６２０７３９２号；同６１１４０３８号；同６０４８６１６号；同５９９０４７９号；同５６９０８０７号；同５５７１０１８号；同５５０５９２８号；同５２６２３５７号及び米国特許出願公開第２００３／０１６５９５１号並びにＰＣＴ出願公開番号第９９／２６２９９号（１９９９年５月２７日公開）に開示されている。半導体ナノ結晶の別個の集団を、その異なるスペクトル特性に基づいて識別可能であるように生成することができる。例えば、半導体ナノ結晶は、その組成、サイズまたはサイズおよび組成に基づいて異なる色の光を発するように生成することができる。例えば、サイズに基づいて異なる波長（５６５ｎｍ、６５５ｎｍ、７０５ｎｍ、又は８００ｎｍの発光波長）で発光する量子ドットは、本明細書に開示されたプローブにおいて蛍光標識として適しており、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｃａｒｌｓｂａｄ, ＣＡ）から入手される。
【０１１４】
更なる標識は、例えば、放射性同位元素（３Ｈなど）、Ｇｄ３＋などの放射性金属イオン又は常磁性金属イオンのＤＯＴＡ及びＤＰＴＡキレートなどの金属キレート、及びリポソームを包含する。
【０１１５】
核酸分子（例えば、開示された方法によって生成されたプローブなど）で使用することができる検出可能な標識はまた、酵素、例えば西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、酸性ホスファターゼ、グルコースオキシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、β-グルクロニダーゼ、又はβ-ラクタマーゼを包含する。検出可能な標識が酵素を含む場合、色素原、蛍光発生化合物、又は発光性化合物が、酵素と組み合わせて使用することができ、検出可能なシグナルを生成する（多くのそうした化合物が、例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡから市販されている）。発色化合物の特定の例としては、ジアミノベンジジン（ＤＡＢ）、４−ニトロフェニルリン酸（ｐＮＰＰ）、ファーストレッド（ｆａｓｔ ｒｅｄ）、ファーストブルー（ｆａｓｔ ｂｌｕｅ）、ブロモクロロインドリルリン酸（ＢＣＩＰ）、ニトロブルーテトラゾリウム（ＮＢＴ）、ＢＣＩＰ／ＮＢＴ、ＡＰオレンジ、ＡＰブルー、テトラメチルベンジジン（ＴＭＢ）、２,２'-アジノ-ジ（３−エチルベンゾチアゾリンスルホン酸（ＡＢＴＳ）、ｏ−ジアニシジン、４ークロロナフトール（４−ＣＮ）、ニトロフェニル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド（ＯＮＰＧ）、ｏ−フェニレンジアミン（ＯＰＤ）、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドイル−βーガラクトピラノシド（Ｘ−Ｇａｌ）、メチルウンベリフェリル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド（ＭＵ−Ｇａｌ）、ｐ−ニトロフェニル−α−Ｄ−ガラクトピラノシド（ＰＮＰ）、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドイル−βーＤ−グルクロニド（Ｘ−Ｇｌｕｃ）、３−アミノ−９−エチルカルバゾール（ＡＥＣ）、フクシン、ヨードニトロテトラゾリウム（ＩＮＴ）、テトラゾリウムブルー、及びテトラゾリウムバイオレッドを包含する。
【０１１６】
あるいは、酵素は、金属組織学的検出方式で使用することができる。例えば、銀インサイツハイブリダイゼーション（ＳＩＳＨ）の方法はハイブリダイズしたゲノムの標的核酸配列の同定及び局在についての金属組織学的検出方式を含む。金属組織学的検出方法は、水溶性金属イオン及び酵素の酸化還元に不活性な基質と組み合わせて、アルカリフォスファターゼ等の酵素を使用することを包含する。基質は酵素により酸化還元活性剤に変換され、その酸化還元活性剤は金属イオンを還元し、それを検出可能な沈殿物を形成させる。（例えば、米国特許出願公開第２００５／０１００９７６号、ＰＣＴ出願公開番号２００５／００３７７７及び米国特許出願公開第００４／０２６５９２２号を参照）。金属組織学的検出方法には、オキシドレダクターゼ酵素（例えば西洋ワサビペルオキシダーゼなど）を、水溶性金属イオン、酸化剤及び還元剤と一緒に使用することを含み、再び検出された沈殿物を形成する。（例えば、米国特許第６６７０１１３号を参照）。
【０１１７】
非限定的な例では、核酸プローブ（例えば開示された方法によって生成されたプローブなど）は、ハプテン分子（例えば、ニトロ芳香族化合物（例えば、ジニトロフェニル（ＤＮＰ））、ビオチン、フルオレセイン、ジゴキシゲニンなど）に共有結合したｄＮＴＰで標識される。（例えば、標識プローブへの組み込みを容易にするために）ハプテン及び他の標識をｄＮＴＰにコンジュゲートするための方法は、当技術分野で周知である。方法の例については、例えば、米国特許第５２５８５０７号、同４７７２６９１号、同５３２８８２４号、及び同４７１１９５５号を参照のこと。実際に、数多くの標識されたｄＮＴＰが、例えば、Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から市販されている。標識は、直接的または間接的にｄＮＴＰの上の任意の位置、例えば、リン酸（例えば、α、β又はγリン酸）や糖など、へ結合させることができる。標識された核酸分子の検出は、ゲノムの標的配列に結合したハプテンで標識した核酸分子を一次抗ハプテン抗体と接触させることによって達成することができる。一例において、一次抗ハプテン抗体（例えば、マウス抗ハプテン抗体）は，酵素で直接的に標識される。その他の例において、酵素にコンジュゲートした二次抗抗体（例えば、ヤギ抗マウスＩｇＧ抗体）がシグナル増幅のために使用される。ＣＩＳＨにおいて、発色基質が添加され、ＳＩＳＨのために、参照した特許／出願で概説されるように、銀イオン及び他の試薬が添加される。
【０１１８】
幾つかの例において、プローブは、酵素（重合）反応を利用して、１つ以上の標識されたｄＮＴＰを組み込むことにより標識される。例えば、核酸プローブ（例えば、プラスミドベクターに組み込まれた、少なくとも２つの一意的に特異的結合領域など）は、ニックトランスレーションによって（例えば、ビオチン、２,４−ジニトロフェノール、ジゴキシゲニンなどを使用する）、又はターミナルトランスフェラーゼ（例えば、３’末端テーリング）によるランダムプライマー伸長によって標識することができる。幾つかの例において、核酸プローブは、修正されたニックトランスレーション反応によって標識され、ここではＤＮＡポリメラーゼＩのデオキシリボヌクレアーゼＩ（ＤＮａｓｅＩ）に対する比率は、出発原料の１００％を超えるを生成するように修正されている。特定の例において、ニックトランスレーション反応は、ＤＮＡポリメラーゼＩをＤＮａｓｅＩに対して、少なくとも約８００：１の比率で、例えば、少なくとも２０００：１、少なくとも４０００：１、少なくとも８０００：１、少なくとも１０，０００：１、少なくとも１２，０００：１、少なくとも１６，０００：１など、例えば約８００：１から２４，０００：１の比率で含む。例えば、２００９年１２月３１日に出願され、「核酸の標識及び増幅のための方法及び組成物」と題する米国仮特許出願第６１／２９１７４１号が参照により本明細書に援用される。
【０１１９】
核酸プローブに複数のプラスミド（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上のプラスミド）が含まれている場合、プラスミドは、標識反応（例えば、ニックトランスレーションまたは修正されたニックトランスレーションなど）を実行する前に、等しいモル比で混合され得、すべての結合領域が、標識に続いて均等に豊富であることを確実にする。
【０１２０】
他の例では、化学的標識の方法を用いることもできる。核酸の酵素標識用に、多数の試薬（ハプテン、蛍光体、および他の標識ヌクレオチドを含む）や他のキットが、本明細書で開示された方法で生産された核酸プローブを含み、市販されている。当業者には明らかであるように、プローブの標識化との関連で、例えば、インサイツハイブリダイゼーション反応での使用において、上記に開示した標識の何れかと検出方法が適用される。本明細書に開示される核酸を標識すために、例えば、アマシャムのＭＵＬＴＩＰＲＩＭＥ（登録商標）ＤＮＡ標識システム、様々な特異的試薬及びキットが、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ／Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能であり、又は他の類似の試薬やキットを使用することができる。特定の例において、開示されたプローブは、直接または間接的にハプテン、リガンド、蛍光部分（例えば、フルオロフォア又は半導体ナノ結晶）、発色部分、又は放射性同位元素で標識することができる。例えば、間接標識のために、標識はリンカー（例えば、ＰＥＧ又はビオチン）を介して核酸分子に結合させることができる。
【０１２１】
プローブ核酸分子を標識するために使用できる更なる方法は、米国特許出願公開第２００５／０１５８７７０号に与えられている。
【０１２２】
ＶＩＩ．プローブを使用する方法
開示された方法を用いて作成されたプローブは、核酸の検出のため、例えばＩＳＨの方法（例えば、蛍光インサイツハイブリダイゼーション（ＦＩＳＨ）、発色インサイツハイブリダイゼーション（ＣＩＳＨ）、及び銀インサイツハイブリダイゼーション（ＳＩＳＨ））、又は比較ゲノムハイブリダイゼーション（ＣＧＨ）に使用することができる。典型的な使用法については後述する。
【０１２３】
Ａ．インサイツハイブリダイゼーション
インサイツハイブリダイゼーション（ＩＳＨ）とは、標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）を含むサンプルを、中期または間期の染色体調製物（例えば、スライド上にマウントされた細胞または組織サンプルなど）の関連で、標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）に対して特異的にハイブリダイズできるか又は特異的である標識プローブに、接触させることを包含する。スライドは、例えば、パラフィン又は均一なハイブリダイゼーションを妨げる可能性がある他の材料を除去するために、必要に応じて前処理される。染色体サンプルおよびプローブの両方は、二本鎖核酸を変性させるため、例えば加熱により処理される。（適当なハイブリダイゼーション緩衝液中に調製された）プローブとサンプルは、ハイブリダイゼーションが起こることを可能にするため（典型的には平衡に達するまで）の条件下で十分な時間において混ぜ合わされる。染色体の調製物は、過剰なプローブを除去するために洗浄され、染色体標的の特異的標識の検出は、標準的な技術を使用して行われる。
【０１２４】
例えば、ビオチン化プローブはフルオレセイン標識アビジン又はアビジン−アルカリホスファターゼを用いて検出することができる。蛍光色素の検出のために、蛍光色素は直接検出することができ、又はサンプルは、例えばフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）結合アビジンで、培養することができる。必要ならば、ＦＩＴＣシグナルの増幅が、ビオチン結合ヤギ抗アビジン抗体とのインキュベーション、洗浄及びＦＩＴＣ結合アビジンとの２回目のインキュベーションによって、もたらされる場合がある。酵素活性による検出のために、サンプルは例えば、ストレプトアビジンと培養され、洗浄し、ビオチン結合アルカリホスファターゼとともにインキュベートし、再び洗浄し、（例えば、アルカリホスファターゼ（ＡＰ）バッファー中で）事前平衡化され得る。酵素反応は、例えば、ＮＢＴ／ＢＣＩＰを含有するＡＰバッファー中で行うことができ、２倍ＳＳＣでのインキュベーションによって停止することができる。インサイツハイブリダイゼーションの方法の一般的な記述については、例えば米国特許第４８８８２７８号を参照。
【０１２５】
ＦＩＳＨ、ＣＩＳＨ、及びＳＩＳＨのための多数の方法が当技術分野で知られている。例えば、ＦＩＳＨを実施するための方法は、米国特許第５，４４７，８４１号、同５，４７２，８４２号、及び同５，４２７，９３２号、及び例えば、Pinkel et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 83:2934-2938, 1986; Pinkel et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 85:9138-9142, 1988; 及びLichter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 85:9664-9668, 1988に記載される。ＣＩＳＨは、例えば、Tanner et al., Am. J. Pathol. 157:1467-1472, 2000及び米国特許第６９４２９７０号に記載される。更なる検出方法が、米国特許第６２８０９２９号に与えられている。
【０１２６】
多数の試薬および検出方式が、感度、解像度、または他の望ましい特性を向上させるためにＦＩＳＨ、ＣＩＳＨ、及びＳＩＳＨの方法と併せて用いることができる。上述したように、ＦＩＳＨを行う際に蛍光物質（蛍光色素とＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴＳ（登録商標）を含む）で標識したプローブは、直接光学的に検出することができる。あるいは、プローブは、ハプテンなどの非蛍光分子（例えば、以下の非限定的な例など：ビオチン、ジゴキシゲニン、ＤＮＰ、およびそれらの様々なオキサゾール、ピラゾール、チアゾール、ニトロアリル、ベンゾフラザン、トリテルペン、尿素、チオ尿素、ロテノン、クマリン、クマリン系化合物、ポドフィロトキシン、ポドフィロトキシン系化合物、およびそれらの組み合わせ）、リガンド又は他の間接的に検出可能な部分で標識することができる。このような非蛍光分子で標識したプローブ（及びそれらが結合する標的核酸配列）は、サンプル（例えば、プローブが結合した細胞又は組織サンプル）を標識検出試薬、例えば、選択されたハプテン又はリガンドに特異的な抗体（又は受容体、又は他の特異的結合パートナー）と接触させることによって検出することができる。検出試薬は、蛍光色素（例えば、ＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴ（登録商標））又は他の間接的に検出可能部分で標識することができ、又は一つ又は複数の更なる特異的結合剤（例えば、二次的又は特異的抗体）と接触することができ、それらは順にフルオロフォアで標識することができる。任意で、検出可能な標識は、抗体、受容体（または他の特異的結合剤）に直接結合される。あるいは、検出可能な標識がリンカー、例えば、ヒドラジドチオールリンカー、ポリエチレングリコールリンカーなど、又は匹敵する反応性を持った他の柔軟な連結部分を介して結合剤に結合される。例えば、抗体、レセプター（又は他の抗リガンド）、アビジン等の特異的結合剤は、ヘテロ二官能性ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）リンカーなどのヘテロ二官能性アルキレングリコールリンカーを介して、フルオロフォア（又は他の標識）で共有結合性に修飾することができる。ヘテロ二官能性リンカーは、例えば、カルボニル反応性基、アミン反応性基、チオール反応性基及び光反応性基から選択された２つの異なる反応性の基を結合し、その第一番目は標識に結合し、その第２番目は特異的結合剤に結合する。
【０１２７】
他の例において、プローブ、又は特異的結合剤（抗体、例えば、一次抗体、レセプター又は他の結合剤など）は、蛍光性又は発色性の組成物を、蛍光性、着色された、或いはそうでなければ検出可能なシグナル（例えば、ＳＩＳＨにおける検出可能な金属粒子の蒸着など）へと変換することが可能な酵素で標識される。上に示したように、酵素は、関連するプローブ又は検出試薬へリンカーを介して直接または間接的に結合することができる。適切な試薬の例（例えば、結合試薬）及び化学物質（例えば、リンカー及び結合化学物質）は、米国特許出願公開第２００６／０２４６５２４号；同２００６／０２４６５２３号及び同２００７／０１１７１５３号に記載されている。
【０１２８】
更なる例において、シグナル増幅法が、例えばプローブの感度を向上させるために利用される。特定の例において、シグナル増幅は、約５０００ｂｐ又はそれ未満（約５０００、４５００、４０００、３５００、３０００、２５００、２０００、１５００、１０００、９００．８００、７００、６００、５００、４００、３００、２００，又は１００ｂｐなど）のプローブとともに利用される。当業者であれば、シグナル増幅が適切であるプローブを選択することができる。例えば、触媒レポーター蒸着（ＣＡＲＤ）（チラミドシグナル増幅（ＴＳＡＴＭ）としても知られる）が利用され得る。この方法の一変法において、ビオチン化核酸プローブが標的へ結合することにより標的の存在を検出する。次に、ストレプトアビジン−ペルオキシダーゼコンジュゲートが追加される。ストレプトアビジンは、ビオチンに結合する。ビオチン化チラミドの基質（チラミンは４−（２−アミノエチル）フェノールである）が使用され、それはペルオキシダーゼ酵素と相互作用すると、恐らくフリーラジカルになる。フェノール性ラジカルは次いで迅速に周辺の物質と反応し、従って、近傍にビオチンを沈着させるか又は固定する。このプロセスはさらに基質（ビオチン化チラミド）を与え、さらに局所性ビオチンを増大させることにより繰り返される。最後に、「増幅された」ビオチン沈着物が蛍光性分子へ結合したストレプトアビジンで検出される。あるいは、増幅されたビオチン沈着物は、アビジン−ペルオキシダーゼ複合体で検出することができ、その後３,３'−ジアミノベンジジンが与えられ茶色を生成する。蛍光性分子に結合したチラミドはまた、酵素の基質として機能することが見出され、従って、工程を除外することで本方法は簡略化される。
【０１２９】
他の例では、シグナル増幅法は、分岐ＤＮＡシグナル増幅を利用する。幾つかの例において、標的特異的オリゴヌクレオチド（標識増量剤（label extenders）及び捕獲増量剤（capture extenders））が高ストリンジェンシーで標的核酸にハイブリダイズされる。捕獲増量剤は標的にハイブリダイズするように設計され、マイクロウエルプレートに結合したプローブを捕獲する。標識増量剤は標的上の連続した領域へハイブリダイズするように設計され、前置増幅器オリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションのための配列を与える。次いでシグナル増幅が標識増量剤へハイブリダイズする前置増幅器プローブにより開始する。前置増幅器は、２つの近接した標識増量剤へハイブリダイズする場合に限り安定なハイブリッドを形成する。前置増幅器上の他の領域は、分岐構造を作る複数のｂＤＮＡ増幅器分子へハイブリダイズするように設計されている。最後に、アルカリホスファターゼ（ＡＰ）標識オリゴヌクレオチド（ｂＤＮＡ増幅器配列に相補的である）は、ハイブリダイゼーションによってｂＤＮＡ分子に結合する。ｂＤＮＡシグナルはＡＰの反応の化学発光産物であり、例えばTsongalis, Microbiol. Inf. Dis. 126:448-453, 2006；米国特許第７０３３７５８号を参照。
【０１３０】
更なる例において、シグナル増幅法は重合化抗体を利用する。幾つかの例において、標識されたプローブは、標識（例えば、抗ＤＩＧ又は抗ＤＮＰ抗体など）に対する一次抗体を用いて検出される。一次抗体は、重合した二次抗体（例えば、重合ＨＲＰ標識二次抗体又はＡＰ標識二次抗体など）によって検出される。ＡＰまたはＨＲＰの酵素反応は、可視化することができる強力なシグナルの形成をもたらす。
【０１３１】
標識したプローブ特異的結合剤のペアを適切に選択することにより、多重検出方式を作り出すことができ、１回のアッセイによって（例えば、単一の細胞又は組織サンプルに関して、又は複数の細胞又は組織サンプルに関して）、複数の標的核酸配列（例えば、ゲノムの標的核酸配列）の検出を容易にすることが可能であることが当業者によって理解されるであろう。例えば、第一の標的配列に対応する第一のプローブは、ビオチンなどの第一のハプテンで標識することができ、第二の標的配列に対応する第二のプローブは、DNPなどの第二のハプテンで標識することができる。サンプルをプローブへ曝露後、結合したプローブはサンプルを第一の特異的結合剤（この場合は、第一のフルオロフォア、例えば、５８５ｎｍで発光する第一のスペクトル的に異なるＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴ（登録商標））、及び第二の特異的結合剤（この場合、第二のフルオロフォア（例えば、７０５ｎｍで発光する第二のスペクトル的に異なるＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴ（登録商標））で標識された、抗ＤＮＰ抗体又は抗体断片）と接触させることによって検出することができる。更なるプローブ／結合剤のペアが、スペクトル的に異なるフルオロフォアを使用する多重検出方式に加えられる。直接的及び間接的な数多くの変法（一工程、二工程又はそれ以上）が想定されることが可能であり、その全てが本開示によるプローブ及びアッセイに関連して適している。
【０１３２】
例えばＣＩＳＨやＳＩＳＨの方法に利用されるような所定の検出法に関する更なる詳細は、Bourne, The Handbook of Immunoperoxidase Staining Methods, published by Dako Corporation, Santa Barbara, CAに見いだすことができる。
【０１３３】
Ｂ．マイクロアレイの適用
比較ゲノムハイブリダイゼーション（ＣＧＨ）は、細胞のＤＮＡ含量のコピー数の変化（利得/損失）の分析のための分子遺伝学的手法である。ヒトの疾患へのゲノムの構造多型の寄与は、稀なゲノム疾患（例えば、トリソミー２１、プラダーウィリー症候群）、及び遺伝性疾患、自閉症、統合失調症、癌、自己免疫疾患などのヒト疾患の広い範囲において見いだされる。一例において、本方法は、異なる蛍光標識がなされたサンプルＤＮＡ（例えば、フルオレセイン−ＦＩＴＣで標識した）と正常なＤＮＡ（例えば、ローダミン又はテキサスレッドで標識した）の、正常なヒトの分裂中期調製物へのハイブリダイゼーションにもとずいている。落射蛍光顕微鏡及び定量的な画像解析など、当技術分野で公知の方法を使用して、サンプルｖｓコントロールＤＮＡの蛍光比の領域差を検出し、サンプル細胞のゲノムの異常領域を同定するために使用することができる。ＣＧＨは不均衡な染色体の変化（例えば、ＤＮＡコピー数の増減など）を検出する。例えば、Kallioniemi et al., Science 258:818-821,1992;米国特許第５６６５５４９号及び同５７２１０９８号を参照。
【０１３４】
ゲノムDNAのコピー数は、アレイＣＧＨ（ａＣＧＨ）によって決定され得る。例えば、Pinkel and Albertson, Nat. Genet. 37:S11-S17, 2005; Pinkel et al., Nat. Genet. 20:207-211, 1998; Pollack et al., Nat. Genet. 23:41-46, 1999を参照。標準的なＣＧＨと同様に、サンプルおよび参照ＤＮＡは差動的に標識され混合される。しかし、ａＣＧＨにおいては、ＤＮＡ混合物は数百又は数千もの確定したＤＮＡプローブ（例えば、目的のゲノム標的核酸へ特異的にハイブリダイズするプローブなど）を含有するスライドへハイブリダイズされる。アレイ中の各プローブにおける蛍光強度比がサンプル中のＤＮＡ利得又は損失の領域を評価するために使用され、変化した蛍光強度を示す特定のプローブにもとずいて、ＣＧＨよりも細かな詳細をマッピングすることができる。
【０１３５】
一般に、ＣＧＨ（及びａＣＧＨ）は、特定のゲノムＤＮＡ又は染色体領域の正確なコピー数についての情報は提供しない。実際、ＣＧＨは一サンプル（腫瘍サンプルなど）の、他（非腫瘍細胞又は組織サンプルなどの参照サンプルなど）に比較した相対コピー数に関する情報を与える。従って、ＣＧＨは、標的核酸のゲノムＤＮＡのコピー数が、参照サンプル（例えば、非腫瘍細胞または組織サンプルなど）に比べて増加または減少しているかどうかを確認し、それによって参照サンプルに比べた標的核酸サンプルのコピー数の変動を決定するにおいて有用である。
【０１３６】
特定の例において、本明細書において開示された方法を用いて生成されたプローブ（例えば、一以上の個別の遺伝子（遺伝子のコーディングおよび／または非コーディング部分を含む）、染色体の一以上の領域（目的の一以上の遺伝子又は未知の遺伝子を含む領域など）あるいは、実に一以上の染色体全体に由来する一意的に特異的結合領域を含むプローブ）が、ａＣＧＨに利用され得る。例えば、本明細書に記載された方法を利用して調製された非標識プローブが、固体表面。（例えば、ニトロセルロース、ナイロン、ガラス、酢酸セルロース、プラスチック（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン）、紙、セラミックス、金属、等）上に固定化され得る。固体表面上に核酸を固定化する方法は当技術分野で周知である（例えば、Bischoff et al., Anal. Biochem. 164:336-344, 1987; Kremsky et al., Nuc. Acids Res. 15:2891-2910, 1987を参照）。上記議論のように、異なる蛍光標識サンプルのＤＮＡ（例えば、フルオレセイン−ＦＩＴＣで標識）及び参照ＤＮＡ（例えば、ローダミン又はテキサスレッドで標識）がプローブアレイにハイブリダイズされ、サンプル対参照ＤＮＡの蛍光比の領域差が検出され、サンプル細胞のゲノムの異常領域を同定するために使用することができる。
【０１３７】
その他の例において、本明細書において記載のように設計された一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブ核酸は、固体表面上（例えば、ニトロセルロース、ナイロン、ガラス、酢酸セルロース、プラスチック（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン）、紙、セラミックス、金属、等）でインサイツで合成される。例えば、本明細書において記載の方法を用いて定義された一意的に特異的セグメントが、コンピュータベースのマイクロアレイのプリント方法を利用して（例えば、米国特許第６３１５９５８号；同６４４４１７５号及び同７０８３９７５号、及び米国特許出願公開第２００２／００４１４２０号、同２００４／０１２６７５７号、同２００７／００３７２７４号及び同２００７／０１４０９０６号に記載される方法）、固体支持体上においてインサイツでオリゴヌクレオチドプローブをプリントすることに利用される。幾つかの例において、マスクレスアレイ合成（ＭＡＳ）機器を用いて、マイクロアレイ上でインサイツで合成されたオリゴヌクレオチドはソフトウエアの制御下におかれ、研究者の特定の必要性にもとずいて、個別にカスタマイズされたアレイが得られる。マイクロアレイ上で合成された一意的に特異的オリゴヌクレオチドの数は変動し、例えば、現在のところ、様々な構造の５００００から２１０万の範囲のプローブが、単一のマイクロアレイスライド上で合成できる（例えば、Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ ＣＧＨマイクロアレイは３８５０００から４００万またはそれ以上のプローブ／アレイを包含する）。
【０１３８】
一意的に特異的オリゴヌクレオチド配列は、インサイツでＭＡＳ機器によるか、又は代わりに米国特許第５１４３８５４号；同５４２４１８６号；同５４０５７８３号；及び同５４４５９３４号に記載されるように、フォトリソグラフィー法を利用して合成される。開示された一意的に特異的なプローブをマイクロアレイの適用のために利用することは、それらの製造の方法によって限定されず、当業者は、一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブを等しく適用可能なマイクロアレイを作成する更なる方法を理解するであろう。例えば、固体支持体上に核酸配列を並べる歴史的な方法も企図されており、本明細書に記載されるようように、歴史的に利用された核酸プローブが一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブに置き換えられる。マイクロアレイ上にプローブを配置するために使用された方法に関わらず、一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブは、個別又は同一アレイ上にて、一以上の核酸サンプルを標的とするために用いることができる。
【０１３９】
インサイツで合成されるかそうでなければマイクロアレイ上に固定化された本明細書において設計された一意的に特異的プローブの適用は、ａＣＧＨ並びに他のマイクロアレイベースのゲノム標的の濃縮用途に利用することができ、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１９４４１３号、同２００８／０１９４４１４号、同２００９／０２０３５４０号、及び同２００９／０２２１４３８号に記載されている。その場で合成されたマイクロアレイを生成するために一意的に特異的なプローブを利用することは、現在のマイクロアレイのプローブの設計を超えた多くの改善点を与えている。例えば、一意的に特異的なプローブの使用は、現在のプローブに比べて、標的配列のより多くの特異的結合を可能にし、従って、更なる標的を捕獲するために、標的ごとに同数のプローブを必要とせず、及び／又は連動して、多くは追加され得ない。更に、一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブを利用する場合には、マイクロアレイ実験に典型的に利用されるＤＮＡ（例えば、Ｃｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡ）のブロッキングの必要性が減少するか又は排除される。
【０１４０】
ＣＧＨ適用のために、典型的には標的及び参照のゲノムＤＮＡの両方が、一マイクロアレイの基質について比較のために一つのアレイ上でハイブリダイズされる。ＣＧＨ分析のユーザーガイド（バージョン５．１、Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ；Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂのｎｉｍｂｌｅｇｅｎ.ｃｏｍで入手可能である）は、マイクロアレイを利用するＣＧＨ分析を実施するための方法を記述している。一般に、２つのゲノムＤＮＡサンプル、標的サンプルと参照サンプルが断片化されて別々の検出部分（例えば、Ｃｙ−３及びＣｙ−５蛍光部分）で標識される。２つの標識されたサンプルが混合されマイクロアレイ支持体へハイブリダイズされ（この場合、マイクロアレイは一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブを含有する）、続いてマイクロアレイが両方の検出部分に関してアッセイされる。マイクロアレイがスキャンされ、例えば、マイクロアレイをマイクロアレイスキャナー（例えば、ＭＳ２００マイクロアレイスキャナー；Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ）でスキャンすることによって検出データが捕獲される。データは解析ソフトウエア（例えば、ＮｉｍｂｌｅＳｃａｎ；Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ）を用いて分析される。標的ゲノム配列データは参照と比較され、標的サンプル中のＤＮＡコピー数の利得と損失がそれによって特徴付けされる。標的ゲノム配列は、例えば、一以上の染色体、一つの染色体全体、又は生物（例えば真核生物のゲノム、例えばヒトゲノムなどの哺乳動物ゲノム）の完全なゲノム相補体の標的領域由来であり得る。
【０１４１】
ゲノム濃縮（シーケンスキャプチャーとも呼ばれる）のために、典型的にはゲノムサンプルは、シーケンシングなどの下流の適用の前に特異的標的濃縮のための標的配列特異的プローブを含有するマイクロアレイの支持体にハイブリダイズされる。シーケンスキャプチャーユーザーガイド（バージョン３．１、Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ，本明細書において参照のより援用される）は、ゲノム濃縮を実施するための方法を記載している。一般に、ゲノムＤＮＡサンプルはマイクロアレイ支持体へハイブリダイズされ、この場合、マイクロアレイは開示された一意的に特異的オリゴヌクレオチドプローブを含み、濃縮のためのゲノムサンプル由来の標的配列を捕獲するために設計される。次いで、捕獲されたゲノム配列はマイクロアレイ支持体から溶出されて配列決定されるか又は他の用途に使用される。
【０１４２】
Ｃ．ブロッキングＤＮＡ
ゲノム特異的ブロッキングＤＮＡ（ヒトＤＮＡ、例えば、完全ヒト胎盤ＤＮＡ又はＣｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡなど）が、通常ハイブリダイゼーション溶液に含まれ（インサイツハイブリダイゼーション又はＣＧＨなど）、プローブのヒトゲノム標的核酸への相補性が利用される場合、反復ＤＮＡ配列へのプローブのハイブリダイゼーションを抑制するか、又は高い相同性の（しばしば同一の）非特異的配列へのプローブのハイブリダイゼーションを相殺する。標準的プローブによるハイブリダイゼーションにおいて、ゲノム特異的ブロッキングＤＮＡが無い場合、許容できないほど高レベルのバックグランド染色（例えば、非標的核酸配列へのハイブリダイゼーションなど非特異的結合）が、「反復無し」プローブが使用される場合であっても、通常存在する。本明細書に開示された方法で生成された核酸プローブは、ブロッキングＤＮＡの非存在下であっても、バックグランド染色の減少を示す。特定の例において、開示された一意的に特異的プローブを含むハイブリダイゼーション溶液は、ゲノム特異的ブロッキングＤＮＡ（例えば、プローブがヒトゲノム標的核酸に相補的であれば、完全ヒト胎盤ＤＮＡ又はＣｏｔ−１ＴＭ ＤＮＡ）を含まない。この利点は、核酸プローブに含まれる標的配列の一意的に特異的な性質に由来し、各標識プローブ配列は、同族の一意的に特異的ゲノム配列にのみ結合する。これは、ＩＳＨ及びＣＧＨ技術において、シグナル対ノイズ比の劇的な増加をもたらす。
【０１４３】
ハイブリダイゼーション実験でブロッキングＤＮＡを含めることは、バックグランド染色に寄与する更なる不要な変数を足すだけでなく、ハイブリダイゼーション実験のコストのかかる成分でもある。幾つかの例において、本開示の方法を用いて生成された一意的に特異的プローブを利用によって、実験的なばらつき、バックグラウンド染色、追加実験の費用を迂回することができる。
【０１４４】
幾つかの例において、ハイブリダイゼーション溶液は、非特異的に負に帯電したプローブＤＮＡに結合することができる、高い正味の正電荷を持つプローブの非ＤＮＡ物質（例えば、反応容器やスライド）への非特異的結合を減少させるために、異なる生物由来の担体ＤＮＡ（例えば、ゲノム標的核酸がヒトゲノム標的核酸である場合のサケ精子ＤＮＡ又はニシン精子ＤＮＡ）を含んで良い。
【０１４５】
ＶＩＩＩ．キット
本明細書に記載されるように生成された一意的に特異的な核酸配列に対して相補的である少なくとも２つの結合領域を含む少なくとも一つの核酸プローブを含むキットもまた、この開示の特徴である。例えば、インサイツハイブリダイゼーションの方法のためのキット、例えばＦＩＳＨ、ＣＩＳＨ、及び／又はＳＩＳＨは、本明細書に記載される少なくとも一つのプローブ（例えば、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも５つ、又は少なくとも１０）を含有する。別の例において、アレイＣＧＨのキットは、本明細書に記載される少なくとも一つのプローブを含有する。従って、本明細書に開示される方法を使用して生成される一意的に特異的核酸配列に相補的な少なくとも２つの領域を含む一以上の核酸プローブを含有することができる。
【０１４６】
キットはまた、インサイツハイブリダイゼーション又はＣＧＨアッセイを実施するための、又はプローブを作成するための一以上の試薬を含み得る。例えば、キットは、一以上のバッファー、標識されたｄＮＴＰ、標識酵素（ポリメラーゼなど）、プライマー、核酸分解酵素フリーの水、及び標識化プローブを作成するためのインストラクションとともに、少なくとも一意的に特異的核酸プローブを含めることができる。
【０１４７】
一例において、キットは、インサイツハイブリダイゼーションの実施のために、バッファー、及び他の試薬とともに一以上の一意的に特異的核酸プローブ（非標識化又は標識化）を含有する。例えば、一以上の標識されてない一意的に特異的核酸プローブがキットに含有される場合、インサイツハイブリダイゼーションの実施のための特異的検出剤及び他の試薬（例えば、パラフィン前処理バッファー、プロテアーゼとプロテアーゼバッファ、プレハイブリダイゼーションバッファー、ハイブリダイゼーションバッファー、洗浄バッファー、対比染色液、封入剤、又はこれらの組み合わせなど）と一緒に、標識試薬もまた含めることができる。幾つかの例において、そうしたキットの構成要素は別個の容器に存在する。
【０１４８】
キットには、必要に応じてさらに、ハイブリダイゼーションおよびプローブの信号を評価するための対照のスライドを含めることができる。
【０１４９】
所定の例において、キットにはアビジン、抗体、及び／又はレセプター（又は他の抗リガンド）が含まれる。場合によっては、一以上の検出剤（一次検出剤、及び必要に応じて、二次、三次、又は追加の検出試薬を含む）が、例えば、ハプテン又はフルオロフォア（例えば、蛍光色素又はＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴ（登録商標））で標識される。幾つかの例では、検出剤は、異なる検出可能な部分（例えば、異なる蛍光色素、スペクトルが区別できるＱＵＡＮＴＵＭ ＤＯＴ（登録商標）、異なるハプテンなど）で標識される。例えば、キットは、異なるゲノムの標的核酸配列（例えば、本明細書に開示された任意の標的配列）に対応するハイブリダイズすることが可能な２つ以上の異なる一意的に特異的核酸プローブを含有することができる。第一のプローブは、第一の検出可能な標識（例えば、ハプテン、フルオロフォアなど）で標識され得、第二のプローブは、第二の検出可能な標識で標識され得、任意の追加のプローブ（例えば、第三、第四、第五など）は、追加の検出可能な標識で標識されることができる。他の検出方式が可能ではあるが、第一、第二、及び後続のプローブは異なる検出可能な標識で標識することができる。プローブが、間接的に検出可能な標識（例えばハプテン）で標識されている場合、キットにはプローブの一部またはすべてに関する検出剤（例えば、標識したアビジン、抗体又は他の特定の結合剤）を含めることができる。一実施態様において、キットには多重ＩＳＨに適したプローブ及び検出試薬が含まれる。
【０１５０】
一例において、キットはまた、抗体コンジュゲート、（例えば、酵素、蛍光体、蛍光ナノ粒子）にコンジュゲートした抗体などが含まれる。幾つかの例において、抗体は、ＰＥＧ、６Ｘ−Ｈｉｓを、ストレプトアビジン、及びＧＳＴなどのリンカーを介してラベルに結合している。
【０１５１】
その他の例において、キットは、バッファー及びＣＧＨを実行するための他の試薬と一緒に、固体支持体（アレイなど）に貼付されている一以上の一意的に特異的核酸プローブが含まれる。標識するサンプルと対照ＤＮＡのための試薬もまた、ａＣＧＨアッセイを行うための他の試薬、プレハイブリダイゼーションバッファー、ハイブリダイゼーションバッファー、洗浄バッファー、又はそれらの組合わせと一緒に含めることができる。キットには、必要に応じてさらに、ハイブリダイゼーション及び標識されたＤＮＡの信号を評価するための対照のスライドを含めることができる。
【０１５２】
本開示は、以下の非限定的実施例により更に説明される。
【実施例】
【０１５３】
実施例１
一意的に特異的な遺伝子プローブの作成
この例では、一意的に特異的核酸配列からなる遺伝子プローブの設計と生産を説明する。
【０１５４】
一意的に特異的な遺伝子プローブを生成するために、塩基対１１５８０９６９５−１１６５１３５９４の間に位置するＭＥＴ遺伝子を含む染色体７ｑ３１．２の約７００，０００ｂｐ領域が（２００６年３月［ｈｇ１８］構築のヒトゲノムを使用して；ＵＣＳＣゲノムブラウザ、ｇｅｎｏｍｅ.ｕｃｓｃ.ｅｄｕ）選択された。ＲｅｐｅａｔＭａｓｋｅｒを使用して、配列はスクリーニングされ、反復核酸配列を同定し、列挙され、反復要素内の塩基対の数によって置き換えられた反復配列を持つ１００塩基対のセグメントに分割された。その領域内の反復無しの１００ｂｐセグメントはその後ＢＬＡＴ（ＢＬＡＳＴに似たアラインメントツール）で解析された。第７染色体の任意の他の領域又は任意の他のヒト染色体に対して配列同一性を持たないセグメントは、一意的に特異的核酸配列として同定された。
【０１５５】
例えば、１００ｂｐセグメント（第７染色体のヌクレオチド１１６１０３２９６−１１６１０３３９５）が第３、第１６、及び第１０染色体上の配列に対して配列同一性の領域を有する（（図）２Ａ）。従って、この配列は一意的に特異的核酸配列では無く、一意的に特異的遺伝子プローブには含まれない。これに対して、他の１００ｂｐセグメント（第７染色体のヌクレオチド１１５８０９６９５−１１５８０９７９４）は、ヒトゲノムの任意の他の領域に対して配列同一性をもつ領域を全く持たない（図２Ｂ）。従って、この配列は一意的に特異的核酸配列であり、一意的に特異的遺伝子プローブには含まれる。
0005838169.tif 000002
【０１５６】
７０万塩基対の領域の１回のパスに続いて、２７３の一意的に特異的な１００ｂｐの配列が同定された。一意的に特異的な１００ｂｐの配列の各々がオリゴヌクレオチドとして合成された。各オリゴヌクレオチドは膜にスポットされた（スポットあたり１５μｇのオリゴヌクレオチド）。膜は、５０％ホルムアミドおよび１ｍｇ／ｍｌサケ精子ＤＮＡ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）を含むバッファーで４２℃で２時間プレハイブリダイズされた。ニックトランスレーションされたヒト胎盤ＤＮＡプローブ（ニックトランスレーションを通じてＤＮＰ−ｄＣＴＰで標識された；Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989，３２Ｐ−ｄＮＴＰの代わりにハプテン標識されたｄＣＴＰを使用）が、１μｇ／ｍｇの最終濃度で添加され、４２℃で１８から２４時間インキュベートされた。プローブのハイブリダイゼーション後、膜は４２℃で、１％Ｂｒｉｊ ３５を含む２×ＳＳＣを含有するバッファーで３回洗浄された。プローブのハイブリダイゼーションはマウスモノクローナル抗ＤＮＰ抗体（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，カタログ番号０６６Ｋ４８４２）をコンジュゲートしたアルカリフォスファターゼを用いてＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ. Ｌｏｕｉｓ, ＭＯ）由来のＣＤＰ Ｓｔａｒ検出キットを用いて検出された。プローブは、オリゴヌクレオチドとは全くハイブリダイズせず（図３）、全ての同定された配列がヒトゲノムに対して一意的に特異的であることを示していた。
【０１５７】
配列は、最初に約５５００ｂｐのセグメントで構成された。配列は標的において存在する順序で構成され、次いでプラスミドの中へ、第一のプラスミドが配列１、６、１１、１６などを含み、第二のプラスミドが配列２、７、１２、１７などを含み、第三のプラスミドが配列３、８、１３、１８などを含み、第四のプラスミドが配列４、９、１４、１９などを含み、第五のプラスミドが配列５、１０、１５、２０などを含むように配置された。最初に順序付けられた５５００ｂｐセグメントの各々がＢＬＡＴを使用して解析され、非一意的に特異的核酸配列が生みだされたかを決定した。最初の５５００ｂｐセグメントの一つが、非一意的に特異的核酸配列を生じた。非一意的に特異的核酸配列を生み出した１００ｂｐセグメントは、その順序の３’終端へ動かされ、この配置は、一意的に特異的核酸配列だけからなる５５００ｂｐセグメントを生じた。
【０１５８】
各々の５５００ｂｐ配列がインビトロで合成され、改変されたｐＵＣプラスミド骨格へ挿入された。配列の全２７１９９ｂｐを含む５つのプラスミドが作成された。プラスミドは等モル比で一緒にプールされ、インサイツハイブリダイゼーションのために使用するため、ニックトランスレーションによって標識された（例２を参照）。ニックトランスレーション反応は、ＤＮＡのマイクログラムあたり８ＵのＤＮＡポリメラーゼＩ（Ｒｏｃｈｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ）及び０．００２５ＵのＤＮａｓｅＩ（Ｒｏｃｈｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、３ｍＭのＭｇＣｌ２、及び２：１のＤＮＰ−ｄＣＴＰ：ｄＣＴＰ（６６μＭ：３４μＭ）を含み、２２℃で１７時間インキュベートされた。
【０１５９】
ヒト染色体１５ｑ２６の約１，０００，０００ｂｐの領域がＩＧＦ１Ｒプローブを作成するために選ばれた。配列解析、ドットブロッティング、及び順序付けは、ＭＥＴプローブについて説明したように行った。作成されたプラスミドは表２に示される通りである。
0005838169.tif 000003
【０１６０】
ヒト染色体１２ｐ１２．１の約１，０００，０００ｂｐの領域がＫＲＡＳプローブを作成するために選ばれた。配列解析、ドットブロッティング、及び順序付けは、ＭＥＴプローブについて説明したように行った。作成されたプラスミドは表３に示される通りである。
0005838169.tif 000004
【０１６１】
ヒト染色体１８ｐ１１．３２の約１，０００，０００ｂｐの領域が、ＴＳプローブを作成するために選ばれた。配列解析、ドットブロッティング、及び順序付けは、ＭＥＴプローブについて説明したように行った。作成されたプラスミドは表４に示される通りである。
0005838169.tif 000005
【０１６２】
実施例２
反復無しプローブによる一意的に特異的なプローブの比較
この例では、インサイツハイブリダイゼーションのために一意的に特異的なプローブ及び反復無しプローブの性能を比較する。
【０１６３】
実施例１に記載のように一意的に特異的なＭＥＴのプローブを調製した。反復無しＭＥＴプローブは、染色体７ｑ３１．２の５０００００ｂｐ領域内で１５６の非反復性ＤＮＡ配列を増幅するＰＣＲによって調製された。反復無しＭＥＴプローブは、ＭＥＴ遺伝子配列を包含する第７染色体の７ｑ３１．２上の約４２５０００ｂｐの全体を網羅する。ＰＣＲに続いて、精製されたアンプリコンは、実施例１に記載のドットブロットを用いてスクリーニングされた。ヒトＤＮＡプローブにハイブリダイズしなかったＰＣＲ断片は、等モル濃度で一緒にプールされ、ＤＮＡリガーゼを使用して、無作為にライゲーションされた。結果としてライゲーションされた連結ＤＮＡ産物は、全ゲノム増幅（Ｗｈｏｌｅ Ｇｅｎｏｍｅ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（Ｑｉａｇｅｎ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）を用いて増幅された。
【０１６４】
一意的に特異的プローブ及び反復無しプローブの両方が、銀インサイツハイブリダイゼーション（ＳＩＳＨ）検出によるヴェンタナＢＥＮＣＨＭＡＲＫ ＸＴで使用されたプローブは実施例１に記載のようにニックトランスレーションを使用して、ＤＮＰ−ｄＣＴＰで標識した。反復無しプローブは濃度１０μｇ／ｍｌで２ｍｇ／ｍｌの胎盤ブロッキングＤＮＡとともに使用された。一意的に特異的プローブは濃度２０μｇ／ｍｌで１ｍｇ／ｍｌの剪断サケ精子ＤＮＡとともに使用された（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）（図４Ａ、右パネル）。一意的に特異的プローブでの染色は反復無しプローブでの染色に匹敵するものであったが、ヒトＤＮＡブロッキング試薬は必要ではなかった。
【０１６５】
実施例１に記載のように一意的に特異的なＩＧＦ１Ｒのプローブを調製した。反復無しＩＧＦ１Ｒプローブは、染色体１５ｑ２６．３の５０００００ｂｐ領域内で２００の非反復性ＤＮＡ配列を増幅するＰＣＲによって調製された。ＰＣＲに続いて、精製されたアンプリコンは、実施例１に記載のドットブロットを用いてスクリーニングされた。ヒトＤＮＡプローブにハイブリダイズしなかったＰＣＲ断片は、等モル濃度で一緒にプールされ、ＤＮＡリガーゼを使用して、無作為にライゲーションされた。結果としてライゲーションされた連結ＤＮＡ産物は、全ゲノム増幅（Ｗｈｏｌｅ Ｇｅｎｏｍｅ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（Ｑｉａｇｅｎ）を用いて増幅された。
【０１６６】
一意的に特異的ＩＧＦ１Ｒプローブ及び反復無しＩＧＦ１Ｒプローブの両方が、銀インサイツハイブリダイゼーション（ＳＩＳＨ）検出によるヴェンタナＢＥＮＣＨＭＡＲＫ ＸＴで使用されたプローブは実施例１に記載のようにニックトランスレーションを使用して、ＤＮＰ−ｄＣＴＰで標識した。反復無しＩＧＦ１Ｒプローブが濃度１０μｇ／ｍｌで２ｍｇ／ｍｌの男性の胎盤ヒトＤＮＡ全体とともに使用された（図４Ｂ、左パネル）。一意的に特異的ＩＧＦ１Ｒプローブは濃度３０μｇ／ｍｌで０．２５ｍｇ／ｍｌのヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ、及び１．７５ｍｇ／ｍｌの剪断サケ精子ＤＮＡとともに使用された（図４Ｂ、右パネル）。
【０１６７】
実施例３
ブロッキングＤＮＡのある無しにおけるプローブのハイブリダイゼーションの比較
この例では、インサイチュハイブリダイゼーションにおいて本開示の一意的に特異的なプローブを使用する場合に、ブロッキングＤＮＡは必要ないことを実証する実験を説明する。
【０１６８】
肺癌の検査組織アレイスライドが米国バイオマックス社（Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，ＭＤ；カタログ番号ＴＭＡ−Ｔ０４４）から入手された。実施例１に記載されるように、ＭＥＴ、ＩＧＦ１Ｒ、ＫＲＡＳ及びＴＳに対する一意的に特異的なプローブが生成された。
【０１６９】
肺癌のスライドを処理し、ＢＥＮＣＨＭＡＲＫ ＸＴシステム（Ｖｅｎｔａｎａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）上で染色し、ＳＩＳＨ検出により検出された。インサイツハイブリダイゼーションが、１０μｇ／ｍｌのニック標識一意的に特異的プローブＤＮＡにより、担体ＤＮＡ（１ｍｇ／ｍｌのニシンのＤＮＡ；Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）の存在下、０．１ｍｇ／ｍｌのヒト胎盤ブロッキングＤＮＡ（ｈｐＤＮＡ）のある無しにおいて実施された。図４ＡーＤに見られるように、一意的に特異的プローブを用いる場合、ハイブリダイゼーションの最中にブロッキングＤＮＡの必要が無い。一般に、ヒトブロッキングＤＮＡが省略された場合に、プローブのシグナルは、同等か又は一層優れていた。
【０１７０】
実施例４
経験的選択を活用した一意的に特異的プローブの生成
ヒト染色体１１ｑ３１．２の約１，０００，０００ｂｐの領域がＣＣＮＤ１プローブを作成するために選ばれた。ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）ソフトウエアが用いられ、取得された標的配列を１００ｂｐの配列へ分割し、１０ｂｐを表示させた。全ての１００ｂｐの候補配列の列挙に続いて、グアノシン及びシトシンの割合がＭＡＴＬＡＢ（登録商標）で決定され、６５％以上３５％未満の全ての配列が排除された。残った候補の１００ｂｐ配列が、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ ２．１Ｍ ＣＧＨスライド上でプリントされ、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎの手順に従って、全ヒト遺伝子プローブとＣｏｔ−１ＴＭＤＮＡで同時に探索された。陽性コントロール（陽性ＤＮＡ配列は、ＡＬＵ１、Ｄ１７Ｚ１アルファサテライト、Ｓａｕ３ ＬＩＮＥ要素、及びｐＨｕＲ９３Ｔｅｌｏのテロメア反復的な要素であった）、陰性コントロール（イネゲノム由来のＤＮＡ配列）が、選択基準のカットオフを確立するためにアレイに含められた。５８のイネゲノム配列が、イネ（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ）の第５染色体（塩基対２０，０００，０００から２１，０００，０００）から選ばれた。データの取得と正規化はＮｉｍｂｌｅＧｅｎによって提供された。ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）が、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎデータの解析、及び全ての正のコントロール配列の線形回帰を導出し、その後一標準偏差だけ線形回帰を減少させることによって配列の選択基準を確立するために用いられた。陰性コントロール（イネＤＮＡ配列）のためのカットオフは、負のコントロール配列の全ヒトゲノムＤＮＡのスコアの平均値を使用して確立できる。２つの更なるカットオフがＡＬＵ１配列由来の最小のヒトゲノムスコアを使用して作成され、Ｃｏｔ−ＴＭスコアのための信頼できるカットオフは１２に設定された（図６Ａ）。
【０１７１】
ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）は、その後候補配列の重複を排除するために利用された。５百個の１００ｂｐの一意的に特異的なる候補配列が、ゲノム標的上に現れる順序で連結された５０００ｂｐの配列中に構築された。５０００ｂｐ配列がインビトロで合成され（ＧｅｎｅＷｉｚ，Ｓｏｕｔｈ Ｐｌａｉｎｆｉｅｌｄ，ＮＪ）、改変されたｐＵＣプラスミド骨格へ挿入された。各々１００ｂｐの配列を含有するプラスミドが合成された。
【０１７２】
ヒト染色体１２ｑ１４．１の約１，０００，０００ｂｐの領域がＣＤＫ４プローブを作成するために選ばれた。配列解析、アレイ解析、及び順序付けは、ＣＣＮＤ１プローブについて説明したように行った（図６Ｂ）。
【０１７３】
ヒト染色体６ｑ２３．３の約１，０００，０００ｂｐの領域がＭｙｂプローブを作成するために選ばれた。配列解析、アレイ解析、及び順序付けは、ＣＣＮＤ１プローブについて説明したように行った（図６Ｃ）。
【０１７４】
プラスミドプーリング、プローブの各々の標識化と染色は、ＭＥＴプローブについて記載されたように実施された（実施例１）。各プローブは、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡを用いること無く、ＢｉｏＭａｘの肺癌アレイにハイブリダイズされ、ＳＩＳＨを使用して検出された（図７ＡーＣ）。
【０１７５】
実施例５
単一のプラスミドプローブによるインサイツハイブリダイゼーション
ヒト染色体７ｐ１１．２の約６０，０００ｂｐの領域がＥＧＦＲプローブを作成するために選ばれた。配列解析、アレイ解析、及び順序付けは、単一の５０００ｂｐプラスミドのみがプローブとして用いられたということを除いて、ＣＣＮＤ１プローブについて記載されたように実施された（実施例４）。ＥＧＦＲプローブ（５μｇ／ｍｌ）が、ヒト胎盤ブロッキングＤＮＡを使用せずに、ＢｉｏＭａｘの肺癌アレイに対してハイブリダイズされ、ヒドロキシキノキサリン（ＨＱ）にコンジュゲートしたＨＲＰ活性化チラミドを使用して検出され、その後ＨＲＰにコンジュゲートした抗ＨＱモノクローナル抗体によるＳＩＳＨによる検出が続いた。
【０１７６】
実施例６
マイクロアレイ法
この例は、本明細書に記載の方法を使用して生成された一意的に特異的プローブの性能を、以前に利用された方法によって生成され、比較ゲノムハイブリダイゼーション（ＣＧＨ）アレイにハイブリダイズした反復無しプローブと比較するための方法について説明する。
【０１７７】
一意的に特異的プローブは、実施例１又は実施例４（例えば、上皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ）プローブ）で説明したように生成される。同じ標的核酸（例えば、ＥＧＦＲなど）にハイブリダイズする反復無しプローブは、以前に当分野で知られた方法により生成される（例えば、実施例２に記載の方法）。一意的に特異的プローブからの個々の結合領域（一意的に特異的セグメント）は、１つのＣＧＨアレイ上にプリントされる。反復無しプローブ由来の個々の反復無しセグメントは、２番目のＣＧＨアレイ上にプリントされる。
【０１７８】
ＣＧＨは、ルーチン的な方法（例えば、ＮｉｍｂｌｅＧｅｎアレイのユーザーガイド，ＣＧＨ解析バージョン４．０，Ｒｏｃｈｅ ＮｉｍｂｌｅＧｅｎ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）．を使用して実行される。ゲノムＤＮＡサンプルが調製され（例えば、Ｃｙ３またはＣｙ５で）標識される。標識したゲノムＤＮＡを、ＣＧＨアレイのそれぞれにハイブリダイズさせる。適切なストリンジェンシー洗浄がハイブリダイゼーション後に実行される。アレイがスキャンされ（例えば、ＧｅｎｅＰｉｘ４０００Ｂスキャナを使用して）、データは（例えば、ＮｉｍｂｌｅＳｃａｎソフトウェアを使用して）分析される。
【０１７９】
一意的に特異的なプローブアレイとのハイブリダイゼーションは、反復無しのプローブアレイとのハイブリダイゼーションに匹敵する。
【０１８０】
実施例７
診断方法
この例は、本明細書に記載の方法によって生成されたプローブを利用して、被験者（例えば、癌の被験者など）の診断や予後を決定するために使用可能な特定の方法を説明する。しかし、当業者は、これらの具体的な方法から逸脱する方法もまた、被験者の診断または予後を提供するために首尾良く使用することができることを理解するであろう。
【０１８１】
腫瘍サンプルなどのサンプルは被験者から得られる。組織サンプルは、脱パラフィンとプロテアーゼ消化を含め、ＩＳＨのために調製される。
【０１８２】
一例では、腫瘍（例えば、非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）のような肺の腫瘍）の診断は、被験者から得られた腫瘍サンプル中のインサイツハイブリダイゼーションによるＭＥＴ遺伝子コピー数を決定することによって決定される。例えば、基板（例えば、顕微鏡スライドなど）の組織又は細胞サンプルに存在するサンプルは、実施例１に記載のとおりに生成されたＭＥＴプローブなど、一意的に特異的核酸配列に相補的なＭＥＴプローブと共にインキュベートされる。ハイブリダイゼーションは、ヒトＤＮＡブロッキング試薬の非存在下（たとえば、ＣＯＴ−１ＴＭＤＮＡの非存在下）で行われる。サンプルへのＭＥＴプローブのハイブリダイゼーションは、例えば、顕微鏡を用いて検出される。ＭＥＴ遺伝子コピー数は、試料中の核当たりのＭＥＴシグナル数を数えることと、平均ＭＥＴ遺伝子コピー数／細胞を計算することによって決定される。腫瘍サンプルにおけるＭＥＴ遺伝子のコピー数／細胞の増加（例えば、ＭＥＴ遺伝子コピー数が２、３、４、５、１０、２０又はそれ以上である）、又はコントロール（非腫瘍性サンプル又は基準値など）に対するＭＥＴ遺伝子コピー数の相対的増加は、癌の診断（例えばＮＳＣＬＣなど）を示している。対照的に、ＭＥＴ遺伝子のコピー数（例えば、約２以下のＭＥＴ遺伝子コピー数など）に実質的な変化が無いか又はコントロール（例えば、非腫瘍性サンプルの基準値など）に比べてＭＥＴ遺伝子コピー数の実質的な変化が無いことは、癌の診断（例えばＮＳＣＬＣなど）を示していない。
【０１８３】
その他の例では、腫瘍（例えば、非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）のような肺の腫瘍）の診断は、被験者から得られた腫瘍サンプル中のインサイツハイブリダイゼーションによるＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数を決定することによって決定される。例えば、基板（例えば、顕微鏡スライドなど）の組織又は細胞サンプルに存在するサンプルは、実施例１に記載のとおりに生成されたＩＧＦ１Ｒプローブなど、一意的に特異的核酸配列に相補的なＩＧＦ１Ｒプローブと共にインキュベートされる。ハイブリダイゼーションは、ヒトＤＮＡブロッキング試薬の非存在下（たとえば、ＣＯＴ−１ＴＭＤＮＡの非存在下）で行われる。サンプルへのＩＧＦ１Ｒプローブのハイブリダイゼーションは、例えば、顕微鏡を用いて検出される。ＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数は、試料中の核当たりのＩＧＦ１Ｒシグナル数を数えることと、平均ＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数／細胞を計算することによって決定される。腫瘍サンプルにおけるＩＧＦ１Ｒ遺伝子のコピー数／細胞の増加（例えば、ＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数が２、３、４、５、１０、２０又はそれ以上である）、又はコントロール（非腫瘍性サンプル又は基準値など）に対するＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数の相対的増加は、被験者の生存の可能性の増加など良好な予後を示している。対照的に、ＩＧＦ１Ｒ遺伝子のコピー数（例えば、約２以下のＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数など）に実質的な変化又は減少が無いか、又はコントロール（例えば、非腫瘍性サンプルの基準値など）に比べてＩＧＦ１Ｒ遺伝子コピー数の実質的な変化又は減少が無いことは、被験者の生存の可能性の減少など予後不良を示している。
【０１８４】
開示の原則が適用され得る多くの可能な実施形態の観点において、示された実施形態は単なる例であり、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではないことを認識すべきである。正しくは、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義される。従って、我々はこれらの特許請求の範囲及び精神内に入る全てを我々の発明として主張する。
【図１】
0005838169.tif 000006
【図２Ａ−Ｂ】
0005838169.tif 000007
【図３】
0005838169.tif 000008
【図４Ａ】
0005838169.tif 000009
【図４Ｂ】
0005838169.tif 000010
【図５Ａ】
0005838169.tif 000011
【図５Ｂ】
0005838169.tif 000012
【図５Ｃ】
0005838169.tif 000013
【図５Ｄ】
0005838169.tif 000014
【図６Ａ】
0005838169.tif 000015
【図６Ｂ】
0005838169.tif 000016
【図６Ｃ】
0005838169.tif 000017
【図７Ａ−Ｃ】
0005838169.tif 000018
【図８】
0005838169.tif 000019
【配列表】
0005838169000001.app