(57)【要約】  試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムを提供する。側面によっては、本発明の方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムは、標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に対する全配列を生成する条件のもとに、反応混合物中で試料を核酸増幅反応に供する工程を含む。側面によっては、生成した相補配列を増幅する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする、ループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと
を含む、方法。
【請求項２】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、該試料をループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む核酸増幅反応に供する工程を含み、反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする該ループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成する該ポリメラーゼと；
（ｃ）該標的ポリヌクレオチド内で該配列Ａ’または該配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す該逆方向プライマーと；
（ｄ）該ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする該順方向プライマーと
を含む、方法。
【請求項３】
請求項１の方法で得られる産物を逆方向プライマーおよび必要に応じて順方向プライマーの存在下で増幅する工程をさらに含み、該逆方向プライマーおよび該順方向プライマーは、それぞれ増幅産物および前記ループプライマーに対して配列相補性を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記順方向プライマーは前記リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記逆方向プライマーは前記標的ポリヌクレオチドの前記配列Ａ’または前記配列Ｂ’より５’側に位置する部分に相補的な配列に特異的にハイブリダイズする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記核酸増幅の産物を検出する工程をさらに含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項７】
前記検出工程は前記反応混合物に含まれ前記産物に相補的な配列を有するプローブからのシグナルを検出する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は、前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１２】
前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１４】
前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１５】
前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１６】
前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１７】
前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉ結合ＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、長鎖非コードＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ）分子、リボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）分子、および低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）分子からなる群より選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記標的ポリヌクレオチドは１００ｎｔ未満の長さである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１９】
前記標的ポリヌクレオチドは５０ｎｔ未満の長さである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２０】
前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２１】
前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２２】
前記リンカー配列はヘアピン型構造を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２３】
試料中の少数アレルすなわち対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体の存在を検出する方法であって、該配列多様体を含む少数アレルと多数アレルの領域がループプライマー対を用いて増幅される条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）該配列Ａ１と該少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ１と該少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（該配列Ａ１’と配列Ｂ１’は該少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該少数アレルに特異的にハイブリダイズする第一のループプライマーと；（ｂ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）該配列Ａ２と該多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ２と該少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（該配列Ａ２’と該配列Ｂ２’は該多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該多数アレルに特異的にハイブリダイズする第二のループプライマーと；（ｃ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って該第一のループプライマーの該配列Ｂ１と該第二のループプライマーの該配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成するポリメラーゼとを含む、方法。
【請求項２４】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物であって、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとを含み、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、組成物。
【請求項２５】
前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２６】
前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２７】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２８】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２９】
最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３０】
前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３１】
前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３２】
前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３３】
前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３４】
前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３５】
前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される、請求項３４に記載の組成物。
【請求項３６】
前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の配列要素を含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３７】
前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３８】
前記組成物は容器に入っている、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３９】
前記容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである、請求項３８に記載の組成物。
【請求項４０】
前記組成物は無水形態である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項４１】
ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物であって、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、反応混合物。
【請求項４２】
前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４３】
前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４４】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４５】
前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４６】
最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４７】
前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４８】
前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項４９】
前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５０】
前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５１】
前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５２】
前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される、請求項５１に記載の反応混合物。
【請求項５３】
前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の配列要素を含む、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５４】
前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５５】
前記反応混合物は容器に入っている、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５６】
前記容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである、請求項５５に記載の反応混合物。
【請求項５７】
前記反応混合物は無水形態である、請求項４１に記載の反応混合物。
【請求項５８】
キットの形態に梱包された請求項２４の組成物。
【請求項５９】
請求項５８に記載のキットの使用法であって、標的ポリヌクレオチドと前記ループプライマーと前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程を含み、該標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さである、使用法。
【請求項６０】
試料中の標的ポリヌクレオチドを検出するシステムであって、
（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受けるよう構成されたコンピュータと；
（ｂ）請求項３７に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する増幅系と；
（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を受取人に送る報告書作成部と
を含む、システム。
【請求項６１】
前記受取人は前記顧客である、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
１つ以上のプロセッサで実行すると試料中の標的ポリヌクレオチドを検出する方法を実施するコードを含む、コンピュータ可読媒体であって、該方法は、
（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受ける工程と；
（ｂ）請求項４０に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する工程と；
（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を作成する工程と
を含む、媒体。
【請求項６３】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、単一の反応混合物中で生成する工程をさらに含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと；
（ｃ）該標的ポリヌクレオチド内で該配列Ａ’または該配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す逆方向プライマーと；
（ｄ）該ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする順方向プライマーと
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６４】
標的ポリヌクレオチドと前記ループプライマーと前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程をさらに含み、該標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さであり、該核酸増幅反応のサイクル閾値（ＣT）は３０未満である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６５】
試料中の少数アレルすなわち対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体の存在を検出する方法であって、該配列多様体を含む該少数アレルと該多数アレルの領域をループプライマー対を用いて増幅する条件のもとに、複数の反応混合物中で該試料のうち複数の部分を複数の核酸増幅反応に供する工程を含み、第一の反応混合物は第一のループプライマーとポリメラーゼを含み、第二の反応混合物は第二のループプライマーとポリメラーゼを含み、さらに、
（ａ）該第一のループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）該配列Ａ１と該少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ１と該少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（該配列Ａ１’と該配列Ｂ１’は該少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該少数アレルに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該第二のプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）該配列Ａ２と該多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ２と該少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（該配列Ａ２’と該配列Ｂ２’は該多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該多数アレルに特異的にハイブリダイズし；かつ
（ｃ）ポリメラーゼは鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って該第一のループプライマーの該配列Ｂ１または該第二のループプライマーの該配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１４年８月１９日出願の米国特許仮出願第６２／０３９，２０７号に基づく利益を主張する。同出願を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
低分子非コードＲＮＡは多くの生物で重要な遺伝子発現制御因子として機能する（He et al., Nat Rev Genetics 2004, 5(7): 522-31）。たとえば、ヒト、マウス、ショウジョウバエ、線虫（Ｃ．ｅｌｅｇａｎｓ）などの動植物で数百種のマイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）が同定されている（Bino et al., 2004, PLoS Biol. 2(11): e363）。具体的には、一本鎖ｍｉＲＮＡは、ヒトの様々な疾患（アポトーシス、増殖、上皮細胞の形態形成、神経細胞および筋細胞の分化、脂肪／コレステロール／グルコースの恒常性、およびウイルス感染といった生物学的過程の異常など）と関連することが示されている。たとえばEsquela-Kerscher A & Slack FJ, Nat. Rev. Cancer, 2006, 6(4): 259-69; Michael et al, Mol. Cancer Res., 2003, 1(12): 882-91; Dimmeler S & Nicotera P, EMBO Mol. Med. 2013, 5(2): 180-90を参照のこと。近年の所見では、これらの過程に影響する多くのｍｉＲＮＡが循環器系に豊富かつ安定に存在し、そのためｍｉＲＮＡおよびそれに似た他の制御性低分子非コードＲＮＡは疾患の診断・特定のためのバイオマーカーとして、さらには治療薬の有望な標的として非常に重要であることが示唆されている（Brase JC et al., Mol. Cancer 2010, 26(9): 306; Chen et al., Cell Res. 2008, 18(10): 997-1006）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、低分子ＲＮＡ（マイクロＲＮＡを含む）は多くの理由で検出や定量が難しい。第一の理由は低分子ＲＮＡが短いことである。たとえば、マイクロＲＮＡは一般に約２０ヌクレオチド長であり、およそ従来のＰＣＲプライマーの長さである。このため、検出・定量に重要な方法であるＰＣＲ増幅が非常に困難である。第二の理由は、多くの低分子ＲＮＡは密接に関連している点である。たとえば、同じマイクロＲＮＡファミリーのメンバーは保存性が高いものが多く、違いが１個のヌクレオチドのみである場合もある。このため、特定の低分子ＲＮＡの影響を正確に分析するのは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この必要性に対処するべく、いくつかの従来技術が考案されたが、それらはすべて重大な欠点をいくつか有する。たとえば、第一の方法はステムループを利用する逆転写ＰＣＲ（ＲＴ−ＰＣＲ）である（Chen et al., Nucleic Acids Res. 2005, 33(20): el79）。この方法では、ステムループ状の逆転写（ＲＴ）プライマーがｍｉＲＮＡの最後の６個のヌクレオチドに結合し、伸長ｃＤＮＡを生成する。次いで、この伸長ｃＤＮＡをｍｉＲＮＡ特異的な順方向プライマーと汎用的な逆方向プライマーで増幅する。ＲＴ−ＰＣＲの間、定量の精度はＴａｑＭａｎ（登録商標）プローブにより保証されると推定される。しかし、この方法を利用する場合の欠点は、融解曲線分析を用いて特異性を制御することができないため特異性に欠ける点である。また、ＴａｑＭａｎ（登録商標）プローブはＲＴプライマーにより得られる配列に結合するが、このプライマーは必ずしもｍｉＲＮＡに特有でない。
【０００５】
第二の方法では、ｍｉＲＮＡにポリアデニン（Ａ）鎖を付加し、ＲＴにタグ付きポリチミジン（Ｔ）プライマーを使用する（Shi et al., Biotechniques 2005, 39(4): 519-25）。しかし、この方法を利用する場合の欠点は多くある。第一に、共通の３’末端を有する低分子ＲＮＡが誤ってポリアデニル化される可能性がある。第二に、ポリアデニル化の効率が分かっていない。第三に、低分子ＲＮＡの末端の２’−オキシメチル修飾によりこのポリアデニル化は阻害される。たとえば、植物のｍｉＲＮＡはこの２−オキシメチル修飾を有する。したがって、これらの欠点のうちの１つ以上に対処できる代替のシステムの必要性は非常に高い。
【０００６】
低分子非コードＲＮＡの検出と定量の両方または片方を特異的、正確・安価に行うことのできる有利なシステムおよび／または方法があれば前述の技術的課題の１つ以上が克服される。このようなシステムおよび／または方法により、低分子非コードＲＮＡの潜在能力を診断用途またはその他の臨床用途に容易に最大限に活用できるであろう。
【０００７】
したがって、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムを提供する。このような方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムは、短い核酸の検出に特に有用である。一側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法を提供し、この方法は、標的ポリヌクレオチドの領域に対する全配列を生成する条件のもとに、反応混合物中で試料を核酸増幅反応に供する工程を含む。ここで、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する標的ポリヌクレオチドに沿ってループプライマーの配列Ｂを５’→３’方向に伸長して標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼとを含む。
【０００８】
一態様では、前記方法は、逆方向プライマーおよび必要に応じて順方向プライマーの存在下で試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を増幅する工程をさらに含む。ここで、逆方向プライマーおよび順方向プライマーは、それぞれ増幅産物およびループプライマーに対して配列相補性を示す。態様によっては、順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする。態様によっては、逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’または配列Ｂ’より５’側に位置する部分に相補的な配列に特異的にハイブリダイズする。態様によっては、前記方法は試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する核酸増幅で得た産物を検出する工程をさらに含む。態様によっては、検出工程は、反応混合物に含まれ前記産物に相補的な配列を有するプローブからのシグナルを検出する工程を含む。態様によっては、配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は、配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。態様によっては、リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。
【０００９】
別の側面では、本発明は試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法を提供し、この方法は、標的ポリヌクレオチドの領域に対する全配列を生成する条件のもとに、試料をループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む核酸増幅反応に供する工程を含む。ここで、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する標的ポリヌクレオチドに沿ってループプライマーの配列Ｂを５’→３’方向に伸長して標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと；（ｃ）標的ポリヌクレオチド内で配列Ａ’または配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す逆方向プライマーと；（ｄ）ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする順方向プライマーとを含む。一態様では、前記方法は核酸増幅産物を検出する工程をさらに含む。態様によっては、検出工程は、反応混合物に含まれ前記産物に対して配列相補性を有する反応混合物中のプローブが発するシグナルを検出する工程を含む。態様によっては、配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’とＢ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。態様によっては、リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。
【００１０】
態様によっては、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を、標的ポリヌクレオチドの領域に対する全配列を生成する条件のもと、単一の反応混合物中で生成する工程を含む。ここで、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性によって標的ポリヌクレオチド（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）に特異的にハイブリダイズするループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する標的ポリヌクレオチドに沿ってループプライマーの配列Ｂを５’→３’方向に伸長して標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと；（ｃ）標的ポリヌクレオチド内で配列Ａ’またはＢ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す逆方向プライマーと；（ｄ）ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする順方向プライマーとを含む。
【００１１】
一側面では、本発明は、試料中の少数アレル（対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体）の存在を検出する方法を提供する。この異なるアレルを同じ反応で検出してもよいし、別の反応で検出してもよく、一方のアレルに特異的なループプライマーを用いて各アレルを検出する。一態様では、前記方法は、配列多様体を含む少数アレルと多数アレルの領域をループプライマー対を用いて増幅する条件のもとに、反応混合物中で試料を核酸増幅反応に供する工程を含む。ここで、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）配列Ａ１と少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂ１と少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（配列Ａ１’と配列Ｂ１’は少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって少数アレルに特異的にハイブリダイズする第一のループプライマーと；（ｂ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）配列Ａ２と多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂ２と少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（配列Ａ２’と配列Ｂ２’は多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって多数アレルに特異的にハイブリダイズする第二のループプライマーと；（ｃ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って第一のループプライマーの配列Ｂ１と第二のループプライマーの配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成するポリメラーゼとを含む。別の態様では、前記方法は、配列多様体を含む少数アレルと多数アレルの領域をループプライマー対を用いて増幅する条件のもとに、複数の反応混合物中で試料の一部を核酸増幅反応に供する工程を含む。ここで、第一の反応混合物は第一のループプライマーとポリメラーゼを含み、第二の反応混合物は第二のループプライマーとポリメラーゼを含み、さらに、（ａ）第一のループプライマーは、一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）配列Ａ１と少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂ１と少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（配列Ａ１’と配列Ｂ１’は少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって少数アレルに特異的にハイブリダイズし；（ｂ）第二のループプライマーは、一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）配列Ａ２と多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂ２と少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（配列Ａ２’と配列Ｂ２’は多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって多数アレルに特異的にハイブリダイズし；（ｃ）ポリメラーゼは、鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って第一のループプライマーの配列Ｂ１または第二のループプライマーの配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成する。態様によっては、２つのアレルが異なる単一の塩基位置はＡ１／Ａ２またはＢ１／Ｂ２に含まれる。態様によっては、２つのアレルは２つの位置で異なり、一方の位置はＡ１／Ａ２、もう一方の位置はＢ１／Ｂ２に含まれる。Ｄ１の配列はＤ２の配列と同じでもよく、異なっていてもよい。Ｄ１の配列とＤ２の配列が異なる場合、第一のループプライマーと第二のループプライマーの増幅産物を選択的に増幅かつ／または検出してもよい。ループプライマー対を用いて生成した増幅産物の増幅および検出は、本明細書に記載の任意の適切な方法に従って実施できる。
【００１２】
本明細書に開示のいずれかの方法の実施において、標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である。態様によっては、非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉ結合ＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、長鎖非コードＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ）分子、リボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）分子、および低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）分子からなる群より選択される。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは１００ｎｔ未満の長さである。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは５０ｎｔ未満の長さである。
【００１３】
別の側面では、本発明は、配列Ａと配列Ｂの１つの塩基位置が異なる（一方は標的配列の１つのアレルを認識し、もう一方は標的配列の別のアレルを認識する）一塩基多様性に関する、ループプライマー対に基づく試験を提供する。ループプライマーはループ配列Ｄにも違いがあり、選択的に増幅かつ／または検出できる。
【００１４】
別の側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する組成物を提供する。この組成物はループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとを含み、ここで、（ａ）ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；（ｂ）逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；（ｃ）順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする。一態様では、前記組成物は逆方向プライマーまたは順方向プライマーの伸長により生成された標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む。態様によっては、配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’とＢ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である。態様によっては、本発明の組成物に用いる標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である。態様によっては、非コードＲＮＡ分子は成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される。態様によっては、リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。
【００１５】
態様によっては、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物は容器に入っている。態様によっては、容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである。態様によっては、前記組成物は無水形態である。態様によっては、前記組成物はキットの形態である。態様によっては、本開示は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物のキット形態の使用法を提供し、この方法は標的ポリヌクレオチド（約１００ｎｔ未満の長さである）とループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程を含む。態様によっては、前記使用法は、標的ポリヌクレオチド（約１００ｎｔ未満の長さである）とループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中でサイクル閾値（ＣT）が３０未満の核酸増幅反応を実施する工程をさらに含む。
【００１６】
別の側面では、本発明は、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物を提供し、ここで、（ａ）ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；（ｂ）逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドで配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；（ｃ）順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする。一態様では、前記反応混合物は逆方向プライマーまたは順方向プライマーの伸長により生成された標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む。態様によっては、配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’とＢ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である。態様によっては、本発明の組成物に用いる標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である。態様によっては、非コードＲＮＡ分子は成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される。態様によっては、リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。
【００１７】
態様によっては、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物は容器に入っている。態様によっては、容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである。態様によっては、前記反応混合物は無水形態である。態様によっては、前記反応混合物はキットの形態である。
【００１８】
態様によっては、本発明のキットの使用法は、標的ポリヌクレオチド（約１００ｎｔ未満の長さである）とループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程を含む。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さであり、核酸増幅反応のサイクル閾値（ＣT）は３０未満である。
【００１９】
別の側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドを検出するシステムであって、（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受けるよう構成されたコンピュータと；（ｂ）請求項３７に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する増幅系と；（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を受取人に送る報告書作成部とを含む、システムを提供する。一態様では、受取人は顧客である。態様によっては、コンピュータ可読媒体は、１つ以上のプロセッサによる実行時に試料中の標的ポリヌクレオチドを検出する方法を実施するコードを含み、この方法は、（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受ける工程と；（ｂ）請求項４０に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する工程と；（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を作成する工程とを含む。
【００２０】
本開示の様々な側面のいずれかにおいて、ループプライマーのリンカー配列はヘアピン構造を有してもよい。
【００２１】
本発明の方法、組成物、反応混合物、キットおよび／またはシステムは、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するのに有用である。第一のプライマー伸長とその後の増幅の両方を達成するのに十分な試薬を同時または別のタイミングで添加できる。他の態様では、第一のプライマー伸長反応の産物の全体または一部（希釈してもしなくてもよい）を、増幅工程を実施する別の容器に移すことができる。適切な容器の例としては、微量遠心チューブ、円錐チューブ、薄壁チューブ、ストリップチューブ、マルチウェルプレート、微小流体装置、およびマイクロアレイが挙げられるが、これらに限定されるものではない。態様によっては、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列またはそれらの増幅産物は、出発物質中の標的ポリヌクレオチドの検出および／または定量に有用である。本発明の方法および装置は、遺伝的関連の検出、診断、予測、および／または治療・診断（ｔｈｅｒａｎｏｓｉｓ）に特に有用である。
【００２２】
（参照による援用）
本明細書で引用する刊行物、特許、または特許出願はすべて、それらをそれぞれ具体的かつ個別に「参照により援用する」と示した場合と同様に参照により本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の新規な特徴を添付の特許請求の範囲に詳細に示す。本発明の原理を利用する例示の態様を示す以下の詳細な説明とそれに関する添付の図面を参照すれば本発明の特徴および利点をより深く理解することができる。
【００２４】
【図１】図１は本開示の相補配列増幅スキームの概略図を示す。
【００２５】
【図２】図２は、本開示の一態様に従い特定のプライマーによって生成される逆転写（ＲＴ）産物の例示的なキャピラリー電気泳動（ＣＥ）分析の結果を示す。
【００２６】
【図３】図３は、本開示の一態様に従い異なる濃度でプライマーを用いた定量ＰＣＲによるＲＴ産物の増幅の例を示す。
【００２７】
【図４】図４は、本開示の一態様に従って４２℃または３７℃で特定のプライマーによって生成されるＲＴ産物の例示的なＣＥ分析の結果を示す。
【００２８】
【図５】図５は、本開示の一態様に従って特定のプライマーによって生成されるＲＴ産物の例示的な分析の結果を示す。
【００２９】
【図６】図６は本開示の一態様に従って特定のＲＴプライマーを用いて異なるｍｉＲＮＡによって生成されるＲＴ産物の例示的なＣＥ分析の結果を示す。
【００３０】
【図７】図７は、本開示の一態様による一塩基が異なるｍｉＲＮＡの区別の例を示す。
【００３１】
【図８】図８は、本開示の方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムに有用なコンピュータシステムの例を示す（ただし、この例に限定されるものではない）。
【００３２】
【図９】図９は、本開示の相補配列増幅スキームの例示的な概略図を示す。
【００３３】
【図１０】図１０は、本開示の一態様によるｍｉＲＮＡファミリーメンバーの特定の増幅に関するプライマーの例と結果を示す。
【００３４】
【図１１】図１１は、本開示の一態様によるｍｉＲＮＡファミリーメンバー（ｌｅｔ−７ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）に対する標的増幅感度を表す結果を示す。結果は、感度がμｌあたり少なくともマイクロＲＮＡ約２５〜２５０コピーであることを示している。試験の効率は約８０〜９０％である。
【００３５】
【図１２】図１２は、本開示の一態様によるプライマーの例と、バックグラウンドシグナルの減少を示す増幅結果を図示する。
【００３６】
【図１３】図１３は、本開示の一態様による特定のプライマーの３’末端の相補配列の長さの例示的な分析の結果を示す。
【００３７】
【図１４】図１４は、本開示の一態様による５’末端と３’末端の相補配列の長さの例示的な分析の結果を示す。
【００３８】
【図１５】図１５は、本開示の一態様による５’末端と３’末端のアーム配列の長さの例示的な分析の結果を示す。
【００３９】
【図１６Ａ】図１６Ａおよび図１６Ｂは、ブロッキングオリゴヌクレオチドを用いたバックグラウンドシグナルの減少の例示的な分析の概要と結果を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａおよび図１６Ｂは、ブロッキングオリゴヌクレオチドを用いたバックグラウンドシグナルの減少の例示的な分析の概要と結果を示す。
【００４０】
【図１７Ａ】図１７Ａおよび図１７Ｂは、本開示の一態様によるＲＴ−ＰＣＲ条件の最適化例の結果を示す。ＲＴプライマー濃度は約５０ｎＭとし、温度特性は２５℃で４５分間、８５℃で５分間とした。
【図１７Ｂ】図１７Ａおよび図１７Ｂは、本開示の一態様によるＲＴ−ＰＣＲ条件の最適化例の結果を示す。ＲＴプライマー濃度は約５０ｎＭとし、温度特性は２５℃で４５分間、８５℃で５分間とした。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
（定義）
「ポリヌクレオチド」、「核酸」、および「オリゴヌクレオチド」という用語は互換的に使用され、ヌクレオチド（デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチド）の任意の長さの重合体形態またはその類似体を指す。ポリヌクレオチドは任意の三次元構造を持ち、既知または未知の任意の機能を果たしてよい。ポリヌクレオチドの例としては以下が挙げられるが、これらに限定するものではない：遺伝子または遺伝子断片のコード領域または非コード領域、遺伝子間ＤＮＡ、連鎖解析で定義された座位、エキソン、イントロン、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、転移ＲＮＡ、リボソームＲＮＡ、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、核小体低分子ＲＮＡ、リボザイム、ｃＤＮＡ、組換えポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意配列の単離ＤＮＡ、任意配列の単離ＲＮＡ、核酸プローブ、アダプター、およびプライマー。ポリヌクレオチドはメチル化ヌクレオチドなどの修飾ヌクレオチドおよびヌクレオチド類似体を含んでよい。ヌクレオチド構造への修飾を行う場合、修飾は重合体の構成の前に付与しても後に付与してもよい。ヌクレオチドの配列にヌクレオチド以外の成分を挟んでもよい。ポリヌクレオチドを重合後にたとえば標識成分、タグ、反応性部分、または結合パートナーと結合することでさらに修飾してもよい。ポリヌクレオチドの配列を示す場合、他の指定がない限り、５’→３’の方向に記載する。
【００４２】
本明細書で使用する場合、「標的ポリヌクレオチド」および「標的配列」という用語は互換的に用いられ、標的配列（本発明の１つ以上のオリゴヌクレオチドをこの配列にハイブリダイズするよう設計する）を有する核酸分子の集合に含まれる核酸分子またはポリヌクレオチドを指す。態様によっては、標的配列は、特定のゲノム配列、ミトコンドリア配列、細菌由来配列、ウイルス由来配列、またはＲＮＡ（たとえばｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、初期ｍｉＲＮＡ、またはｍｉＲＮＡ前駆体）配列など、試料に由来する配列を一意的に識別する。態様によっては、標的配列は複数の異なる標的ポリヌクレオチドが共有する共通の配列（異なる標的ポリヌクレオチドに連結した共通のアダプター配列など）である。「標的ポリヌクレオチド」は、一方または両方の鎖に標的配列を有する二本鎖核酸分子または標的配列を有する一本鎖核酸分子を指すために用いてよく、核酸分子の供給源や単離または生成の方法については特に限定しない。標的ポリヌクレオチドは１個以上（たとえば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個またはそれ以上）の標的配列を有してよく、標的配列は同じ配列でも異なる配列でもよい。一般に、異なる標的ポリヌクレオチドは異なる配列（１個以上の異なるヌクレオチドまたは１個以上の異なる標的配列など）を有する。
【００４３】
「ハイブリダイズする」および「アニーリング」は、１個以上のポリヌクレオチドが反応してヌクレオチド残基の塩基間の水素結合によって安定化した複合体を形成する反応を指す。水素結合は、ワトソン・クリック塩基対形成、フーグスティーン結合、または他の任意の配列特異的様式で起こり得る。複合体は、二重鎖構造を形成する２本の鎖、多重鎖複合体を形成する３本以上の鎖、自己ハイブリダイズする１本の鎖、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。ハイブリダイゼーション反応は、ＰＣＲ反応の開始、またはリボザイムによるポリヌクレオチドの酵素的切断など、より広範な方法における工程を構成してよい。第一の配列が第二の配列のヌクレオチド残基の塩基との水素結合によって安定化できる場合、第二の配列に「ハイブリダイズできる」という。このような場合、第二の配列が第一の配列とハイブリダイズできるともいえる。
【００４４】
「相補体」、「相補的な」、および「相補性」は、ある配列に完全に相補的でありハイブリダイズできる配列を指す。一般に、第一の配列が第二の配列またはその集合にハイブリダイズできる場合、第一の配列は、ハイブリダイゼーション反応時に第二の配列またはその集合とのハイブリダイゼーションが非標的配列とのハイブリダイゼーションよりも優先される（たとえば、当技術分野で一般に利用されるストリンジェントな条件などのある一連の条件のもとで熱力学的により安定である）ように、特異的または選択的に第二の配列またはその集合にハイブリダイズできる。一般に、ハイブリダイズできる配列は、それぞれの長さの全体または一部に、たとえば２５％〜１００％の相補性（少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９１％、少なくとも約９２％、少なくとも約９３％、少なくとも約９４％、少なくとも約９５％、少なくとも約９６％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、および１００％の配列相補性が挙げられる）など、ある程度の配列相補性を互いに有する。
【００４５】
「ハイブリダイズした」という用語をポリヌクレオチドに用いた場合、ヌクレオチド残基の塩基間の水素結合によって安定化した複合体のうちのポリヌクレオチドを指す。水素結合は、ワトソン・クリック塩基対形成、フーグスティーン結合、または他の任意の配列特異的様式で起こり得る。複合体は、二重鎖構造を形成する２本の鎖、多重鎖複合体を形成する３本以上の鎖、自己ハイブリダイズする１本の鎖、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。ハイブリダイゼーション反応は、ＰＣＲ反応の開始、ライゲーション反応、配列決定反応、または切断反応など、より広範な方法における工程を構成してよい。
【００４６】
本発明は、様々な短鎖ＲＮＡ分子および非コードＲＮＡ分子の増幅に利用できる。本明細書で使用する場合、「非コードＲＮＡ分子」または「短鎖ＲＮＡ分子」という用語はタンパク質をコードしない任意のＲＮＡ分子を指す。非コードＲＮＡ分子の例としては以下が挙げられるが、この例に限定されるものではない：マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、ｐｉｗｉ結合ＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）、低分子核内ＲＮＡ（ｓｎＲＮＡ）、核小体低分子ＲＮＡ（ｓｎｏＲＮＡ）、転移ＲＮＡ（ｔＲＮＡ）、およびリボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）。本明細書で使用する場合、「マイクロＲＮＡ」という用語は、成熟マイクロＲＮＡの生合成における任意の形態のマイクロＲＮＡを指すのに用いられ、初期マイクロＲＮＡ（初期ｍｉＲＮＡ）、マイクロＲＮＡ前駆体（ｍｉＲＮＡ前駆体）、および成熟マイクロＲＮＡが挙げられる。存在するＲＮＡ標的のコピー数（または細胞あたりのコピー数）は１，０００，０００コピー未満、１００，０００コピー未満、１０，０００コピー未満、５，０００コピー未満、２，５００コピー未満、１，０００コピー未満、５００コピー未満、または１００コピー未満であってよい。
【００４７】
本明細書で使用する場合、「成熟マイクロＲＮＡ」は１９〜３０ヌクレオチドの範囲の長さのＲＮＡ分子を指す。「マイクロＲＮＡ」および「ｍｉＲＮＡ」という用語は互換的に用いてよい。当技術分野で公知のｍｉＲＮＡの例としては以下が挙げられるが、これらに限定されるものではない：
【表１】
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以上のマイクロＲＮＡ標的の配列と同じく本発明の方法を利用できる標的のさらなる例は、Griffith-Jones et al. (2004), Nucleic Acids Research 32:D109-D111およびGriffith-Jones et al. (2006), Nucleic Acids Research 34: D140-D144に記載されているように、「ｍｉＲＢａｓｅ配列データベース」で見ることができる。
【００４８】
本明細書で使用する場合、「マイクロＲＮＡ前駆体」および「ｍｉＲＮＡ前駆体」という用語は互換的に用いられ、プロセシングにより成熟ｍｉＲＮＡを発する任意の分子を指す。ｍｉＲＮＡ前駆体分子は、二本鎖ＲＮＡの領域とそれを形成する領域に挟まれた配列がなすループ領域とを含むことによりヘアピンのような構造をとる二次構造の領域を有する。「初期マイクロＲＮＡ」および「初期ｍｉＲＮＡ」という用語は互換的に用いられ、プロセシングにより前駆体ｍｉＲＮＡになる任意の分子を指す。初期ｍｉＲＮＡは様々なゲノムに由来してよく、例としては別個の転写物、遺伝子間領域、他の転写物の非翻訳領域、およびイントロンに由来するもの（いわゆる「ミュートロン（ｍｉｒｔｒｏｎ）」が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
本明細書で使用する場合、「低分子干渉ＲＮＡ」および「ｓｉＲＮＡ」という用語は互換的に用いられ、相補性に基づいて遺伝子標的のサイレンシングを誘導できる約５０ヌクレオチド未満、約４０ヌクレオチド未満、約３５ヌクレオチド未満、約３０ヌクレオチド未満、約２５ヌクレオチド未満、約２０ヌクレオチド未満、またはさらに短い任意のＲＮＡ分子を指す。サイレンシングは一般にはアルゴノートタンパク質によってもたらされ、一般には短鎖ＲＮＡ分子に誘発されて開始する。サイレンシングは転写後サイレンシングでも転写型サイレンシングでもよい。ｓｉＲＮＡ分子は、発現抑制される単数または複数の遺伝子に完全に相補的であっても一部相補的であってもよく、サイレンシングが起こるにはｍＲＮＡ転写物の切断を伴ってもよいし伴わなくてもよい。本明細書で使用する場合、「低分子ヘアピン型ＲＮＡ」および「ｓｈＲＮＡ」という用語は互換的に用いられ、互いに塩基形成できる２個の領域が塩基対形成に関与しない領域で分離されており、プロセシングによって１つ以上のｓｉＲＮＡを発する、任意の一本鎖ＲＮＡ分子を指す。ｓｈＲＮＡは細胞由来（内因性）であっても人工由来（外因性）であってもよい。内因性ｓｉＲＮＡとしては「ｐｉＲＮＡ」（任意のクラスのＰｉｗｉ結合ＲＮＡ）が挙げられる。
【００５０】
当業者はよく理解していることであるが、いくつかのｍｉＲＮＡは様々な生物や様々な組織での遺伝子制御に対する影響力に関してさらに特性評価できる。複数のｍｉＲＮＡが単一の遺伝子を制御する場合があり、ｍｉＲＮＡの制御は相乗的に作用する場合がある。単一のｍｉＲＮＡが複数のｍＲＮＡを制御できる場合もある。たとえば、単一のヒトｍｉＲＮＡが最大で１００個〜２００個の遺伝子を制御できると示唆した見解もある。最近では、ヒトの遺伝子のうち最大３０％はｍｉＲＮＡによる制御の対象であるとの記述もある。ｍｉＲＮＡは様々な生物から単離でき、このような生物の例としては、哺乳類、両生類、昆虫類、線虫、植物、その他に後生動物からウイルスに及ぶ多くの生物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ｍｉＲＮＡの発現は生物間や同じ生物の組織間で異なってもよく、同じ生物のなかで時間的に制御されてもよい。ｍｉＲＮＡによる制御は多くの過程に影響を及ぼす可能性がある。ｍｉＲＮＡによる遺伝子制御の影響を受ける過程の例としては、分化、発生、老化、アポトーシス、腫瘍形成、代謝、細胞成長、および細胞増殖が挙げられるがこれらに限定されるものではない（Zhou et al. (2007), BMC Genomics 8: 396；およびLu et al. (2008), PLoS ONE 3(10): e3420）。これらの多くの経路が影響を受けた結果として、ｍｉＲＮＡおよびその標的の制御不全が多くの疾患に関与するとされ、疾患の例としては循環器疾患、自己免疫障害、乾癬、ウイルス感染、統合失調症、脂質代謝障害、肥満、喘息、ダウン症候群、腎機能障害、体液恒常性障害、発生異常、真性赤血球増加症、アトピー性湿疹、筋強直性ジストロフィー、パーキンソン病、糖尿病、神経変性、トゥーレット症候群、脆弱Ｘ症候群などが挙げられる（Lu et al. (2008), PLoS ONE 3(10): e3420）がこれらに限定されるものではない。ｍｉＲＮＡおよびその標的の制御不全は、多くのがんにも関与するとされ、がんの例としては、多発性骨髄腫、リンパ腫、バーキットリンパ腫、小児バーキットリンパ腫、成人バーキットリンパ腫、Ｂ細胞リンパ腫、固形がん、造血器悪性腫瘍、大腸がん、乳がん、子宮頚がん、卵巣がん、マントル細胞リンパ腫、下垂体腺腫、白血病、前立腺がん、胃がん、膵臓がん、甲状腺がん、肺がん、乳頭様甲状腺がん、膀胱がん、胚細胞腫瘍、脳腫瘍、精巣胚細胞腫瘍が挙げられるがこれらに限定されるものではない。すなわち、このため、ｍｉＲＮＡは疾患の診断、予測、治療・診断の際のマーカーとして役立つ可能性がある。
【００５１】
本明細書で使用する場合、「相同性」という用語は、基準ヌクレオチド配列に類似の配列を指す。一方、「相補的」および「相補体」という用語は、ＰＣＲ反応のハイブリダイゼーション段階などで基準ヌクレオチド配列と塩基対形成できるヌクレオチド配列を指す。「非相補的」は、所定の一連の条件のもと、ＰＣＲ反応のハイブリダイゼーション段階などで基準配列と安定に塩基対形成するのに十分な相補性のない配列を指すのに用いられる。相同性および相補性の程度は与えられた用途に応じて変動してよく、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％または９５％を超えてよい。さらに、本明細書で使用する「実質的に非相補的」という用語は、基準配列に対する相補性が約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、または約５％未満であるヌクレオチド配列を指す。なお、構造の似た窒素塩基であるプリンとピリミジンはワトソン・クリック塩基対形成に関して同等に機能でき、同様の窒素塩基どうしをメチル化などで置換しても本質的な置換にはならない。
【００５２】
本明細書で使用する場合、「増幅する」、「増幅された」、「増幅」、「増幅産物」という用語は、プライマー依存性ポリメラーゼを用いて核酸を複製する任意の方法および／またはそれらの工程による産物を指す。好ましい態様では、増幅は上記の第一のプライマーおよび第二のプライマーを含むプライマー対を用いるＰＣＲによって行われる。増幅産物を続いて融解曲線分析、ヌクレオチド配列決定、一本鎖高次構造多型試験、アレル特異的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション、サザンブロット分析、および制限エンドヌクレアーゼ消化などの（ただしこれらに限定されるものではない）分析に供してもよい。
【００５３】
プローブを用いて増幅産物を検出してもよい。本明細書で使用する場合、「プローブ」という用語は、検出可能な部分を有し標的核酸に対し相補性を有することによってその標的とハイブリダイズし、検出可能な部分によって検出できるポリヌクレオチドを指す。ある態様では、プローブはワトソン・クリック型塩基または修飾塩基を含んでもよい。修飾塩基としては、たとえば米国特許第５，４３２，２７２号、第５，９６５，３６４号、および第６，００１，９８３号明細書に記載されているＡＥＧＩＳ（商標）塩基（Eragen Biosciences）が挙げられるが、これに限定されるものではない。ある側面では、塩基は天然のリン酸ジエステル結合または他の化学結合により連結される。他の化学結合としては、ペプチド結合またはたとえば国際出願公開第００／５６７４８号および第００／６６６０４に記載の架橋型核酸（ＬＮＡ）結合が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００５４】
本発明の実施には、他に指定のない限り、当技術分野の範囲に含まれる生化学、化学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、ゲノム科学および組換えＤＮＡの従来技術を採用する。たとえば、以下を参照のこと：Sambrook, Fritsch, Maniatis, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 2nd edition (1989); CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY (F. M. Ausubel, et al. eds., (1987)); METHODS IN ENZYMOLOGYのシリーズ(Academic Press, Inc.): PCR 2: A PRACTICAL APPROACH (M. J. MacPherson, B. D. Hames and G. R. Taylor eds. (1995))およびANIMAL CELL CULTURE (R. I. Freshney, ed. (1987))。
【００５５】
本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムを提供する。これらの方法、組成物、反応混合物、キット、および／またはシステムは短い核酸の検出に特に有用である。
【００５６】
（方法）
一側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、標的ポリヌクレオチドの領域に対する全配列が得られる条件のもとに、反応混合物中で試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿ってループプライマーの配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼを含む、方法を提供する。
【００５７】
別の側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列が得られる条件のもとに、該試料をループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む核酸増幅反応に供する工程を含み、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする該ループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成する該ポリメラーゼと；（ｃ）該標的ポリヌクレオチド内で該配列Ａ’または該配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す該逆方向プライマーと；（ｄ）該ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする該順方向プライマーとを含む、方法を提供する。
【００５８】
本明細書に開示のいずれかの方法または組成物に用いるループプライマーは、標的ポリヌクレオチドに相補的な２つの配列を両末端側に有するポリヌクレオチドを指す。本方法で用いる配列Ａはループプライマーの５’末端側、配列Ｂは３’末端側にある相補配列である。本方法で用いるこの２つの配列は、標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’および配列Ｂ’（配列Ａ’は配列Ｂ’よりも５’側に位置する）と塩基対を形成する。本方法で用いる場合、標的ポリヌクレオチド上で配列Ａ’と配列Ｂ’は互いに非常に近接しており、間にはＮ’の配列のみが存在する。配列Ａと配列Ａ’は、少なくとも２ヌクレオチド、少なくとも３ヌクレオチド、少なくとも４ヌクレオチド、少なくとも５ヌクレオチド、少なくとも６ヌクレオチド、少なくとも７ヌクレオチド、少なくとも８ヌクレオチド、少なくとも９ヌクレオチド、または少なくとも１０ヌクレオチドであってよい。態様によっては、配列Ａは、５〜１５ヌクレオチド（たとえば、１０ヌクレオチド）の長さである。配列Ｂと配列Ｂ’は、少なくとも５ヌクレオチド、少なくとも６ヌクレオチド、少なくとも７ヌクレオチド、少なくとも８ヌクレオチド、少なくとも９ヌクレオチド、少なくとも１０ヌクレオチド、少なくとも１１ヌクレオチド、少なくとも１２ヌクレオチド、少なくとも１３ヌクレオチド、少なくとも１４ヌクレオチド、少なくとも１５ヌクレオチド、少なくとも１６ヌクレオチド、少なくとも１７ヌクレオチド、少なくとも１８ヌクレオチド、少なくとも１９ヌクレオチド、または少なくとも２０ヌクレオチドであってよい。態様によっては、配列Ｂは４〜６ヌクレオチドの長さである。配列Ｎ’は１ヌクレオチド、２ヌクレオチド、３ヌクレオチド、４ヌクレオチド、または５ヌクレオチドであってよい。本方法で用いる、ループプライマーの配列Ａと配列Ｂとの間に介在するリンカー配列（配列Ｄ）は、配列Ａが配列Ａ’、配列Ｂが配列Ｂ’とそれぞれ同時にアニールできるような構造空間をループプライマーが有するのに十分な長さであってよい。
【００５９】
本開示のいずれかの方法を実施する際、ループプライマーは一般に、配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’の塩基対形成によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするよう設計される。次に、ポリメラーゼが標的ポリヌクレオチドを鋳型として配列Ｂの３’末端を伸長し、鋳型特異的プライマー伸長によって標的ポリヌクレオチドの領域Ｎ’、領域Ａ’、およびそれ以外の部分に対する相補体が生成され（この順序で生成される）、標的ポリヌクレオチドに相補的な配列が生成される。鋳型特異的プライマー伸長中、ポリメラーゼが配列Ｂの３’末端から伸長する間は配列Ａと配列Ａ’とのハイブリダイゼーションは低減する。結果として、第一の相補配列は５’→３’の方向に領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｎ、およびＡと、標的ポリヌクレオチドのそれ以外の部分を含む。配列Ｄの長さが加わるため、この相補配列の方が長い。また、この相補配列は標的ポリヌクレオチドよりも安定な形態である場合がある。たとえば、標的ポリヌクレオチドがｍｉＲＮＡでポリメラーゼが逆転写酵素である場合、この相補配列はより長いＤＮＡポリヌクレオチドであり、より安定である。
【００６０】
本発明の方法または組成物のいずれかに用いるループプライマーの設計について考慮すべき一つの点は、配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’に選択する相補性領域である。鋳型特異的プライマー伸長は配列Ｂの３’末端で起こり、標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’の５’側の領域のみが増幅されることになるため、標的ポリヌクレオチドの３’末端に比較的近くなるようにＡ’領域およびＢ’領域を選択するのが望ましい。このように選択すれば、配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’のハイブリダイゼーションの５’側に十分な数の標的ポリヌクレオチド配列が確実に存在し、第一の相補配列に含まれる。
【００６１】
ループプライマー、配列Ａ、および配列Ｂの長さは、プライマーの所望のハイブリダイゼーション温度、標的核酸配列、増幅する様々な標的核酸配列の複雑さなど、当技術分野で公知の多くの因子に依存する。ループプライマーの核酸配列は、合成された第一の相補的核酸分子それぞれの配列に組み込まれる。態様によっては、ループプライマーの３’末端に位置する第一の相補的核酸（ポリヌクレオチド）は、第一の相補的核酸と相補的な標的核酸（ポリヌクレオチド）の少なくとも一部分と相補的であるためその部分とハイブリダイズでき、長さは少なくとも約３ヌクレオチド、少なくとも約４ヌクレオチド、少なくとも約５ヌクレオチド、少なくとも約６ヌクレオチド、少なくとも約７ヌクレオチド、少なくとも約８ヌクレオチド、少なくとも約９ヌクレオチド、少なくとも約１０ヌクレオチド、少なくとも約１１ヌクレオチド、少なくとも約１２ヌクレオチド、少なくとも約１３ヌクレオチド、少なくとも約１４ヌクレオチド、少なくとも約１５ヌクレオチド、少なくとも約１６ヌクレオチド、少なくとも約１７ヌクレオチド、少なくとも約１８ヌクレオチド、少なくとも約１９ヌクレオチド、少なくとも約２０ヌクレオチド、またはそれよりも長くてよい。態様によっては、第一の相補的核酸分子は標的配列と一致しないヌクレオチドを１個以上（たとえば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、またはそれよりも多く）含む。実質的に非相補的な配列の選択は、増幅する標的に依存する。この実質的に非相補的な配列は、人工的な配列または設計された配列（たとえば、他の生物に見られる配列、別の種に見られる配列、別の亜種に見られる配列、同じ種を構成する別の生物に由来する実質的に非相補的な配列、同じ対象に由来し標的に対して実質的に非相補的な領域から選択された配列、標的に対して実質的に非相補的だとわかっている不規則に生成された配列、標的に対して実質的に非相補的だとわかっている特異的に設計された配列）であってよい。
【００６２】
態様によっては、本発明の方法の実施に用いる配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は、配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。
【００６３】
本方法で用いるループプライマーの設計について考慮すべきもう一つの点は、ＡとＡ’およびＢとＢ’のハイブリダイゼーションの配列のヌクレオチド数である。ヌクレオチドの総数によってループプライマーと標的ポリヌクレオチドの複合体の特異性および安定性が増加する場合がある。この複合体の特異性および安定性は標的ポリヌクレオチドを後に増幅・定量する際の精度に有益である。必要に応じて、配列Ｂのヌクレオチド数を配列Ａのヌクレオチド数よりも多くし、配列Ｂの３’末端からのプライマー伸長の間は配列Ａと配列Ａ’のハイブリダイゼーションが低減するように効率を上げてもよい。
【００６４】
態様によっては、配列Ａと配列Ｂはヌクレオチド塩基数が等しい長さであり、少なくとも３個、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、または少なくとも１０個（ただし約５０個以下）のヌクレオチドを含む。別の態様では、配列Ａは２ヌクレオチド、配列Ｂは３ヌクレオチドである。別の態様では、配列Ａは２ヌクレオチド、配列Ｂは４ヌクレオチドである。別の態様では、配列Ａは３ヌクレオチド、配列Ｂは４ヌクレオチドである。
【００６５】
ループプライマーの設計に関して考慮すべき点は配列Ａと配列Ｂの長さの合計であり、これは一般に、標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズできるのに十分な長さである。このハイブリダイゼーションは、その後に配列Ｂの３’末端が伸長する時間に耐えられるよう十分安定でなければならない。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５〜５０ヌクレオチド、約５〜約１０ヌクレオチド、または約５〜約１５ヌクレオチドである。
【００６６】
ループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂの相補性の程度は、一般に標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするのに十分な相補性である。このハイブリダイゼーションは、その後に配列Ｂの３’末端が伸長する時間に耐えられるよう十分安定でなければならない。態様によっては、配列を最適に整列した場合、Ａの配列とＢの配列は、配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列に対して少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％の相補性を有する。
【００６７】
ループプライマーの配列Ａと配列Ｂとの間のヌクレオチド数は、一般に配列Ｎ’および配列Ｎの長さに対応し、これは第一の相補鎖合成中の配列Ｂの３’末端のポリメラーゼ伸長の効率に影響する可能性がある。距離が大きいほどポリメラーゼはループプライマーに適合して鋳型特異的プライマー伸長を開始したり配列Ａと配列Ａ’のハイブリダイゼーションを低減したりしやすい。しかし、距離が長い場合、ループプライマーと標的ポリヌクレオチドの結合特異性が下がる場合がある、というのも、Ｎ’のヌクレオチドが多いとループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂの指定する配列と特異的に相互作用しないためである。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’の５’末端から１ｎｔ〜約１０ｎｔ以内、１ｎｔ〜約５ｎｔ以内、または２ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。
【００６８】
ループプライマーは一塩基多様性を検出するように設計できる。たとえば、本発明の方法は、配列Ａと配列Ｂのうち１個の塩基位置が異なるループプライマーの対（一方は標的配列の１つのアレルを認識し、もう一方は標的配列の別のアレルを認識する）を利用してもよい。また、ループプライマーは、ループ配列Ｄにも違いがあり、選択的に増幅かつ／または検出できる。
【００６９】
一態様では、１つのループプライマーはアレルのヌクレオチドとそれに近接する配列に結合し、別のループプライマーはそのアレルのヌクレオチドに直接隣接した配列に結合する。前者は一方のアレルのみを捕捉し、後者は両方のアレルを捕捉する。その後の検出、定量、および増幅の工程でこの２種類のループプライマー（異なるリンカー配列を有してもよい）を選択的に識別でき、それによって第一の相補配列から標的ポリヌクレオチドの異なるアレルを特異的に検出、定量、増幅できる。
【００７０】
本発明のループプライマーのリンカー配列Ｄは、一般に配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’の両方がハイブリダイゼーションするのに十分な長さを有するよう設計され、それによってループプライマーが正しい低分子ＲＮＡ標的に結合する特異性が高まる。一態様では、リンカー配列は、約５〜約１００ヌクレオチド、１０〜約８０ヌクレオチド、または２０〜約５０ヌクレオチドである。他の一部の態様では、リンカー配列は、約１０ヌクレオチド、約２０ヌクレオチド、約３０ヌクレオチド、約４０ヌクレオチド、約５０ヌクレオチド、約６０ヌクレオチド、約７０ヌクレオチド、約８０ヌクレオチド、約９０ヌクレオチド、または約１００ヌクレオチドの長さである。
【００７１】
必要に応じて、本発明の方法または組成物に用いるリンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；複数の異なるプライマーまたは異なるループプライマーの下位集合が共有する１つ以上の共通配列；ヘアピン構造を形成するための１対以上の相補配列；あるいはそれらの組み合わせなど（ただし、これらに限定されるものではない）の１つ以上の配列要素を含むことができる。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。２つ以上の配列要素は互いに隣接していなくてもよい（たとえば、１個以上のヌクレオチドで隔てられている）し、互いに隣接していてもよく、一部が重複していてもよく、完全に重複していてもよい。たとえば、増幅プライマーにアニールする配列は配列決定プライマーにアニールする配列として機能することもできる。配列要素の長さは任意の適切な長さであってよく、約３ヌクレオチド、約４ヌクレオチド、約５ヌクレオチド、約６ヌクレオチド、約７ヌクレオチド、約８ヌクレオチド、約９ヌクレオチド、約１０ヌクレオチド、約１５ヌクレオチド、約２０ヌクレオチド、約２５ヌクレオチド、約３０ヌクレオチド、約３５ヌクレオチド、約４０ヌクレオチド、約４５ヌクレオチド、約５０ヌクレオチドまたはそれ以上の（あるいはこれらのヌクレオチド長よりも短いか長い）長さが挙げられる。
【００７２】
態様によっては、リンカー配列はヘアピン構造を形成するための１対以上の相補配列を有する。配列の対のうち各配列を「ステム配列」と呼ぶことがある。１対のステム配列のうち各ステム配列は、全長にわたり完全に相補的であってもよく、１つ以上（たとえば１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上）の不一致を有してもよい。態様によっては、ステム配列対のステム配列どうしは、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または１００％相補性である。ステム配列はたとえば約３ヌクレオチド以上、約４ヌクレオチド以上、約５ヌクレオチド以上、約６ヌクレオチド以上、約７ヌクレオチド以上、約８ヌクレオチド以上、約９ヌクレオチド以上、約１０ヌクレオチド以上、約１５ヌクレオチド以上、約２０ヌクレオチド以上、約２５ヌクレオチド以上、またはそれ以上の長さなど、任意の適切な長さであってよい。態様によっては、ステム配列は５〜１０ヌクレオチド（たとえば７ヌクレオチド）の長さである。ステム配列を、ハイブリダイゼーションによって形成するステムが特定の融解温度（Ｔｍ）（３５℃〜９０℃、４０℃〜７５℃、４５℃〜６５℃、または５０℃〜５５℃など）を有するように設計してもよい。態様によっては、ステム配列のハイブリダイゼーションによって形成されるステムのＴｍは６０℃〜７２℃である。リンカー配列に含まれる各ステム配列の位置を変えてもよい。一般に、リンカー配列内でステム配列の間に挟まれた配列は、ステム配列がハイブリダイズするとループ構造を形成する。ステム配列間の距離はループを形成する配列の長さ（たとえば少なくとも約３ヌクレオチド、少なくとも約４ヌクレオチド、少なくとも約５ヌクレオチド、少なくとも約６ヌクレオチド、少なくとも約７ヌクレオチド、少なくとも約８ヌクレオチド、少なくとも約９ヌクレオチド、少なくとも約１０ヌクレオチド、少なくとも約１５ヌクレオチド、少なくとも約２０ヌクレオチド、少なくとも約２５ヌクレオチド、またはそれよりも長いループ配列など）に影響する可能性がある。態様によっては、ループ配列は、５〜１０ヌクレオチド（たとえば５ヌクレオチド）の長さである。ループ配列は、標的に結合する配列（たとえばｍｉＲＮＡ標的に相補的な配列）を有さないように設計されてもよい。ステムは、ループプライマー配列Ａおよび／または配列Ｂのヌクレオチドの直前のヌクレオチドを含んでもよい。あるいは、ループプライマーはステム配列の末端と配列Ａと配列Ｂの一方または両方の始点との間に１個以上（たとえば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１５個、２０個、２５個、またはそれ以上）のヌクレオチドを含んでもよい。これらの配列を「アーム配列」と呼ぶことがある。ヘアピン構造を形成するリンカー配列を含むループプライマーは、０個、１個、または２個のアームを含んでもよく、各アームの長さはもう一方のアームとは独立して選択される。態様によっては、一方または両方のアームを５〜１５ヌクレオチドの長さになるよう設計する。
【００７３】
態様によっては、リンカー配列は目的とする標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成後に検出・定量しやすくする特有の配列を含む。第一の相補配列を生成した後、リンカー配列の一部分は順方向プライマーに相補的である。したがって、特異的なバーコードをリンカー配列に有することにより、順方向プライマーは異なるが逆方向プライマーは同じものを使って、異なるループプライマーを増幅、検出、または定量できる。態様によっては、１つのループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂは、別のループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂと同じ標的ポリヌクレオチドのうちのわずかに異なる領域に結合できることによって特異性がより高くなり、かつ／またはユーザによる検証が可能である。リンカー配列のバーコードの違いによって別のループプライマーと結合する異なる順方向プライマーにより、このような異なるループプライマーを後に増幅・検出・定量しやすくなる。
【００７４】
態様によっては、リンカーは１つ以上の制限酵素認識配列を含む。増幅後、第一の相補配列を基に増幅された、リンカー配列制限部位を含む真の増幅産物のみを切断して検出・定量の対象として表にまとめられるように、制限酵素消化により検出の精度を顕著に改善できる。
【００７５】
他の態様では、リンカー配列は、１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列、オリゴヌクレオチドプローブ結合配列の相補体、プライマーにアニールする配列、またはプライマーにアニールする配列の相補体を含む。増幅時、配列特異的な様式でハイブリダイズする追加のプローブ（ＴａｑＭａｎ（登録商標）など）または増幅の特異性を付加する追加のプライマーは、これらの配列を利用して標的ポリヌクレオチドに対する第一の相補配列をより確実に正確に増幅できる。
【００７６】
他の態様では、リンカー配列は反応混合物に用いるすべてのループプライマーに共通する領域を含む。すべてのループプライマーに共通するこのようなリンカー配列により、検出および定量のコストを削減できる。というのも、その後のプローブ（たとえばＴａｑＭａｎ（登録商標）プローブ）、酵素消化とその配列、順方向プライマー、およびループプライマーに作用するその他の任意の試薬を、多くの異なる標的ポリヌクレオチドの検出に使用する多くの異なるループプライマーに広く使用できるためである。
【００７７】
態様によっては、複数のループプライマーのそれぞれを、各プライマーまたは各第一の相補的核酸分子の融解温度が３５℃〜９０℃（たとえば４０℃〜７５℃、４５℃〜６５℃、または５０℃〜５５℃）となるように設計する。態様によっては、複数のループプライマーのそれぞれを、各ループプライマーまたは各相補的核酸分子の融解温度が約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７２℃、約７５℃、約８０℃またはそれ以上（あるいはこれらよりも低温または高温）となるように設計する。態様によっては、第一のプライマーは、少なくとも約１０、約５０、約１００、約１５０、約２００、約２５０、約３００、約３５０ｎＭ、または最大で約３００、約３５０、約４００、約４５０、約５００、約５５０、約６００、約８００、約１００００μＭ（あるいは間に含まれると推測される任意の範囲または値）の濃度で存在してもよい。
【００７８】
標的ポリヌクレオチドを鋳型とし、ループプライマーを用いて配列Ｂの３’末端からの鋳型特異的プライマー伸長によって第一の相補的配列を生成した後、この第一の相補配列を後の増幅反応（定量および検出を目的とする増幅など）用の鋳型とする。第一の相補配列の追加のコピーを生成するため（特に標的ポリヌクレオチドに相補的な領域について）、順方向プライマーはリンカー配列Ｄに含まれる配列に特異的にハイブリダイズし、逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドで配列Ａ’よりも５’側にある（第一の相補配列で配列Ａよりも３’側にある）配列に特異的にハイブリダイズする。したがって、従来のＰＣＲと同様に、選択したプライマーで挟んだこの特定領域を後の反応で指数関数的に増幅できる。
【００７９】
態様によっては、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を逆方向プライマーおよび必要に応じて順方向プライマーの存在下で増幅する工程をさらに含み、この逆方向プライマーおよび順方向プライマーは、それぞれ増幅産物およびループプライマーに対して配列相補性を示す。態様によっては、順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする。態様によっては、逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’または配列Ｂ’より５’側に位置する部分に相補的な配列に特異的にハイブリダイズする。
【００８０】
順方向プライマーおよび逆方向プライマーは一般に、増幅反応の条件のもとで標的核酸配列の鋳型特異的増幅を開始するのに十分な長さを有する。第二のプライマーのセットのプライマーの長さは、プライマーの所望のハイブリダイゼーション温度、標的核酸配列、および増幅する様々な標的核酸配列の複雑さなど、当技術分野で公知の多くの因子に依存する。態様によっては、順方向プライマーおよび逆方向プライマーは、標的配列と一致しないヌクレオチドを１個以上（たとえば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、またはそれ以上）有する。実質的に非相補的な配列の選択は、増幅される標的に依存する。このような実質的に非相補的な配列は、人工的な配列または設計された配列（たとえば、他の生物に見られる配列、別の種に見られる配列、別の亜種に見られる配列、同じ種を構成する別の生物に由来する実質的に非相補的な配列、同じ対象に由来し標的に対して実質的に非相補的な領域から選択された配列、標的に対して実質的に非相補的だとわかっている無作為に生成された配列、標的に対して実質的に非相補的だとわかっている特異的に設計された配列）であってよい。
【００８１】
必要であれば、ループプライマー、順方向プライマー、および逆方向プライマーはそれぞれ、修飾核酸などのヌクレオチド類似体またはその他の非標準ヌクレオチドを含んでもよい。ヌクレオチド類似体のその他の例としては、２−アミノプリン、２，６−ジアミノプリン、５−ブロモ−デオキシウリジン、デオキシウリジン、反転デオキシチミジン、ジデオキシヌクレオチド、５−メチルデオキシシチジン、デオキシイノシン、架橋型核酸（locked nucleic acids；LNA）、５−ニトロインドール、および２’−Ｏ−メチル−ＲＮＡ塩基が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００８２】
態様によっては、順方向プライマーおよび逆方向プライマーをそれぞれの融解温度が３５℃〜９０℃（たとえば４０℃〜７５℃、４５℃〜６５℃、または５０℃〜５５℃）となるように設計してもよい。態様によっては、複数の順方向プライマーおよび逆方向プライマーのそれぞれを、それぞれの融解温度が約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７２℃、約７５℃、約８０℃またはそれ以上（あるいはこれらよりも低温または高温）となるように設計する。さらなる態様では、増幅反応に存在するループプライマー、順方向プライマーおよび逆方向プライマーの濃度を少なくとも約１０、約５０、約１００、約１５０、約２００、約２５０、約３００、約３５０ｎＭ、または最大で約３００、約３５０、約４００、約４５０、約５００、約５５０、約６００、約８００、約１００００μＭ（あるいは間に含まれると推測される任意の範囲または値）にしてよい。
【００８３】
上記のように、態様によっては、本発明の方法の第一の相補的核酸分子は、ループプライマーを本明細書に開示の順方向プライマーおよび逆方向プライマーを含む第二のプライマーセットと併用することによって増幅できる。第二のプライマーセットは、ループプライマーと同時に反応に添加してもよいし、ループプライマー伸長後に添加してもよい。さらに他の態様では、追加量のループプライマーを伸長反応後に添加してもよい。ある量のループプライマーを伸長反応後に添加するとき、第二のプライマーセットも共に添加してもよい。態様によっては、順方向プライマー（たとえばループプライマーに含まれる配列の相補体とハイブリダイズするプライマー）は約１０ヌクレオチド以上、約１５ヌクレオチド以上、約２０ヌクレオチド以上、またはそれ以上の長さである。順方向プライマーを、５５℃〜７５℃（たとえば６２℃）などの所望の融解温度（Ｔｍ）を有するように設計してもよい。逆方向プライマー（たとえばｍｉＲＮＡなどの標的ポリヌクレオチドの相補体とハイブリダイズするプライマー）を、５５℃〜７５℃（たとえば６２℃）のＴｍなどの１つ以上の性質を有するように設計してもよい。
【００８４】
態様によっては、反応は、標的ポリヌクレオチドの領域に対する全配列が得られる条件のもと、単一の反応混合物中で行われる。ここで、反応混合物は、（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する標的ポリヌクレオチドに沿ってループプライマーの配列Ｂを５’→３’方向に伸長して標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと；（ｃ）標的ポリヌクレオチド内で配列Ａ’または配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す逆方向プライマーと；（ｄ）ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする順方向プライマーとを含む。
【００８５】
態様によっては、本発明の方法は、標的ポリヌクレオチドの量に比べて過剰に存在するループプライマー、順方向プライマー、および／または逆方向プライマーを利用する。たとえば、使用するループプライマー、順方向プライマー、および／または逆方向プライマーは、増幅反応に存在する標的ポリヌクレオチドの少なくとも約１倍、約１０倍、約１００倍、約２００倍、約３００倍、約４００倍、約５００倍、約６００倍、約７００倍、約８００倍、約９００倍、約１０００倍、約１５００倍、約２０００倍、約３０００倍、約５０００倍、約７５００倍、約１００００倍、約２００００倍、約５００００倍、約１０００００倍、約１０6倍、約１０7倍、約１０8倍、またはそれ以上である。態様によっては、ループプライマー、順方向プライマー、および逆方向プライマーを用いることにより、増幅前に試料に存在する１つ以上の標的核酸分子が約５０００コピー未満、約２５００コピー未満、約１０００コピー未満、約９００コピー未満、約８００コピー未満、約７００コピー未満、約６００コピー未満、約５００コピー未満、約４００コピー未満、約３００コピー未満、約２００コピー未満、約１００コピー未満、約５０コピー未満、約４０コピー未満、約３０コピー未満、約２０コピー未満、約１０コピー未満、約５コピー未満、またはさらに少ないコピー数であっても、この１つ以上の標的核酸分子を検出可能なレベルまで増幅できる。
【００８６】
第一の相補配列の生成は、一段階ＲＴ−ＰＣＲまたは二段階ＲＴ−ＰＣＲの一部であってもよく、ここで、反応混合物は第一鎖の合成のための試薬と増幅のための試薬を別々に含んでもよいし、両方の試薬を共に含んでもよい。さらに、その後の増幅のための反応混合物は、第一の相補配列産物とハイブリダイズして長さの異なる産物（すなわち第一の相補配列のうち異なる範囲をカバーする産物）を生成する異なるプライマーを含んでもよい。第一の相補配列に含まれる領域を定量または検出する特異的なプローブによって特異性を高めてもよい。たとえば、リンカー配列Ｄや標的ポリヌクレオチド配列に含まれる特定の領域またはそれらの２つの領域間にみられる重複部分も第一の相補配列で探索するＴａｑＭａｎ（登録商標）プローブを、標的核酸の第一の相補配列の生成と同時またはその前後に反応混合物に添加することができる。
【００８７】
第一の相補配列の生成は、ポリメラーゼによって行うことができる。当技術分野では様々なポリメラーゼが利用できる。例としては、逆転写酵素（ＲＴ）（たとえばモロニーマウス白血病ウイルス由来ＲＴ（ＭＭＬＶ−ＲＴ）、トリ骨髄芽球症ウイルス由来ＲＴ（ＡＭＶ−ＲＴ）、ウシ白血病ウイルス由来ＲＴ（ＢＬＶ−ＲＴ）、ラウス肉腫ウイルス由来ＲＴ（ＲＳＶ−ＲＴ）、ヒト免疫不全ウイルス由来ＲＴ（ＨＩＶ−ＲＴ）、ラウス関連ウイルス由来ＲＴ（ＲＡＶ−ＲＴ）、骨髄芽球症関連ウイルス由来ＲＴ（ＭＡＶ−ＲＴ）またはその他のトリ肉腫・白血病ウイルス由来ＲＴ（ＡＳＬＶ−ＲＴ）など）、テルムス属（Ｔｈｅｒｍｕｓ）Ｚ０５ポリメラーゼ、ΔＺ０５ポリメラーゼ、それらの任意の修飾形態または誘導体などのＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼが挙げられるが、これらに限定されるものではない。態様によっては、このＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼはＲＮＡｓｅＨ活性を有さない（たとえばSUPERSCRIPT III（商標）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）（1600 Faraday Avenue, PO Box 6482, Carlsbad, Calif. 92008）。態様によっては、ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性を有する酵素はＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性も有し、逆転写と増幅の両方の工程に使用される。
【００８８】
本発明の方法のいずれか１つの方法のループプライマーの伸長条件は、標的、第一のプライマーのハイブリダイゼーションの必要条件、ポリメラーゼ、その他の試薬に関する必要条件、所望の結果に応じて変更できる。プライマー伸長条件を変更する方法は当技術分野で公知である。多数の試薬が市販されており、所望の結果を得るために濃度を最適化することができる。一般的な逆転写の手順の例では、約４２℃で約１２０分間かけて行うプライマー伸長工程と約８０℃以上の温度で約５分間インキュベートすることによる酵素失活工程が含まれるが、この例に限定されるものではない。伸長のためのインキュベーション温度は記載した因子に応じて変動してもよく、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約４８℃、約５０℃、約５２℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃またはそれ以上（あるいはこれらの温度よりも低温または高温）あるいは間に含まれる任意の温度が挙げられる。態様によっては、伸長のためのインキュベーション温度は４８℃〜５２℃である。伸長反応のインキュベーション時間も変動してよく、約１分、約２分、約３分、約４分、約５分、約１０分、約１５分、約２０分、約３０分、約４０分、約５０分、約６０分、約７０分、約８０分、約１００分、約１２０分、約１４０分、約１８０分またはそれ以上（あるいはこれらより短いまたは長い時間）が挙げられる。失活時間・温度は、酵素が失活するものであれば特に制限はなく、温度は約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、または約９５℃（あるいはこれよりも低温または高温）、時間は約１分以上、約２分以上、約３分以上、約４分以上、約５分以上、約６分以上、約７分以上、約８分以上、約９分以上、約１０分以上、約１５分以上、約２０分以上、約３０分以上、またはそれ以上の時間を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。プライマー伸長の前にＲＮＡ分子の分子間および分子内の相互作用を阻害するため熱変性工程を行ってもよいし、行わなくてもよい。態様によっては、プライマー伸長の前に熱変性工程を行わない。態様によっては、逆転写の手順には熱失活工程を含まない。態様によっては、逆転写工程とＰＣＲ工程を組み合わせて単一のチューブで行う。ポリメラーゼ（ホットスタートポリメラーゼが好ましい）の活性が低い場合、続いて環境温度で逆転写を実施してもよい。逆転写酵素はモロニーマウス白血病ウイルス（Ｍ−ＭＬＶ）またはトリ骨髄芽球症ウイルス（ＡＭＶ）由来の天然または改変多様体の酵素であることが好ましい。両方の活性を有するPyroPhage（登録商標）（Lucigen Inc.）などの単一の酵素を用いてＲＴ−ＰＣＲを実施することもできる。
【００８９】
必要であれば、第一の相補的核酸分子を、酵素を用いてポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）で増幅する。この方法は一般にＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ（ＤＮＡの重合を触媒できる酵素）を用いる。この方法の一つの用途は存在するコピー数の低い核酸の検出または単離である。ある側面では、ポリメラーゼは約２０℃以上、約２３℃以上、約２５℃以上、約３７℃以上、約４２℃以上、約５０℃以上、約６０℃以上、約７０℃以上、約８０℃以上、約９０℃以上、またはそれよりも高温で活性である。態様によっては、本発明の方法は熱安定性ポリメラーゼを用いる。熱安定性ポリメラーゼの例としては、テルムス・テルモフィルス（Thermus thermophilus）ＨＢ８（たとえば、米国特許第５，７８９，２２４号明細書および米国特許出願公開第２００３／０１９４７２６号明細書を参照のこと）；変異テルムス・オシマイ（Thermus oshimai）；テルムス・スコトドゥクトゥス（Thermus scotoductus）；テルムス・テルモフィルス１Ｂ２１；テルムス・テルモフィルスＧＫ２４；テルムス・アクアティクス（Thermus aquaticus）ポリメラーゼ（ＡｍｐｌｉＴａｑ（登録商標）ＦＳまたはＴａｑ（Ｇ４６Ｄ；Ｆ６６７Ｙ）（たとえば米国特許第５，６１４，３６５号明細書を参照のこと）、Ｔａｑ（Ｇ４６Ｄ；Ｆ６６７Ｙ；Ｅ６８１１）、Ｔａｑ（Ｇ４６Ｄ；Ｆ６６７Ｙ；Ｔ６６４Ｎ；Ｒ６６０Ｇ））；ピロコックス・フリオスス（Pyrococcus furiosus）ポリメラーゼ；テルモコックス・ゴルゴナリウス（Thermococcus gorgonarius）ポリメラーゼ；ピロコックス属（Pyrococcus）の種のＧＢ−Ｄポリメラーゼ；テルモコックス属（Thermococcus）の種（９°Ｎ−７株）のポリメラーゼ；バチルス・ステアロテルモフィルス（Bacillus stearothermophilus）ポリメラーゼ；Ｔｓｐポリメラーゼ；ＴｈｅｒｍａｌＡｃｅ（商標）ポリメラーゼ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）；テルムス・フラウス（Thermus flavus）ポリメラーゼ；テルムス・リトラリス（Thermus litoralis）ポリメラーゼ；テルムス属Ｚ０５ポリメラーゼ；ΔＺ０５ポリメラーゼ（たとえばΔZ05-Gold DNAポリメラーゼ；およびそれらの変異体、多様体、または誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。熱安定性でないポリメラーゼの例としては、ＤＮＡポリメラーゼＩ；変異型ＤＮＡポリメラーゼＩ（クレノウ断片および３’→５’エキソヌクレアーゼ活性欠失型クレノウ断片などが挙げられるがこれらに限定されるものではない）；Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼ；変異型Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼ；Ｔ７ＤＮＡポリメラーゼ；変異型Ｔ７ＤＮＡポリメラーゼ；ｐｈｉ２９ＤＮＡポリメラーゼ；および変異型ｐｈｉ２９ＤＮＡポリメラーゼが挙げられるがこれらに限定されるものではない。態様によっては、増幅工程に用いるＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性を有する酵素は第一のプライマー伸長工程で第一のプライマーのプライマー伸長に用いる酵素と同じ酵素であり、ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性も有する。
【００９０】
態様によっては、本発明の方法はホットスタートポリメラーゼを利用する。ホットスタートポリメラーゼはＤＮＡポリメラーゼの修飾形態で、熱活性化する必要がある（たとえば、米国特許第６，４０３，３４１号および第７，１２２，３５５号明細書を参照のこと；これらの全内容を参照によって援用する）。このようなポリメラーゼを用いて、たとえば感度、特異性、および収率をさらに高め、かつ／またはコピー数の低い標的の増幅をさらに改善することができる。一般に、ホットスタート酵素は不活性状態で提供される。熱活性化により修飾物が遊離して活性な酵素になる。多数のホットスタートポリメラーゼが様々な供給元から市販されている（Applied Biosystems；Bio-Rad；eEnzyme LLC；Eppendorf North America；Finnzymes Oy；GeneChoice, Inc.；Invitrogen；Jena Bioscience GmbH；MIDSCI；Minerva Biolabs GmbH；New England Biolabs；Novagen；Promega；QIAGEN；Roche Applied Science；Sigma-Aldrich；Stratagene；Takara Minis Bio；USB Corp.；Yorkshire Bioscience Ltd.など）。
【００９１】
本発明の方法を利用して配列の違う異なる標的ポリヌクレオチドの相補配列を同時に生成できる。２種以上の異なるループプライマーを伸長反応に使用することによって２種以上の異なる第一の相補的核酸分子を生成できる。異なるループプライマーはそれぞれ、複数の異なるポリヌクレオチド分子標的のうち１つの少なくとも一部分と相補的な異なる第一の配列を３’末端側に有する。態様によっては、これらの異なるループプライマー配列は、目的とする特定のポリヌクレオチド分子標的の少なくとも一部分と相補的な所定の配列を有するよう選択できる。他の態様では、ループプライマー配列は不規則かつ不確定であるか、ほぼ不規則（ループプライマー配列の特定の位置が１種以上のヌクレオチドに偏っており、たとえば、１個以上のヌクレオチドが２種以上の異なるヌクレオチドから不規則に選択される）である。複数の異なるループプライマーを組み合わせて（各ループプライマーの濃度は同じでも異なってもよい）ループプライマーの「プール」を作製できる。このようなループプライマーのプールを用いることにより、それぞれ複数の異なるポリヌクレオチド分子標的のうちの１つに対して相補的な複数の異なる第一の相補的核酸分子を同時に生成できる。
【００９２】
本発明の方法のさらなる態様では、２種以上の異なる第一の相補的ポリヌクレオチド分子を増幅のための鋳型として用いて複数のコピーを生成する。これは、増幅反応に順方向プライマーと逆方向プライマーのセットを２セット以上用いることによって実行でき、異なるプライマーはそれぞれ、複数の異なる第一の相補的ポリヌクレオチド標的のうち１つの少なくとも一部分に対して相補性を有する異なる第二の配列を３’末端に有する。態様によっては、これらの異なる順方向プライマーおよび逆方向プライマーは、目的とする特定の第一のＤＮＡ分子標的の少なくとも一部分に対し相補的な所定の配列を有するよう選択できる。他の側面では、異なる順方向プライマーおよび逆方向プライマーは、不規則かつ不確定であるか、ほぼ不規則（配列上の特定の位置が１種以上のヌクレオチドに偏っており、たとえば、１個以上のヌクレオチドが２種以上の異なるヌクレオチドから不規則に選択される）である。複数の異なる順方向プライマーおよび逆方向プライマーを組み合わせて（各プライマーの濃度は同じでも異なってもよい）第二のプライマーの「プール」を作製できる。このような第二のプライマーのプールをループプライマーのプールと併用することにより、それぞれが複数の異なるポリヌクレオチド分子標的のうちの１つの少なくとも一部分に対して相補性を有する複数の異なる第一の相補配列分子を同時に生成できる。
【００９３】
第一のＤＮＡ分子を生成または増幅するためのプールに含まれるプライマーの組み合わせは、多数の選択肢のうちの任意の組み合わせであってよい。第一のプライマーのプールを用いて第一のＤＮＡ分子を生成した後、選抜した１種以上の第一のＤＮＡ分子に対して相補的な第二の配列を有する、選抜した１つ以上の第二のプライマーを用いて増幅を行ってもよいし、プライマー伸長反応で得た目的の第一ＤＮＡ分子産物のそれぞれに対して第二のプライマーを含む第二のプライマーのプールを用いて増幅を行ってもよい。さらに別の態様では、第一のプライマーと第二のプライマーの対を１対以上添加し、第一のプライマーのプールを用いたプライマー伸長で生成した１種以上の第一のＤＮＡ分子を増幅してもよい。プライマープールは、完全に重複するＲＮＡおよび第一の相補的ＤＮＡ分子標的の下位集合を含む必要はない。
【００９４】
本発明による標的ポリヌクレオチドに相補的な配列の生成方法および／または二本鎖標的ポリヌクレオチドの増幅方法を同じ反応場所で（たとえば容器に入れて）実施してもよい。相補配列を生成するための試薬とその後の増幅のための試薬は、同時に添加しても順次添加してもよい。態様によっては、ループプライマー伸長反応と増幅反応の両方を実施するためのすべての試薬を一度に添加することにより、試料をそれ以上操作することなく両方の反応を行うことができる。態様によっては、増幅反応を実施するための１つ以上の試薬をループプライマー伸長反応の後に添加する。態様によっては、第一の相補的分子の増幅を、ループプライマーの伸長による第一のＤＮＡ分子の生成に用いたものとは別の容器で実施する。ループプライマー伸長産物を移動する場合、全反応容量を用いてもよいし、その一部分を用いてもよい。一度のループプライマー伸長反応で得た複数の部分を複数の別個の容器に移動して複数の増幅反応を行ってもよい。別個の反応容器はプライマー伸長反応に用いたものと同じ種類のものでも異なってもよい。反応容器の例としては、微量遠心チューブ、円錐チューブ、薄壁チューブ、ストリップチューブ、マルチウェルプレート、微小流体装置、およびマイクロアレイが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９５】
必要であれば、担体に結合させた１つ以上のプライマー（たとえばループプライマー、順方向プライマーまたは逆方向プライマー）を用いて反応の様々な工程を行うことができる。態様によっては、１つ以上のループプライマーを固相担体に結合する。態様によっては、ループプライマーのうち１つ以上を順方向プライマーおよび逆方向プライマーと共に担体に結合する。結合は様々な方法で実行でき、例としては、共有結合、静電気的相互作用、２つ以上の分子の分子間相互作用が挙げられるが、これらに限定されるものではない。様々な種類の固相担体が当技術分野で公知であり、例としては、様々なサイズの薄片、チップ、ビーズ、ウェル、プレート、微小流体装置、マイクロアレイ、およびチューブが挙げられるが、これらに限定されるものではない。固相担体はこの結合を支持できる様々な材料で構成でき、例としてはケイ素、プラスチック、ガラス、高分子材料、金属、半導体材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９６】
本発明の１つ以上の方法を実施する際、複数の異なる標的ポリヌクレオチド分子を同時に増幅するように設計した反応容器を利用して、異なる標的分子をそれぞれ異なる場所で増幅してもよい。これは様々な方法で実行できる。一態様では、複数の異なる場所はそれぞれ、たとえばアレイのように、特定の第一の相補配列分子の少なくとも一部分に対して相補的な第二の配列を有する１種以上のプライマーを含む。異なる場所はそれぞれ、特定の標的ポリヌクレオチドを生成・増幅するために、対応するループプライマーをさらに含んでもよい。プライマーをそれぞれの異なる場所に物理的に結合してもしなくてもよい。あるいは、特定の第一の相補配列分子の少なくとも一部分に対して相補的な第二の配列を有する１種以上のプライマーと結合したビーズを、異なる第二の配列を有する１種以上の第二のプライマーと結合した他のビーズとは別の場所に分離する。たとえば脂質を水に溶解した乳剤によって、または脂質をビーズ表面に配置することによって分離を行う。態様によっては、溶液中で自由にプライマー伸長による第一の相補配列分子の生成を行った後、別個の場所で増幅を行う。他の態様では、プライマー伸長による第一の相補配列分子の生成を別個の場所で実施する（たとえば、ループプライマーと第二のプライマーのセット（順方向プライマーおよび逆方向プライマー）が別の場所にある場合）。
【００９７】
標的ヌクレオチド配列またはそのうちのある領域の増幅は、ポリメラーゼ連鎖反応時に複数のサイクルで実施できる。望ましい増幅サイクル数は１〜４５増幅サイクル（たとえば１〜２５増幅サイクル、５〜３５増幅サイクル、１０〜４５増幅サイクル）であってよい。サイクルのパラメータは多くの因子に基づいて変動し、最適化してもよい。このような因子の例としては、プライマー配列、プライマー融解温度、標的分子の長さ、標的配列、標的の複雑さ、標的集合の複雑さ、ポリメラーゼ酵素の最適な活性、その他の試薬の必要条件が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一般的なＰＣＲプロトコールの例としては以下が挙げられるが、この例に限定されるものではない：すなわち、（１）９５℃で１０分（初期の融解）（２）９５℃で２０秒（サイクル中の融解）、（３）５０℃で２０秒（ハイブリダイゼーション）、（４）７２℃で１分（伸長）、（５）工程２〜４を４０回反復（サイクル数）、（６）７２℃で１０分（最終伸長）。各工程の温度と時間は反応毎に最適化でき、ある工程から次の工程への温度変化率も同様である。態様によっては、工程（３）（アニーリング）と工程（４）（伸長）を組み合わせてもよく、工程（６）を完全に除外してもよい。このようなＰＣＲプロトコールの例としては以下が挙げられるが、この例に限定されるものではない：すなわち、（１）９５℃で１０分、（２）９５℃で１５秒、（３）６０℃で１分、（４）工程２〜３を３９回反復。態様によっては、ハイブリダイゼーション温度は、約２０℃、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃またはそれ以上（あるいはこれらの温度以上または以下）である。態様によっては、ハイブリダイゼーション工程の時間は約０秒、約１秒、約２秒、約３秒、約４秒、約５秒、約６秒、約７秒、約８秒、約９秒、約１０秒、約１５秒、約２０秒、約３０秒、約４５秒、約６０秒、約９０秒、約１２０秒またはそれ以上（あるいはこれらの秒数以上または以下）である。態様によっては、融解曲線分析を含むのが望ましい場合がある。融解曲線分析パラメータの例としては以下が挙げられるが、この例に限定されるものではない：すなわち、（１）９５℃で１５秒、（２）６０℃で１５秒、（３）９５℃で１５秒。
【００９８】
増幅反応の成功は、プローブまたは標識などの検出可能なマーカーを用いて増幅工程中（たとえばリアルタイムで）または増幅工程後に増幅産物を検出することで確認できる。たとえば、本発明の方法のＰＣＲ増幅工程の間、二本鎖ＤＮＡに優先的または排他的に結合する色素（たとえばＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎ）を用いて、増幅したＤＮＡ分子を検出・定量できる。たとえば、Molecular Probes, Inc.（29851 Willow Creek Road, Eugene, Oreg. 97402）はＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎ色素を含む定量ＰＣＲ用反応混合物を販売している。さらに例を挙げると、リアルタイムＰＣＲ中に生成された二本鎖ＤＮＡを標識するのに使用できる別の色素（「ＢＥＢＯ」という）がBengtsson, M., et al., Nucleic Acids Research 31(8):e45 (Apr. 15, 2003)に記載されている。この出版物を参照により本明細書に援用する。例としては、蛍光物質と消光剤を含む第一および／または第二のプライマーを用いて本発明の方法のＰＣＲ増幅工程を開始することができる。ＰＣＲ中、標識したプライマーの伸長後に蛍光物質と消光剤が物理的に分離されることで蛍光物質は蛍光を発することができ、その蛍光を利用してＰＣＲ増幅産物量を測定できる。蛍光物質および消光剤を含む市販のプライマーの例としては、Ｓｃｏｒｐｉｏｎ（商標）プライマーおよびＵｎｉｐｒｉｍｅｒ（商標）（共にMolecular Probes, Inc.より販売）が挙げられる。
【００９９】
態様によっては、オリゴヌクレオチドプローブの存在下で多重増幅を行うと、生成した増幅産物の量を時間関数として監視するのに適している。このようなオリゴヌクレオチドプローブとしては以下が挙げられるがこれらに限定されるものではない：５’−エキソヌクレアーゼ試験（たとえばＴａｑＭａｎ（登録商標））プローブ（上記の他、米国特許第５，５３８，８４８号明細書を参照のこと）、ステムループ分子ビーコン（たとえば米国特許第６，１０３，４７６号および第５，９２５，５１７号明細書ならびにTyagi & Kramer, 1996を参照のこと）、ステムのないビーコンまたは直鎖状ビーコン（たとえば国際出願公開第９９／２１８８１号を参照のこと）、ＰＮＡ分子ビーコン（たとえば米国特許第６，３５５，４２１号および第６，５９３，０９１号明細書を参照のこと）、直鎖状ＰＮＡビーコン（たとえばKubista et al., 2001を参照のこと）、非ＦＲＥＴ（蛍光共鳴エネルギー移動）プローブ（たとえば米国特許第６，１５０，０９７号明細書を参照のこと）、Ｓｕｎｒｉｓｅ（登録商標）／Ａｍｐｌｉｆｌｕｏｒ（登録商標）プローブ（たとえば米国特許第６，５４８，２５０号明細書を参照のこと）、ステムループ・二重鎖構造のＳｃｏｒｐｉｏｎ（商標）プローブ（たとえば、Solinas et al., 2001および米国特許第６，５８９，７４３号明細書を参照のこと）、バルジループ構造のプローブ（たとえば米国特許第６，５９０，０９１号明細書を参照のこと）、偽結び目構造の（pseudo knot）プローブ（たとえば米国特許第６，５４８，２５０号を参照のこと）、サイクリコン（ｃｙｃｌｉｃｏｎ＝２種類のＤＮＡのそれぞれの５’末端が結合したプライマー）（たとえば米国特許第６，３８３，７５２号明細書を参照のこと）、MGB Eclipse（商標）プローブ（Epoch Biosciences)、ヘアピン構造のプローブ（たとえば米国特許第６，５９６，４９０号明細書を参照のこと）、ペプチド核酸（ＰＮＡ）発光プローブ、自己組織化微粒子プローブ、およびフェロセン修飾プローブ（たとえば米国特許第６，４８５，９０１号明細書；Mhlanga et al., 2001；Whitcombe et al., 1999；Isacsson et al., 2000；Svanvik et al., 2000；Wolffs et al., 2001；Tsourkas et al., 2002；Riccelli et al., 2002；Zhang et al., 2002；Maxwell et al., 2002；Broude et al., 2002；Huang et al., 2002；およびYu et al., 2001などに記載）。
【０１００】
ある態様では、１つ以上のプローブに標識を結合し、標識は以下のうち１つ以上の性質を有する：（ｉ）検出可能なシグナルを発する；（ｉｉ）第二の標識と相互作用して第二の標識からの検出可能なシグナル（たとえば蛍光共鳴エネルギー移動（FRET; Fluorescent Resonance Energy Transfer））を修飾する；（ｉｉｉ）ハイブリダイゼーション（たとえば二重鎖の形成）を安定化する；および（ｉｖ）結合複合体または親和性のある組み合わせを構成する成分を提供する（たとえば、親和性、抗体／抗原、イオン複合体、ハプテン／リガンド（たとえばビオチン／アビジン））。さらに他の側面では、公知の標識、結合、連結基、試薬、反応条件、分析法、精製法を利用する多数の公知技術のいずれかを用いて標識を利用できる。
【０１０１】
標識の例をさらに挙げると、検出可能な蛍光シグナル、化学発光シグナル、または生物発光シグナルを発光または消光する発光性化合物、光散乱性化合物、および光吸収性化合物（たとえばKricka, 1992およびGarman, 1997）が挙げられるがこれらに限定されるものではない。標識として有用な蛍光レポーター色素としては以下が挙げられるがこれらに限定されるものではない：フルオレセイン（たとえば米国特許第５，１８８，９３４号；第６，００８，３７９号；および第６，０２０，４８１号明細書を参照のこと）、ローダミン（たとえば米国特許第５，３６６，８６０号；第５，８４７，１６２号；第５，９３６，０８７号；第６，０５１，７１９号；および第６，１９１，２７８号明細書を参照のこと）、ベンゾフェノキサジン（たとえば米国特許第６，１４０，５００号明細書を参照のこと）、ドナーとアクセプターの対を含むエネルギー移動性蛍光色素（たとえば米国特許第５，８６３，７２７号；第５，８００，９９６号；および第５，９４５，５２６号明細書を参照のこと）、シアニン（たとえばＫｕｂｉｓｔａの文献および国際出願公開第９７／４５５３９号明細書を参照のこと）、および検出可能なシグナルを発することのできるその他の任意の蛍光性成分。フルオレセイン色素の例としては、６−カルボキシフルオレセイン；２’，４’，１，４，−テトラクロロフルオレセイン；および２’，４’，５’，７’，１，４−ヘキサクロロフルオレセインが挙げられるがこれらに限定されるものではない。ある側面では、蛍光標識をＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎ、６−カルボキシフルオレセイン（「ＦＡＭ」）、ＴＥＴ、ＲＯＸ（商標）、ＶＩＣ（商標）、ＪＯＥから選択する。ある態様では、標識は放射標識である。
【０１０２】
さらなる態様では、標識はハイブリダイゼーションによる二重鎖形成に対して促進、安定化、または作用するハイブリダイゼーション安定化成分であり、たとえば、挿入物質および挿入色素（臭化エチジウム、ＥｖａＧｒｅｅｎ（登録商標）、ＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎが挙げられるがこれらに限定されるものではない）、副溝結合剤、および架橋官能基などである（たとえばBlackburn, G.およびGait, M. Eds. "DNA and RNA structure", Nucleic Acids in Chemistry and Biology (1996)を参照のこと）。標識としては特異的または非特異的な捕捉により分子を分離または固定化するものが挙げられ、たとえば、ビオチン、ジゴキシゲニン、その他のハプテン（たとえばAndrus, 1995を参照のこと）などである。
【０１０３】
態様によっては、異なるプローブは互いに区別できる検出可能な異なる標識を含む。たとえば、ある態様では、標識は異なる波長にスペクトル分解できる発光を示す蛍光物質（たとえば４色の異なる蛍光物質）である。いくつかのこのような標識付きプローブは当技術分野で公知であり上記や米国特許第６，１４０，０５４号明細書およびSaiki et al., 1986にも記載されている。
【０１０４】
態様によっては、増幅反応の終了後、検出可能なマーカーを用いて標的核酸分子の有無、相対的な多さ、および／または量を確認する。態様によっては、この検出可能なマーカーはプローブである。態様によっては、複数の異なるプローブを用いて複数の異なる標的核酸分子増幅産物を同時に検出する。プローブはビーズまたはアレイなどの固相表面に結合できる。アレイ上のプローブは、各プローブの位置がわかり、プローブと増幅産物のハイブリダイゼーションを検出することで増幅産物を識別できるように配置できる。非コードＲＮＡ分子の検出および／または定量に有用なプローブおよびアレイの例は、米国特許出願公開第２００８／００４５４１８号および第２００８／０３１２０９９号明細書に記載されている。これらの文献を参照により本明細書に援用する。
【０１０５】
本明細書に開示する方法は、ＤＮＡなど（ただし、これに限定するものではない）の任意の種類の標的核酸分子の相補配列の生成に応用できる。態様によっては、標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である。態様によっては、非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは１００ｎｔ未満の長さである。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは５０ｎｔ未満の長さである。
【０１０６】
開示する方法のいずれかで増幅の標的として有用な非コードＲＮＡ分子は、任意の生物（たとえば真核生物）、あるいはその一部（器官、組織、および／または培養細胞などの個別細胞）から単離できる。標的ＲＮＡを含む任意の適切な調製物（全ＲＮＡ、精製した低分子ＲＮＡ、またはＲＮＡとＤＮＡの両方を含む試料など）が利用できる。ＲＮＡは細胞の溶解を含む手順によって細胞から単離でき、細胞に含まれるタンパク質の変性をさらに含んでもよい。ＲＮＡを抽出する細胞は野生型の細胞、野生型の細胞を操作した細胞、改変細胞、操作した改変細胞であってよく、操作としては医薬による処置が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【０１０７】
本発明の方法で増幅する標的として有用な短鎖ＤＮＡ分子は、任意の生物（たとえば真核生物）、あるいはその一部（器官、組織、および／または培養細胞などの個別細胞）から、ＤＮＡの一部または全体を取り出すための当技術分野で公知の標準的な工程をさらに用いて単離できる。当技術分野では細胞溶解および核酸抽出のための手順が公知である。このような手順の例としては以下が挙げられる（ただし、これらに限定されるものではない）。たとえば非イオン性界面活性剤で細胞溶解を行った後、微量遠心分離で核（すなわち細胞のＤＮＡの大部分）を取り出すことができる。チオシアン酸グアニジニウムで溶解後、ＣｓＣｌ（塩化セシウム）を用いて遠心分離を行い、ＲＮＡをＤＮＡから分離する（Chirgwin et al., 1979, Biochemistry 18:5294-5299を参照のこと）ことにより、目的とする様々な種類の細胞からＲＮＡを抽出できる。ＲＮＡの抽出とＤＮＡからの単離（必要な場合）は、たとえばフェノール、フェノール／クロロホルム／イソアミルアルコール、またはこれらに似た製剤（ＴＲＩｚｏｌ（商標）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）およびＴｒｉＲｅａｇｅｎｔ（商標）（Applied Biosystems））を用いた有機抽出によっても実行できる。抽出技術の他の例としては以下が挙げられるがこれらに限定されるものではない：（１）有機抽出の後、たとえばフェノール／クロロホルム有機試薬（Ausubel et al., 1993）でエタノール沈殿を行う（ある態様では自動核酸抽出装置（たとえばApplied Biosystems（Carlsbad, Calif）製のModel 341 DNA Extractorなど）を用いる）；（２）固定相吸着法（米国特許第５，２３４，８０９号明細書；Walsh et al., 1991）；（３）塩で核酸沈殿を誘導する方法（Miller et al.（1988）（一般に「塩析」法という））。ある態様では、上記の単離方法の前に不要なタンパク質を試料から除去しやすくする酵素消化工程（たとえばプロテイナーゼＫ、またはプロテアーゼなどのその他の酵素による消化）を行ってもよい。たとえば、米国特許第７，００１，７２４号明細書を参照のこと。必要に応じて、ＲＮＡｓｅ阻害剤を溶解緩衝剤に添加してもよい。特定の細胞型では、タンパク質の変性／消化の工程をプロトコールに加えるのが望ましい場合がある。ＲＮＡを含む試料は、それぞれヌクレオチド配列が違う多数の異なるＲＮＡ分子を含むことができる。
【０１０８】
本発明の方法は、短鎖ＲＮＡ分子などの短い標的配列の増幅に特に有用である。ループプライマーのリンカー配列Ｄの長さを長くすると、後に増幅する第一の相補配列も長くなる。態様によっては、標的ポリヌクレオチドは１００ｎｔ未満、９０ｎｔ未満、８０ｎｔ未満、７０ｎｔ未満、６０ｎｔ未満、５０ｎｔ未満、４０ｎｔ未満、３０ｎｔ未満、２０ｎｔ未満、または１５ｎｔ未満の長さである。
【０１０９】
（組成物）
別の側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物であって、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとを含み、（ａ）ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；（ｂ）逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドで配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ（ｃ）順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、組成物を提供する。
【０１１０】
本発明の組成物で具体化するループプライマーは先の項で開示した１つ以上の特性を有する任意のループプライマーであってよい。たとえば、ループプライマーは標的ポリヌクレオチドに相補的な２つの配列を両末端側に有する。本組成物で用いる配列Ａはループプライマーの５’末端側、配列Ｂは３’末端側にある相補配列である。本組成物で用いるこの２つの配列は、標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’および配列Ｂ’（配列Ａ’は配列Ｂ’よりも５’側に位置する）と塩基対を形成する。別の例では、標的ポリヌクレオチド上で配列Ａ’と配列Ｂ’は互いに非常に近接しており、間にはＮ’の配列のみが存在する。他の態様では、配列Ａと配列Ａ’は、少なくとも２ヌクレオチド、少なくとも３ヌクレオチド、少なくとも４ヌクレオチド、少なくとも５ヌクレオチド、少なくとも６ヌクレオチド、少なくとも７ヌクレオチド、少なくとも８ヌクレオチド、少なくとも９ヌクレオチド、または少なくとも１０ヌクレオチドであってよい。他の例では、配列Ｂと配列Ｂ’は、少なくとも５ヌクレオチド、少なくとも６ヌクレオチド、少なくとも７ヌクレオチド、少なくとも８ヌクレオチド、少なくとも９ヌクレオチド、少なくとも１０ヌクレオチド、少なくとも１１ヌクレオチド、少なくとも１２ヌクレオチド、少なくとも１３ヌクレオチド、少なくとも１４ヌクレオチド、少なくとも１５ヌクレオチド、少なくとも１６ヌクレオチド、少なくとも１７ヌクレオチド、少なくとも１８ヌクレオチド、少なくとも１９ヌクレオチド、または少なくとも２０ヌクレオチドであってよい。配列Ｎ’は１ヌクレオチド、２ヌクレオチド、３ヌクレオチド、４ヌクレオチド、または５ヌクレオチドであってよい。
【０１１１】
必要に応じて、ループプライマーは先の項で開示したその他の任意の特徴を有してよい。たとえば、領域Ａ’と領域Ｂ’が標的ポリヌクレオチドの３’末端に近くなるように設計するのが望ましい場合がある。このように選択すれば、配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’のハイブリダイゼーションの５’側に十分な数の標的ポリヌクレオチド配列が確実に存在し、第一の相補配列に含まれる。たとえば、配列Ａは約２ｎｔ〜約１０ｎｔまたは２ｎｔ〜約５ｎｔの長さであり、配列Ｂは約２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さまたは２ｎｔ〜約５ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔ、５ｎｔ〜約１５ｎｔ、または５ｎｔ〜約１０ｎｔである。態様によっては、配列Ａと配列Ｂの合計の長さは標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズしてループプライマーを伸長させるのに十分な長さである。態様によっては、最適に整列した場合、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は、配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、または１００％の相補性を有する。態様によっては、配列Ｂと配列Ａを直線状に連結した配列は配列Ａ’と配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、または１００％の相補性を有する。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。
【０１１２】
態様によっては、配列Ｂのヌクレオチド数を配列Ａのヌクレオチド数よりも多くし、配列Ｂの３’末端からのプライマー伸長の間は配列Ａと配列Ａ’のハイブリダイゼーションが低減するように効率を上げてもよい。態様によっては、配列Ａと配列Ｂはヌクレオチド塩基数が等しい長さであり、少なくとも３個、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、または少なくとも１０個（ただし約５０個以下）のヌクレオチドを含む。別の態様では、配列Ａは２ヌクレオチド、配列Ｂは３ヌクレオチドである。別の態様では、配列Ａは２ヌクレオチド、配列Ｂは４ヌクレオチドである。別の態様では、配列Ａは３ヌクレオチド、配列Ｂは４ヌクレオチドである。
【０１１３】
ループプライマーの配列Ａと配列Ｂとの間のヌクレオチド数は、一般に配列Ｎ’および配列Ｎの長さに対応し、これは第一の相補鎖合成中の配列Ｂの３’末端のポリメラーゼ伸長の効率に影響する可能性がある。態様によっては、配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’の５’末端から１ｎｔ〜約１０ｎｔ以内、１ｎｔ〜約５ｎｔ以内、または２ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある。
【０１１４】
態様によっては、ループプライマーは一塩基多様性を検出するように設計できる。たとえば、１対のループプライマーは、配列Ａと配列Ｂのうち１個の塩基位置が異なり、一方は標的配列の１つのアレルを認識し、もう一方は標的配列の別のアレルを認識する。また、ループプライマーは、ループ配列Ｄにも違いがあり、選択的に増幅かつ／または検出できる。
【０１１５】
本発明のループプライマーのリンカー配列Ｄは、一般に配列Ａと配列Ａ’、および配列Ｂと配列Ｂ’の両方がハイブリダイゼーションするのに十分な長さを有するよう設計され、それによってループプライマーが正しい低分子ＲＮＡに結合する特異性が高まる。一態様では、リンカー配列は、約５〜約１００ヌクレオチド、１０〜約８０ヌクレオチド、または２０〜約５０ヌクレオチドである。他の一部の態様では、リンカー配列は、約１０ヌクレオチド、約２０ヌクレオチド、約３０ヌクレオチド、約４０ヌクレオチド、約５０ヌクレオチド、約６０ヌクレオチド、約７０ヌクレオチド、約８０ヌクレオチド、約９０ヌクレオチド、または約１００ヌクレオチドの長さである。
【０１１６】
必要に応じて、本発明の方法または組成物に用いるリンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の配列要素を含む。態様によっては、リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む。
【０１１７】
態様によっては、リンカー配列は、標的ポリヌクレオチドに相補的な目的の配列を生成後に検出・定量しやすくする特有の配列を含む。第一の相補配列を生成した後、リンカー配列の一部分は順方向プライマーに相補的である。したがって、特異的なバーコードをリンカー配列に有することにより、順方向プライマーは異なるが逆方向プライマーは同じものを使って、異なるループプライマーを増幅、検出、または定量できる。態様によっては、１つのループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂは、別のループプライマーの配列Ａおよび配列Ｂと同じ標的ポリヌクレオチドのうちのわずかに異なる領域に結合できることによって特異性がより高くなり、かつ／またはユーザによる検証が可能である。リンカー配列のバーコードの違いによって別のループプライマーと結合する異なる順方向プライマーにより、このような異なるループプライマーを後に増幅・検出・定量しやすくなる。
【０１１８】
態様によっては、リンカーは１つ以上の制限酵素認識配列を含む。増幅後、第一の相補配列を基に増幅された、リンカー配列制限部位を含む真の増幅産物のみを切断して検出・定量の対象として表にまとめるように、制限酵素消化により検出の精度を顕著に改善できる。
【０１１９】
他の態様では、リンカー配列は、１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列、オリゴヌクレオチドプローブ結合配列の相補体、プライマーがアニールする配列、またはプライマーがアニールする配列の相補体を含む。増幅時、配列特異的な様式でハイブリダイズする追加のプローブ（ＴａｑＭａｎ（登録商標）など）または増幅の特異性を付加する追加のプライマーは、これらの配列を利用して標的ポリヌクレオチドに対する第一の相補配列をより確実に正確に増幅できる。
【０１２０】
他の態様では、リンカー配列は反応混合物に用いるすべてのループプライマーに共通する領域を含む。すべてのループプライマーに共通するこのようなリンカー配列により、検出および定量のコストを削減できる。というのも、その後のプローブ（たとえばＴａｑＭａｎ（登録商標））、酵素消化とその配列、順方向プライマー、およびループプライマーに作用するその他の任意の試薬を、多くの異なる標的ポリヌクレオチドの検出に使用する多くの異なるループプライマーに広く使用できるためである。
【０１２１】
態様によっては、本発明の組成物を無水形態で調製する。態様によっては、本発明の組成物を容器に入れる。たとえば、容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フラスコ、瓶、シリンジ、フローセル、チップなどであってよい。
【０１２２】
態様によっては、本発明の組成物を、上記の方法、組成物、反応混合物、試験、および／またはシステムで開示した構成要素のいずれか１つ以上を含むキットとして組み合わせる。態様によっては、キットは１個以上の容器に入った本発明の組成物を含む。たとえば、キットは以下のうち１つ以上を含んでよい：オリゴヌクレオチドを結合させた１つ以上の固相担体、固相担体に結合させる１種以上のオリゴヌクレオチド、１種以上のループプライマー、１種以上の増幅プライマー、これらのうちいずれかを利用するための試薬、およびこれらのうちいずれかを使用するための説明書。態様によっては、このキットは以下のうち１つ以上をさらに含む：（ａ）ＤＮＡリガーゼ、（ｂ）ＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ、（ｃ）ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ、（ｄ）ランダムプライマー、（ｅ）３’→５’エキソヌクレアーゼ活性を有する依存性ＤＮＡポリメラーゼ、（ｆ）複数の選択された配列のうち１つの配列をそれぞれ有する複数のプライマー（ｇ）ＤＮＡキナーゼ、（ｈ）ＤＮＡエキソヌクレアーゼ、（ｉ）磁気ビーズ、および（ｊ）キットに含まれる構成要素の１つ以上に適した１種以上の緩衝剤。プライマー、他のオリゴヌクレオチド、および試薬は本明細書に開示するもののいずれでもよいが、これらに限定されるものではない。さらに、キットの構成要素は限定なく任意の量および／または組み合わせ（同じキットまたは同じ容器で）で提供できる。キットは、本発明の方法に従って使用される追加の薬剤をさらに含んでもよい。キットの構成要素は任意の適切な容器に入れて提供できる。容器の例としては、試験管、バイアル、フラスコ、瓶、アンプル、シリンジなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。薬剤は本発明の方法ですぐ使用できる形態でも使用前に調製（凍結乾燥した薬剤の再構成など）が必要な形態でも提供できる。薬剤は単回使用のための一定分量として提供されてもよく、複数回（複数の反応など）使用できる原液として提供されてもよい。
【０１２３】
一態様では、前記キットは以下のうち１つ以上の成分を含む反応混合物を含んでもよい：標的ポリヌクレオチド、本明細書に開示するループプライマー、順方向プライマー、逆方向プライマー、および検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼ。ここで、標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さである。
【０１２４】
必要であれば、本発明のキットの成分を水性媒体に溶解した形態または凍結乾燥形態で容器に包装してもよい。２種以上の成分がキットに含まれる場合、キットは一般に、追加の成分を別個に入れられる第二、第三、またはその他の追加の容器も含む。しかし、成分の様々な組み合わせを１個以上のバイアルに入れてもよい。本発明のキットは一般に、市販のために厳重に管理されるプライマー、プローブ、緩衝剤、希釈剤および／またはその他の任意の試薬の容器を入れる容器をさらに含む。このような容器としては、所望のバイアルを保存する射出成形またはブロー成形したプラスチック容器を挙げることができる。標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物を含むキットの成分が１つ以上の溶液として提供される場合、この溶液は一般に水溶液であり、滅菌水溶液が特に好ましい。しかし、本キットの成分は乾燥粉末として提供されてもよい。試薬および／または成分を乾燥粉末として提供する場合、粉末は適切な溶媒を添加することによって再構成できる。溶媒も別の容器で提供してよいことが想定される。
【０１２５】
態様によっては、本発明のキットは、キットの成分を用いて標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法について、使用者に向けた説明書を含む。
【０１２６】
必要であれば、本発明のキットは増幅産物の蓄積をたとえばリアルタイムで監視できる１種以上の検出可能なマーカーをさらに含んでもよい。検出可能なマーカーの例は上述したようにＰＣＲ増幅工程の間、二本鎖ＤＮＡに優先的または排他的に結合する色素（ＳＹＢＲ（登録商標）Ｇｒｅｅｎ色素またはＢＥＢＯ色素など）が挙げられるがこれらに限定されるものではない。他の態様では、このキットは、ＰＣＲ増幅産物の量を測定するための蛍光物質と消光剤を含む第一および／または第二のプライマーを含んでもよい。態様によっては、このキットは、増幅反応の進行または産物を検出するために上記のいずれかの種類のプローブをさらに含む。
【０１２７】
本発明のキットは、標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するために必要な１つ以上の試薬をさらに含んでもよい。たとえば、キットは、第一のＤＮＡ分子の合成に使用できる任意のＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼを含んでもよい。その例としては、モロニーマウス白血病ウイルス由来ＲＴ（ＭＭＬＶ−ＲＴ）、トリ骨髄芽球症ウイルス由来ＲＴ（ＡＭＶ−ＲＴ）、ウシ白血病ウイルス由来ＲＴ（ＢＬＶ−ＲＴ）、ラウス肉腫ウイルス由来ＲＴ（ＲＳＶ−ＲＴ）、ヒト免疫不全ウイルス由来ＲＴ（ＨＩＶ−ＲＴ）、ラウス関連ウイルス由来ＲＴ（ＲＡＶ−ＲＴ）、骨髄芽球症関連ウイルス由来ＲＴ（ＭＡＶ−ＲＴ）またはその他のトリ肉腫・白血病ウイルス由来ＲＴ（ＡＳＬＶ−ＲＴ）、テルムス属（Ｔｈｅｒｍｕｓ）Ｚ０５ポリメラーゼ、ΔＺ０５ポリメラーゼ、ならびにそれらの任意の修飾形態または誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。態様によっては、このＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼはＲＮＡｓｅＨ活性を有さない（たとえばSUPERSCRIPT III（商標）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）（1600 Faraday Avenue, PO Box 6482, Carlsbad, Calif. 92008）。態様によっては、ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性を有する酵素はＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性も有し、反応混合物中で逆転写と増幅の両方の工程に使用される。
【０１２８】
別の側面では、本発明は、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーを含む、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物であって、（ａ）ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）配列Ａと標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）配列Ｂと標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（配列Ａ’と配列Ｂ’は標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；（ｂ）逆方向プライマーは標的ポリヌクレオチドで配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ（ｃ）順方向プライマーはリンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、反応混合物を提供する。
【０１２９】
反応混合物中で使用する標的ポリヌクレオチドは、短鎖非コードＲＮＡまたはその他の任意の短鎖ＲＮＡ（マイクロＲＮＡなど）、あるいは上記の方法の項で説明したその他の標的ポリヌクレオチドであってよい。同様に、本明細書中に開示するループプライマーは、いずれも反応混合物中で使用できる。ループプライマーの特定配列の選択は、生成する標的ポリヌクレオチド配列に依存する。
【０１３０】
反応混合物は、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するために必要な試薬（酵素、緩衝剤など）を含んでもよい。たとえば、反応混合物は、第一のＤＮＡ分子の合成に使用できる任意のＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼを含んでもよい。その例としては、モロニーマウス白血病ウイルス由来ＲＴ（ＭＭＬＶ−ＲＴ）、トリ骨髄芽球症ウイルス由来ＲＴ（ＡＭＶ−ＲＴ）、ウシ白血病ウイルス由来ＲＴ（ＢＬＶ−ＲＴ）、ラウス肉腫ウイルス由来ＲＴ（ＲＳＶ−ＲＴ）、ヒト免疫不全ウイルス由来ＲＴ（ＨＩＶ−ＲＴ）、ラウス関連ウイルス由来ＲＴ（ＲＡＶ−ＲＴ）、骨髄芽球症関連ウイルス由来ＲＴ（ＭＡＶ−ＲＴ）またはその他のトリ肉腫・白血病ウイルス由来ＲＴ（ＡＳＬＶ−ＲＴ）、テルムス属（Ｔｈｅｒｍｕｓ）Ｚ０５ポリメラーゼ、ΔＺ０５ポリメラーゼ、それらの任意の修飾形態または誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。態様によっては、このＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼはＲＮＡｓｅＨ活性を有さない（たとえばSUPERSCRIPT III（商標）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）（1600 Faraday Avenue, PO Box 6482, Carlsbad, Calif. 92008）。態様によっては、ＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性を有する酵素はＤＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼ活性も有し、反応混合物中で逆転写と増幅の両方の工程に使用される。
【０１３１】
態様によっては、本発明の反応混合物は、カリウム塩（たとえば塩化カリウム）、マグネシウム塩（たとえば塩化マグネシウム）、還元剤（たとえばジチオスレイトール）、デオキシヌクレオシド三リン酸（deoxynucleoside triphosphates；dNTP）、界面活性剤、ヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体、および増幅産物の蓄積をリアルタイムで監視するための１つ以上の検出可能なマーカーを含む緩衝剤をさらに含む。
【０１３２】
態様によっては、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物は、本明細書に開示する容器に入っている。態様によっては、容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである。
【０１３３】
本発明の方法および組成物は、ｍｉＲＮＡ分子などの小さな核酸標的分子からｃＤＮＡ分子を生成・増幅するのに特に有用である。ＤＮＡ分子の量を測定することができ、それによって出発材料に含まれるその標的核酸分子の量の測定値が得られる。たとえば、本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムを用いて、生細胞に含まれる特定の非コードＲＮＡ分子（たとえばｍｉＲＮＡ分子）の量を測定できる。たとえば、本発明を利用して、生体の様々な細胞型で特定の非コードＲＮＡ分子（たとえばｍｉＲＮＡ分子）の量を測定することにより、特定の非コードＲＮＡ分子の体内分布の「図」を作成できる。また、本発明を利用して、刺激に対する（たとえば、生細胞集団への薬物処置に対する）特定の非コードＲＮＡ分子（たとえばｍｉＲＮＡ分子）の量の変化を測定できる。
【０１３４】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムの態様は、患者から採取した試料中の１種以上の低分子核酸（ｍｉＲＮＡなど）の発現を測定する工程を含む、患者の状態または潜在的な状態の診断および／または評価に有用となる可能性がある。患者から採取した試料と基準（正常試料すなわち病的でない試料など）における発現の違いは、病態、病状、またはがん性の状態、あるいはそれらのリスクを示す可能性がある。疾患または病的状態を有する、あるいはその疑いのある患者から試料を採取してよい。ある側面では、試料は、組織（たとえば生検、特に細針生検）、血液、血清、血漿、膵液、またはその他の体液であってよいが、これらに限定されるものではない。試料は新たに採取した試料、凍結試料、固定化（たとえばホルマリン固定）した試料、包埋（たとえばパラフィン包埋）した試料、あるいはそれらの組み合わせ（たとえばホルマリン固定パラフィン包埋試料）であってよい。
【０１３５】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムは、多くの疾患または状態の低分子核酸試料の診断検査に特に重要である。ある態様では、診断方法は、疾患または状態を示す試料（非正常試料）で発現の異なる１種以上のＲＮＡ（ｍｉＲＮＡなど）の特定を含む。ある態様では、疾患または状態の診断は、発現した非コードＲＮＡ（および必要に応じて１種以上のコードＲＮＡ）の検出および／または定量を含む。態様によっては、本発明の方法を用いて、状態に関連する１つ以上の試料と状態に関連しない１つ以上の試料の間で非コードＲＮＡの有無、相対的な多さ、および／または量を比較することによって、１種以上の非コードＲＮＡの有無、相対的多さ、および／または量とその状態との相関性を確認する。疾患の表現型に関連するＲＮＡを「バイオマーカー」という。ある態様では、本発明は、より長い増幅産物（たとえば６０〜２００ｎｔ）に依存する従来の定量逆転写ＰＣＲ（ｑＲＴ−ＰＣＲ）に比べて短い（たとえば３０ｎｔ未満）増幅産物を検出できる。臨床試料は大規模なＲＮＡ分解を起こしやすく、そのため、標的の増幅産物のサイズが分解後のＲＮＡとほぼ同じかそれより大きい場合、検出感度が制限される可能性がある。より短い増幅産物を用いて標的を検出することによって、標的がかなり分解されていても指数関数的に増幅される可能性が高まる。さらに、より短い標的特異的増幅産物を用いてＲＮＡを検出することにより、ホルマリン固定パラフィン包埋（ＦＦＰＥ）試料（ＲＮＡが固定処理での共有結合修飾によって損傷したり包埋処理に用いる高温によって分解されたりする可能性がある）に存在するＲＮＡを高感度で定量できる。
【０１３６】
本発明は、ＲＮＡウイルス（ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ））やその他の微生物などの感染性疾患で核酸を検出するのにも利用できる。本発明は、的確なバイオマーカーを知ることが予測上重要であり、疾患管理における治療上の判断やその他の側面（選択した治療への応答の予測など）の指標となる可能性のある疾患（白血病など）で疾患特異的な非コードＲＮＡを検出するのにも有用となる可能性がある。
【０１３７】
特に、本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムは、疾患または状態に関して試料を評価するのに利用できる。このような疾患の例としては以下が挙げられるがこれらに限定されるものではない：アルツハイマー病、黄斑変性症、慢性膵炎；膵臓がん；ＡＩＤＳ、自己免疫疾患（関節リウマチ、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病およびインスリン非依存型糖尿病、全身性エリテマトーデス、およびグレーブス病）；がん（たとえば悪性、良性、転移性、前がん）；循環器疾患（心疾患または冠状動脈疾患、虚血性卒中および出血性卒中、リウマチ性心疾患）；神経系疾患；ならびに病原微生物による感染症（足白癬、水痘、かぜ、下痢性疾患、インフルエンザ、性器ヘルペス、マラリア、髄膜炎、肺炎、副鼻腔炎、皮膚疾患、連鎖球菌性咽頭炎、結核、尿路感染症、膣感染症、ウイルス性肝炎）；炎症（アレルギー、喘息）；プリオン病（たとえばクロイツフェルト・ヤコブ病（ＣＪＤ）、クールー病、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群（ＧＳＳ）、致死性家族性不眠症（ＦＦＩ））。
【０１３８】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムで評価できるがんは、膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、結腸、食道、胃腸、歯肉、頭部、腎臓、肝臓、肺、上咽頭、頚部、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌、または子宮に由来するがん細胞（細胞とがん細胞を含む）を含む。また、このようながんは、具体的には以下の組織型であってよい（ただし、これらに限定されるものではない）：悪性腫瘍；がん；未分化がん；巨細胞・紡錘細胞がん；小細胞がん；乳頭状がん；扁平上皮がん；リンパ上皮がん；基底細胞がん；毛母がん；移行上皮がん；乳頭状移行上皮がん；腺がん；悪性ガストリノーマ；胆管細胞がん；肝細胞がん；肝細胞がんと胆管細胞がんの混合型；索状腺がん；腺様嚢胞がん；腺腫性ポリープ内腺がん；大腸腺腫性ポリポーシス内腺がん；固形がん；悪性カルチノイド腫瘍；細気管支肺胞腺がん；乳頭状腺がん；嫌色素性がん；好酸性がん；好酸性腺がん； 好塩基性がん；明細胞腺がん；顆粒細胞がん；濾胞腺がん；乳頭状・濾胞腺がん；非被包性硬化がん；副腎皮質がん；類内膜がん；皮膚付属器がん；アポクリン腺がん；皮脂腺がん；耳道腺がん；粘表皮がん；嚢胞腺がん；乳頭状嚢腺がん；乳頭状漿液性嚢胞腺がん；粘液性嚢胞腺がん；粘液性腺がん；印環細胞がん；浸潤性乳管がん；髄様がん；小葉がん；炎症性がん；乳房パジェット病；膵腺房細胞がん；腺扁平上皮がん；扁平上皮化生を伴う腺がん；悪性胸腺腫；悪性卵巣間質腫瘍；悪性莢膜細胞腫；悪性顆粒膜細胞腫；悪性アンドロブラストーマ；セルトリ細胞がん；悪性ライデッヒ細胞腫；悪性脂質細胞腫瘍；悪性傍神経節腫；悪性乳房外傍神経節腫；褐色細胞腫；グロムス血管肉腫；悪性黒色腫；無色素性黒色腫；表在性拡大型黒色腫；巨大色素性母斑に合併した悪性黒色腫；類上皮細胞黒色腫；悪性青色母斑；肉腫；線維肉腫；悪性線維性組織球腫；粘液肉腫；脂肪肉腫；平滑筋肉腫；横紋筋肉腫；胎児性横紋筋肉腫；胞状横紋筋肉腫；間質肉腫；悪性混合腫瘍；ミューラー管混合腫瘍；腎芽腫；肝芽腫；がん肉腫；悪性間葉腫；悪性ブレンナー腫瘍；悪性葉状腫瘍；滑膜肉腫；悪性中皮腫；未分化胚細胞腫；胎児性がん；悪性奇形腫；悪性卵巣甲状腺腫；絨毛がん；悪性中腎腫；血管肉腫；悪性血管内皮腫；カポジ肉腫；悪性血管周皮腫；リンパ管肉腫；骨肉腫；傍骨性骨肉腫；軟骨肉腫；悪性軟骨芽細胞腫；間葉性軟骨肉腫；骨巨細胞腫；ユーイング肉腫；悪性歯原性腫瘍；エナメル上皮歯牙肉腫；悪性エナメル上皮腫；エナメル上皮線維肉腫；悪性松果体腫；脊索腫；悪性神経膠腫；上衣腫；星細胞腫；形質性星細胞腫；線維性星細胞腫；星状芽細胞腫；膠芽腫；乏突起神経膠腫；乏突起膠芽腫；原始神経外胚葉性腫瘍；小脳肉腫；神経節神経芽腫；神経芽腫；網膜芽細胞腫；嗅神経腫瘍；悪性髄膜腫；神経線維肉腫；悪性神経鞘腫；悪性顆粒細胞腫；悪性リンパ腫；ホジキン病；ホジキンリンパ腫；側肉芽腫；悪性小リンパ球性リンパ腫；悪性びまん性大細胞型リンパ腫；悪性濾胞性リンパ腫；菌状肉芽腫；その他の特定の非ホジキンリンパ腫；悪性組織球症；多発性骨髄腫；肥満細胞肉腫；免疫増殖性小腸疾患；白血病；リンパ性白血病；形質細胞性白血病；赤白血病；リンパ肉腫細胞白血病��骨髄性白血病；好塩基球性白血病；好酸球性白血病；単球性白血病；肥満細胞白血病；巨核芽球性白血病；骨髄肉腫；および有毛細胞白血病。さらに、異形成、形成異常、過形成などの前がん状態でもＲＮＡを評価できる。
【０１３９】
本発明は、疾患の病期（過形成、腫瘍形成、前がん状態およびがん、あるいは原発性腫瘍と転移腫瘍）の違いを評価するのに利用できることが具体的に期待される。さらに、特定の経路の活性に違いのある試料を比較することもできると期待される。このような経路としては、以下の経路および以下の因子に関与する経路が挙げられる：抗体応答、アポトーシス、カルシウム／活性化Ｔ細胞核内因子（ＮＦＡＴ）シグナル伝達、細胞周期、細胞移動、細胞接着、細胞分裂、サイトカインおよびサイトカイン受容体、薬物代謝、成長因子および成長因子受容体、炎症性反応、インスリンシグナル伝達、核内因子κＢ（ＮＦκ−Ｂ）シグナル伝達、血管形成、脂肪生成、細胞接着、ウイルス感染、細菌感染、老化、運動性、グルコース輸送、ストレス反応、酸化、老化、テロメア伸長、テロメア短縮、神経伝達、血液凝固、幹細胞分化、Ｇタンパク質共役受容体（ＧＰＣＲ）シグナル伝達、およびｐ５３活性化。
【０１４０】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムを用いて評価できる細胞経路としては以下も挙げられるがこれらに限定されるものではない：接着経路または運動性経路（たとえば、環状アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）、タンパク質キナーゼＡ、Ｇタンパク質共役受容体、アデニル酸環化酵素、Ｌ−セレクチン、Ｅ−セレクチン、血小板内皮細胞接着分子（ＰＥＣＡＭ）、血管細胞接着分子１（ＶＣＡＭ−１）、α−アクチニン、パキシリン、カドヘリン、Ａｋｔ、インテグリンα、インテグリンβ、Ｒａｆ−１、細胞外シグナル制御キナーゼ（ＥＲＫ）、ホスファチジルイノシトール３（ＰＩ−３）キナーゼ、ビンキュリン、マトリックスメタロプロテイナーゼ、ＧＴＰアーゼＲｈｏ、ｐ８５、トレフォイル因子、プロフィリン、接着斑キナーゼ（ＦＡＫ）、微小管結合タンパク質（ＭＡＰ）キナーゼ、Ｒａｓ、カベオリン、カルパイン−１、カルパイン−２、上皮成長因子受容体、細胞接着分子（ＩＣＡＭ）−１、ＩＣＡＭ−２、コフィリン、アクチン、ゲルゾリン、ＲｈｏＡ、Ｒａｃ１、ミオシン軽鎖キナーゼ、血小板由来成長因子受容体またはエズリンに関与するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない）；任意のアポトーシス経路（Ａｋｔ、Ｆａｓリガンド、核内因子（ＮＦ）−κＢ、カスパーゼ９、ＰＩ３キナーゼ、カスパーゼ３、カスパーゼ７、カスパーゼ活性化ＤＮＡ分解酵素阻害剤（ＩＣＡＤ）、カスパーゼ活性化ＤＮＡ分解酵素（ＣＡＤ）、エンドヌクレアーゼＧ（ＥｎｄｏＧ）、グランザイムＢ、Ｂａｄ、Ｂａｘ、Ｂｉｄ、Ｂａｋ、アポトーシスプロテアーゼ活性化因子（ＡＰＡＦ）１、シトクロムＣ、ｐ５３、血管拡張性失調症変異タンパク質（ＡＴＭ）、Ｂｃｌ−２、ポリＡＤＰリボースポリメラーゼ（ＰＡＲＰ）、Ｃｈｋ１、Ｃｈｋ２、ｐ２１、ｃ−Ｊｕｎ、ｐ７３、Ｒａｄ５１、Ｍｄｍ２、Ｒａｄ５０、ｃ−Ａｂｌ、ＢＲＣＡ−１、パーフォリン、カスパーゼ４、カスパーゼ８、カスパーゼ６、カスパーゼ１、カスパーゼ２、カスパーゼ１０、Ｒｈｏ、Ｊｕｎキナーゼ、Ｊｕｎキナーゼキナーゼ、Ｒ１ｐ２、ラミンＡ、ラミンＢ１、ラミンＢ２、Ｆａｓ受容体、Ｈ２Ｏ２、グランザイムＡ、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤＰＨ）オキシダーゼ、ＨＭＧ２、ＣＤ４、ＣＤ２８、ＣＤ３、ＴＮＦ受容体関連細胞死ドメイン（ＴＲＡＤＤ）、ＩκＢキナーゼ（ＩＫＫ）、Ｆａｓ結合細胞死ドメイン（ＦＡＤＤ）、増殖停止およびＤＮＡ損傷誘導性（ＧＡＤＤ）タンパク質４５、細胞死受容体（ＤＲ）３、細胞死受容体（ＤＲ）４／５、ＦＬＩＣＥ抑制タンパク質（ＦＬＩＰ）、ＡＰＯ−３、増殖因子受容体結合タンパク質（ＧＲＢ２）、ＳＨＣ、ＥＲＫ、ＭＥＫ、ＲＡＦ−１、環状ＡＭＰ、タンパク質キナーゼＡ、Ｅ２Ｆ、網膜芽細胞腫タンパク質、Ｓｍａｃ／Ｄｉａｂｌｏ、アセチルコリン（ＡＣＨ）受容体、１４−３−３、ＦＡＫ、細胞死ドメインのサイレンサー（ＳＯＤＤ）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）受容体、受容体共役タンパク質（ＲＩＰ）、サイクリンＤ１、増殖細胞核抗原（ＰＣＮＡ）、Ｂｃｌ−ＸＬ、ホスファチジルイノシトール二リン酸（ＰＩＰ２）、ホスファチジルイノシトール三リン酸（ＰＩＰ３）、ＰＴＥＮ、ＡＴＭ��Ｃｄｃ２、タンパク質キナーゼＣ、カルシニューリン、ＩＫＫα、ＩＫＫβ、ＩＫＫγ、ＳＯＳ−１、ｃ−ＦＯＳ、ＴＮＦ受容体関連因子（ＴＲＡＦ）−１、ＴＲＡＦ−２、ＩκΒβまたはプロテアソームに関与するものが挙げられるがこれらに限定されるものではない）；任意の細胞活性化経路（タンパク質キナーゼＡ、一酸化窒素、カベオリン１、アクチン、カルシウム、タンパク質キナーゼＣ、Ｃｄｃ２、サイクリンＢ、Ｃｄｃ２５、ＧＲＢ２、ステロイド受容体活性化補助因子（ＳＲＣ）タンパク質キナーゼ、ＡＤＰリボシル化因子（ＡＲＦ）、ホスホリパーゼＤ、Ａキナーゼアンカータンパク質（ＡＫＡＰ）９５、ｐ６８、オーロラキナーゼＢ、サイクリン依存性キナーゼ（ＣＤＫ）１、Ｅｇ７、ヒストンＨ３、タンパク質キナーゼＡのサブユニットｃ（ＰＫＡｃ）、ＣＤ８０、ＰＩ３キナーゼ、ウィスコット・アルドリッチ症候群タンパク質（ＷＡＳＰ）、Ａｒｐ２、Ａｒｐ３、ｐ１６、ｐ３４、ｐ２０、タンパク質ホスファターゼ２Ａ（ＰＰ２Ａ）、アンジオテンシン、アンジオテンシン変換酵素、プロテアーゼ活性化受容体１、プロテアーゼ活性化受容体４、Ｒａｓ、Ｒａｆ−１、ホスホリパーゼ（ＰＬＣ）β、ＰＬＣγ、シクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）−１、Ｇタンパク質共役受容体、ホスホリパーゼＡ２、ＩＰ３、低分子ユビキチン様修飾因子（ＳＵＭＯ）１、ＳＵＭＯ２／３、ユビキチン、Ｒａｎ、Ｒａｎ−ＧＴＰａｓｅ活性化タンパク質（Ｒａｎ−ＧＡＰ）、Ｒａｎ−グアニンヌクレオチド交換因子（Ｒａｎ−ＧＥＦ）、ｐ５３、グルココルチコイド、グルココルチコイド受容体、ＳＷＩ／ＳＮＦ複合体の成分、ＲａｎＢＰ１、ＲａｎＢＰ２、インポーチン、エキスポーチン、染色体凝縮調節因子（ＲＣＣ）１、ＣＤ４０、ＣＤ４０リガンド、ｐ３８、ＩＫＫα、ＩＫＫβ、ＮＦκＢ、ＴＲＡＦ２、ＴＲＡＦ３、ＴＲＡＦ５、ＴＲＡＦ６、インターロイキン（ＩＬ）−４、ＩＬ−４受容体、ＣＤＫ５、ＡＰ−１転写因子、ＣＤ４５、ＣＤ４、Ｔ細胞受容体、ＭＡＰキナーゼ、神経成長因子、神経成長因子受容体、ｃ−Ｊｕｎ、ｃ−Ｆｏｓ、Ｊｕｎキナーゼ、ＧＲＢ２、ＳＯＳ−１、ＥＲＫ−１、ＥＲＫ、ヤヌスキナーゼ（ＪＡＫ）２、シグナル伝達性転写因子（ＳＴＡＴ）４、ＩＬ−１２、ＩＬ−１２受容体、一酸化窒素合成酵素、チロシンキナーゼ（ＴＹＫ）２、インターフェロン（ＩＦＮ）γ、エラスターゼ、ＩＬ−８、エピセリン、ＩＬ−２、ＩＬ−２受容体、ＣＤ２８、ＳＭＡＤ３、ＳＭＡＤ４、トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ）βまたはＴＧＦβ受容体に関与するものが挙げられるがこれらに限定されるものではない）；任意の細胞周期制御、シグナル伝達、または分化経路（ＴＮＦ、ＳＲＣタンパク質キナーゼ、Ｃｄｃ２、サイクリンＢ、Ｇｒｂ２、Ｓｏｓ−１、ＳＨＣ、ｐ６８、オーロラキナーゼ、タンパク質キナーゼＡ、タンパク質キナーゼＣ、Ｅｇ７、ｐ５３、サイクリン、サイクリン依存性キナーゼ、神経成長因子、上皮成長因子、網膜芽細胞腫タンパク質、活性化転写因子（ＡＴＦ）−２、ＡＴＭ、毛細血管拡張性運動失調症およびＲａｄ３関連タンパク質（ＡＴＲ）、ＡＫＴ、チェックポイントキナーゼ（ＣＨＫ）１、ＣＨＫ２、１４−３−３、ＷＥＥ１、ＣＤＣ２５、ＣＤＣ６���複製開始点認識複合体タンパク質、ｐ１５、ｐ１６、ｐ２７、ｐ２１、ＡＢＬ、ｃ−ＡＢＬ、ＳＭＡＤ、ユビキチン、ＳＵＭＯ、熱ショックタンパク質、Ｗｎｔ、グリコーゲン合成酵素キナーゼ（ＧＳＫ）−３、アンジオテンシン、ｐ７３、任意のペルオキシソーム増殖剤活性化受容体（ＰＰＡＲ）、ＴＧＦα、 ＴＧＦβ、ｐ３００、Ｍｄｍ２、ＧＡＤＤ４５、ノッチ、ｃｄｃ３４、ＢＲＣＡ−１、ＢＲＣＡ−２、Ｓ期キナーゼ関連タンパク質（ＳＫＰ）１、プロテアソーム、ＣＵＬ１、Ｅ２Ｆ、ｐ１０７、ステロイドホルモン、ステロイドホルモン受容体、ＩκＢα、ＩκＢβ、Ｓｉｎ３Ａ、熱ショックタンパク質、Ｒａｓ、Ｒｈｏ、ＥＲＫ、ＩＫＫ、ＰＩ３キナーゼ、Ｂｃｌ−２、Ｂａｘ、ＰＣＮＡ、ＭＡＰキナーゼ、ダイニン、ＲｈｏＡ、ＰＫＡｃ、サイクリンＡＭＰ、ＦＡＫ、ＰＩＰ２、ＰＩＰ３、インテグリン、トロンボポエチン、Ｆａｓ、Ｆａｓリガンド、ｐｏｌｏ様キナーゼ（ＰＬＫ）３、ＭＥＫ、ＪＡＫ、ＳＴＡＴ、アセチルコリン、パキシリン、カルシニューリン、ｐ３８、インポーチン、エキスポーチン、Ｒａｎ、Ｒａｄ５０、Ｒａｄ５１、ＤＮＡポリメラーゼ、ＲＮＡポリメラーゼ、Ｒａｎ−ＧＡＰ、Ｒａｎ−ＧＥＦ、核有糸分裂装置タンパク質（ＮｕＭＡ）、Ｔｐｘ２、ＲＣＣ１、ソニックヘッジホッグ、Ｃｒｍｌ、パッチト（Ｐａｔｃｈｅｄ；Ｐｔｃ）−１、Ｍ期促進因子（ＭＰＦ）、ＣａＭキナーゼ、チューブリン、アクチン、動原体関連タンパク質、セントロメア結合タンパク質、テロメラーゼ、テロメラーゼ逆転写酵素（ＴＥＲＴ）、ＰＰ２Ａ、ｃ−Ｍｙｃ、インスリン、Ｔ細胞受容体、Ｂ細胞受容体、カルシウム結合タンパク質（ＣＢＰ）、ＩＫβ、ＮＦκＢ、ＲＡＣ１、Ｒａｆ−１、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、ジアシルグリセロール、ｃ−Ｊｕｎ、ｃ−Ｆｏｓ、Ｊｕｎキナーゼ、低酸素誘導因子、ＧＡＴＡ４、βカテニン、αカテニン、カルシウム、アレスチン、サバイビン、カスパーゼ、プロカスパーゼ、サイクリックＡＭＰ応答配列結合タンパク質（ＣＲＥＢ）、サイクリックＡＭＰ応答配列調節因子（ＣＲＥＭ）、カドヘリン、ＰＥＣＡＭ、コルチコステロイド、コロニー刺激因子、カルパイン、アデニル酸環化酵素、成長因子、一酸化窒素、膜貫通受容体、レチノイド、Ｇタンパク質、イオンチャンネル、転写活性化因子、転写活性化補助因子、転写抑制因子、インターロイキン、ビタミン、インターフェロン、転写抑制補助因子、核孔、窒素、毒素、タンパク質分解、またはリン酸化に関与するものが挙げられるがこれらに限定されるものではない）；任意の代謝経路（アミノ酸類の生合成、脂肪酸の酸化、神経伝達物質およびその他の細胞シグナル伝達分子の生合成、ポリアミンの生合成、脂質およびスフィンゴ脂質の生合成、アミノ酸類および栄養素の異化、ヌクレオチド合成、エイコサノイド、電子伝達反応、小胞体（ＥＲ）関連分解、解糖、線維素溶解、ケトン体の生成、ファゴソームの生成、コレステロール代謝、食物摂取量の制御、エネルギー恒常性、プロトロンビン活性化、ラクトースおよびその他の糖の合成、多剤耐性、ホスファチジルコリン生合成、プロテアソーム、アミロイド前駆体タンパク質、Ｒａｂ−ＧＴＰａｓｅ、デンプン合成、グリコシル化、ホスホグ���セリドの合成、ビタミン、クエン酸回路、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）−１受容体、尿素回路、小胞輸送、または再利用経路に関与するものが挙げられるがこれらに限定されるものではない）。本発明の核酸分子は、上記のうち任意の経路または因子に関する診断方法および治療方法に採用できることがさらに期待される。したがって、本発明の態様によっては、非コードＲＮＡは上記の経路または因子のうち１つ以上について発現が異なるものでもよい。
【０１４１】
また、表現型形質としては寿命、罹患、外見（たとえば脱毛症、肥満）、強度、速度、耐久性、生殖能、特定の薬物または治療処置に対する感受性または受容性（薬物の効能）、および薬物毒性のリスクなどの特性が挙げられる。これらの表現型形質に違いがある試料を本明細書に記載の方法で評価することもできる。
【０１４２】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムの特定の態様では、核酸分析表を作成してそれらの分析表を評価し、薬物動態と関連づけてもよい。たとえば、患者の治療前または治療中に患者の腫瘍および血液の試料についてＲＮＡ分析表を作成して評価し、発現がその患者の予後と関連するＲＮＡの有無を決定してもよい。判断の目安となるＲＮＡを特定することにより、そのＲＮＡを含む診断試験を導くことができ、その方法を利用して腫瘍および／または血液試料を評価し、患者に提供すべき薬物投与計画を決定できる。また、この方法を用いて特定の臨床試験に適した患者を特定または選択できる。ＲＮＡ特性が薬物の効能または毒性と相関性があると判断した場合、そのことは、その患者がその薬物またはその薬物の特定の用量を受けるのに適切な患者であるかどうかと関連する可能性がある。
【０１４３】
別の側面では、本発明は、試料中の標的ポリヌクレオチドを検出するシステムであって、（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受けるよう構成されたコンピュータと；（ｂ）請求項３７に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する増幅系と；（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を受取人に送る報告書作成部とを含む、システムを提供する。一態様では、受取人は顧客である。態様によっては、本発明は、１つ以上のプロセッサで実行すると試料中の標的ポリヌクレオチドを検出する方法を実施するコードを含む、コンピュータ可読媒体であって、該方法は、（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受ける工程と；（ｂ）請求項４０に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する工程と；（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を作成する工程とを含む、媒体を提供する。
【０１４４】
態様によっては、前記システムは、核酸の検出、定量、または増幅のサービスの購入の提案を受けるよう構成されたウェブページをさらに含む。態様によっては、表示は電子的であり、たとえばウェブページである。態様によっては、前記システムは、販売された情報に基づいてカウンセラーおよび／または他の医療従事者（たとえば医療遺伝学者または産科医／婦人科医）を紹介する表示をさらに備える。
【０１４５】
インターネットおよびワールドワイドウェブによって情報の利用および配信ができる。態様によっては、ウェブサイトを、顧客が核酸の検出、定量、または増幅サービスを購入できるように効率的に提供される様々な機能に特に適合させることができる。このシステムは一般にウェブサイトが存在するサーバを含む。ユーザは、サーバ接続されたコンピュータモニターや電話画面などのインターフェースを用いて、情報を表示したり別のウェブページへユーザを誘導したりするリンクをクリックしたりカーソルを合わせたりしてウェブサイトと相互通信する。ウェブサイトは一般に対話型であり、ユーザは情報や問い合わせを入力してインターフェース上で応答を得ることができる。
【０１４６】
システムおよびビジネス方法の態様によっては、ウェブサイトにより、顧客が核酸の検出、定量、または増幅の結果を購入、管理、および閲覧でき、さらにはその結果の意義についてさらに概要を知ることができる。たとえば、顧客は自分の低分子ＲＮＡ特性が疾患の特性を示すかどうかを知りたい患者である場合がある。顧客は以下のうち１つ以上を決定できる核酸の検出、定量、または増幅サービスの購入の提案を受けることができる：（ｉ）顧客の遺伝的状態；（ｉｉ）顧客に１つ以上の疾患または形質が現れる可能性；（ｉｉｉ）顧客の核酸試料で特定された病因となる遺伝的多様体に基づいて顧客に１つ以上の疾患または形質が現れる確率。
【０１４７】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムを使用した核酸検出、定量または増幅サービスの購入することを顧客が選択した場合、顧客はたとえばオンラインクレジットカード取引によって、サービス、企業のスタッフとの直接電話相談、および／または関連する医療従事者の紹介と交換に料金を支払うことができる。試験および紹介については購入時点の料金によって支払うことも、最初のユーザ登録料に含めることもできる。態様によっては、サービスは無料であり、特定の製品と共に他の製品を宣伝することによって企業は収益を得る。たとえば、顧客がオンラインで注文した後、その注文はサーバへ送られ処理される。支払が確認されると、注文処理サーバは、核酸採取キットを顧客に郵送するようにとの電子通知を配送業者に送ることができる。一態様では、採取キットは検出、定量および／または増幅サービスとは別個であるか、ユーザまたは顧客は核酸採取キットを他の供給元から既に有しているか入手する。注文確認と注文・出荷の状況に関する更新情報を含む通知を定期的に顧客に電子送信することもできる。本発明のビジネス方法の態様によっては、顧客は試料を採取キットに入れることができる。当業者には明らかだと思われる任意の試料を採取キットに入れるか置くことができる。試料は、分析対象の核酸を含む、体液（唾液または血液など）などの当業者には明らかだと思われる任意の物質であってよい。その後、処理を行うため、採取キットを研究所に送るよう企業に返送するか研究所へ直接返送できる。研究所（企業で働く契約をした社内研究所でも社外研究所でもよい）は、提供された試料から顧客の核酸を単離できる。核酸を試料から単離した後、装置（たとえば本明細書に記載の装置など）で核酸の存在を検出、増幅、かつ／または定量できる。態様によっては、検出、定量、および／または増幅のために試料から核酸を単離する必要はない。
【０１４８】
本発明の方法、組成物、反応混合物、試験、キット、および／またはシステムを用いて検出、定量、かつ／または増幅された核酸に関する情報は、保存および処理のためサーバへ電子送信できる。サーバ上のコンピュータコードが核酸情報に対して実行し、顧客の医療情報を推測し、かつ／または病因となる遺伝的多様体および／または非対象配列が存在する場合、その存在を確認できる。次に処理後の核酸情報をサーバへ電子送信でき、そこでサーバ上のコンピュータコードを処理後の核酸情報で実行し、顧客の処理後の核酸情報で存在が認められた病因となる遺伝的多様体によって起こる複数の形質のそれぞれを顧客が有する確率を予測できる。その後、結果を保管のためサーバへ電子送信できる。
【０１４９】
一例では、顧客に通知を送信して結果の有効性について知らせることができる。通知は電子通知（例としてはテキストメッセージ、電子メール、または他のデータパケットなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない）でも電子的でないもの（例としてはカウンセラーからの電話または郵送される報告書などの印刷物による通信手段が挙げられるが、これらに限定されるものではない）でもよい。顧客に提供される結果は、１つまたは複数の疾患または形質に関する顧客の保因状態および／または顧客に１つ以上の疾患または形質が現れる見込みを顧客に知らせることができる。顧客が結果および紹介を受け取ると、顧客の注文は完了したと見なすことができ、顧客はオンラインウェブサイトのアカウントを通じて結果および紹介に引き続きアクセスできる。その後、顧客は希望に応じてオフラインで紹介をさらに求めることを選択できるが、ウェブサイトの範囲外である。
【実施例】
【０１５０】
以下の実施例は本発明の様々な態様を例示する目的で記載するものであり、本発明を何ら限定しない。本実施例および本明細書に記載の方法は、現時点の好ましい態様を代表する例示的なものであり、本発明の範囲を限定しない。当業者は特許請求の範囲によって定義される本発明の精神の範囲内の変更や他の使用法を発想するであろう。
【０１５１】
（実施例１：ｍｉＲＮＡ定量のための新規方針の概要説明）
本発明の相補配列増幅スキームの例示的な概略図を図１に示す。ＲＴループプライマーは３つの部分を含む。すなわち、汎用的な配列（配列Ａと配列Ｂを結ぶ線で示す）、ＲＴループプライマーの５’末端側に位置するｍｉＲＮＡ相補配列（配列Ａ）、およびＲＴループプライマーの３’末端側に位置するｍｉＲＮＡ相補配列（配列Ｂ）である。ＲＴ反応は、このＲＴループプライマーの３’末端（配列Ｂ）から開始され、ｍｉＲＮＡ配列と汎用的配列の両方を含むハイブリッドｃＤＮＡ鎖を生成する。特異的なループプライマーを用いるこのＲＴでは、ＲＮＡが標的の場合には逆転写酵素、ＤＮＡが標的の場合にはポリメラーゼによるプライマー伸長を利用する。ポリメラーゼは、配列Ｂのハイブリダイゼーション領域である標的ポリヌクレオチドの５’末端側の領域に対する相補配列の生成中、配列Ａと標的ポリヌクレオチドのハイブリダイゼーションを低減する。ＲＴ後、汎用配列に相補的な順方向プライマーと、ｍｉＲＮＡに特異的な配列に相補的な逆方向プライマーを用いて定量ＰＣＲでこのハイブリッドｃＤＮＡを定量する。
【０１５２】
（実施例２：標的ｍｉＲＮＡおよびプライマー）
ｍｉＲＮＡの配列ｈｓａ−ｌｅｔ−７ａ−５ｐ（UGAGGUAGUAGGUUGUAUAGUU）（受入番号ＭＩＭＡＴ０００００６２、２２ｎｔ））およびｈｓａ−ｌｅｔ−７ｃ（UGAGGUAGUAGGUUGUAUGGUU（受入番号ＭＩＭＡＴ０００００６４、２２ｎｔ））をｍｉＲＢＡＳＥのサイトから入手した（http://www.mirbase.org/index.shtml）。ｈｓａ−ｌｅｔ−７ａ−５ｐのグアニンをシトシンに置換してｈｓａ−ｌｅｔ−７ｘ−ｔｅｓｔの配列を生成した（UGAGGUAGUACGUUGUAUAGUU、２２ｎｔ）。報告ではこの３種の合成ｍｉＲＮＡをｌｅｔ−７ａ、ｌｅｔ−７ｃ、およびｌｅｔ−７ｘと簡略化する。合成ｍｉＲＮＡオリゴヌクレオチドとプライマーはIntegrated DNA Technologies(IDT)より購入した。プライマーの名称と配列（５’→３’方向に記載）は以下のとおりである。
【表２】
2017523801.tif 000003
【０１５３】
（実施例３：逆転写および定量ＰＣＲ）
ＲＴ反応溶液は合成ｍｉＲＮＡオリゴヌクレオチド０．２５μｇとＲＴプライマー０．７μＭを含有するものとした。ＲＴ緩衝剤、ｄＮＴＰ、ＭｇＣｌ2、ＲＮａｓｅＯＵＴ、およびSuperscript（登録商標）III RTはSuperscript（登録商標）III First-Strand Synthesis System（Invitrogen（商標）（Life Technologies）、18080-051）のキットから得た。ＲＴを製造業者の指示に従い実施した。簡単に説明すると、１０μｌの反応溶液を、３７℃、４２℃または５０℃で５０分間、続いて７５℃で１５分間、Bio-Rad CFXの装置を用いてインキュベートした後、ＲＴ産物を４℃で保持した。
【０１５４】
ＲＴ産物をキャピラリー電気泳動（ＣＥ）装置（Fragment Analyzer（Advanced Analytical Technologies））とSensitivity RNA Analysis Kit（DNF-489-0500）を用いて製造業者の指示に従い分析した。ＲＴプライマーを含むがｍｉＲＮＡ鋳型を含まない反応をＲＴ対照とした。
【０１５５】
TATAA SYBR（登録商標）Grandmaster（登録商標）Mixを製造者の指示に従って使用し、定量ＰＣＲを実施した。ＲＴにより生成したｃＤＮＡを、約１０6コピー／μｌになるようＴＥ−ＬＰＡ緩衝剤（８μｌのＬＰＡを１０ｍｌの１×Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡに懸濁したもの）により希釈した。次に、ＰＣＲ反応液に希釈ｃＤＮＡを１μｌとＰＣＲプライマー５＋５Ｆｐ（汎用、CTACTGTTGCAGTGG、２２ｎｔ）と５＋５Ｒｐ（ｍｉＲＮＡ特異的、TGAGGTAGTAGGTTG、２２ｎｔ）を２００ｎＭ添加した。反応液中の標的ｃＤＮＡのコピー数は以下の式で計算した：ｃＤＮＡのコピー数＝ｍｉＲＮＡ鋳型の濃度（ｎＭ）×６．０２２×１０23／（ｍｉＲＮＡの長さ×６５０×１０9）。反応液１０μｌを９５℃で１分間インキュベートした後、９５℃で５秒間、５２℃で３０秒間、および７２℃で１０秒間のサイクルを４５サイクル行った。すべての反応を２回行った。
【０１５６】
（実施例４：ＲＴ工程の確認）
ｍｉＲＮＡの定量の特異性を最適にするため、発明者らは図１に例示する新規方針を提案した。まず、４０ｎｔの汎用配列と５〜１０ｎｔのｍｉＲＮＡ特異的配列を含むプライマーを用いた逆転写によってハイブリッドｃＤＮＡ鋳型を得た。次に、汎用的な順方向プライマーおよびｍｉＲＮＡ特異的な逆方向プライマーを用いて定量ＰＣＲを実施した。
【０１５７】
この試験では、ＲＴプライマーの５’末端と３’末端の両方が標的ｍｉＲＮＡと重複していた。そこである疑問が生じた。すなわち、ｍｉＲＮＡ鋳型と連動する逆転写酵素の性能を妨害せずに標的ｍｉＲＮＡとハイブリダイズさせるにはどれくらいの数のヌクレオチドのＲＴプライマーが必要かという問題である。この問題に対処するため、標的ｍｉＲＮＡの５’末端側および３’末端側に相補的な様々なヌクレオチド数の様々なＲＴプライマーを実施例２で試験した。
【０１５８】
ＲＴプライマー「５＋５」の場合、効率的なＲＴが得られた。まず、ＲＴ反応を５０℃で実施した。合成ｍｉＲＮＡであるｌｅｔ−７ａを鋳型として用い、ＲＴ産物をＣＥで分析した。プライマー「５＋５」を用いたＲＴの後、図２（Ａ）では、図２（Ｂ）のＲＴ対照（ｍｉＲＮＡ鋳型なし）と比較して、ＲＴプライマーよりも１８ｎｔ多い追加のピークが検出された。図２（Ａ）に約７４ｎｔのハイブリッドｃＤＮＡのピークを矢印で示す。図２（Ｂ）には、プライマー５＋５を含むがｍｉＲＮＡを含まないＲＴ対照の結果を示す。ＬＭは２０ｎｔのラダーマーカーを示す。この結果から、プライマー「５＋５」によってハイブリッドｃＤＮＡがＲＴ生成されたことがわかった。
【０１５９】
図３（Ａ）に示すように、ＰＣＲプライマー５＋５Ｆｐおよび５＋５Ｒｐを用いた定量ＰＣＲでもハイブリッドｃＤＮＡの存在を確認した。ＲＴプライマーの濃度もｍｉＲＮＡの定量精度に重要であった。発明者らはＲＴプライマー５＋５の濃度を１．４μＭから０．７μＭに下げても図３（ＡおよびＢ）のＲＴ工程に影響はなく下流の定量ＰＣＲにほとんど干渉しないことを見出した。図３（Ａ）ではＲＴプライマー５＋５が０．７μＭのときＲＴ産物が生成された。図３（Ｂ）では、ＲＴプライマー５＋５が１．４Ｍの場合にＲＴ産物が生成された。図３（Ａ）および（Ｂ）について、増幅曲線ＩはハイブリッドｃＤＮＡの増幅産物であり、増幅曲線ＩＩはＲＴ対照の増幅産物である。
【０１６０】
実施例２で挙げた他のプライマーを用いてＲＴを実施したところ、どのプライマーでも５０℃ではハイブリッドｃＤＮＡは生成されなかった。温度がＲＴの結果に影響する可能性を考慮し、実験で一般に使用する別の２種類のＲＴ温度、３７℃と４２℃でＲＴを実施した。図４に示すように、いずれの温度でもプライマー５＋５によってｃＤＮＡが生成された。一方、他のプライマー対ではやはりこの２種類の試験温度のいずれでもハイブリッドｃＤＮＡは生成されなかった。図４（Ａ）についてはＲＴを４２℃で行い、図４（Ｂ）では３７℃で行った。図４（Ｃ）について、ＲＴ対照はプライマー５＋５を含むがｍｉＲＮＡを含んでいない。図４では新たに生成したｃＤＮＡを矢印で示す。ＬＭはラダーメーカーを示し、２０ｎｔのＲＮＡが示されている。
【０１６１】
ＲＴプライマーの濃度が高い場合、ｃＤＮＡ産物のシグナルが圧縮され低ＲＦＵになるため、ＣＥの読み取り値が偽陰性になる可能性がある。そこで、ＲＴプライマーの濃度を０．７Ｍから０．２８Ｍに下げたところ、図５（ＡおよびＢ）のＲＴプライマー３＋３を用いたＲＴ後、ハイブリッドｃＤＮＡ産物を表す可能性のある追加のピークが観察された。ハイブリッドｃＤＮＡの存在を確認するため、プライマー５＋５Ｆｐおよび５＋５Ｒｐを用いた定量ＰＣＲでＲＴ産物を検証したところ、図５（Ｃ）に見られるようにＣｑ値はＲＴ対照の場合よりわずか２．３サイクルだけ多かった。図５（Ａ）では、ＲＴプライマー３＋３の濃度が１．４μＭのとき、ＣＥ分析でハイブリッドｃＤＮＡ産物を表す追加のピークが観察された。図５（Ｂ）では、ＲＴプライマー３＋３の濃度が２．８μＭのとき、ＣＥ分析でハイブリッドｃＤＮＡ産物を表す追加のピークが観察された。図５（Ｃ）の定量ＰＣＲ分析結果から、増幅曲線Ｉはプライマー３＋３が０．２８Ｍのときに生成されたＲＴ産物の増幅配列、増幅曲線ＩＩはＲＴプライマー３＋３を０．２８Ｍ含むＲＴ対照（ｍｉＲＮＡ鋳型を含まないＲＴ）の増幅産物を表すことがわかる。結論として、標的ｍｉＲＮＡ配列を含むハイブリッドｃＤＮＡはプライマー対５＋５によって逆転写できる。これらの結果は、この標的と試験した条件の場合、ＲＴプライマーの３’末端側のｍｉＲＮＡ配列が５ｎｔ重複していることがＲＴ工程の開始に最適であると示している。
【０１６２】
（実施例５：特異性の検証）
この試験の特異性を、ｌｅｔ−７ａと１ヌクレオチドしか違わないｌｅｔ−７ｃおよびｌｅｔ−７ｘの合成ｍｉＲＮＡを用いて評価した。まず、ＲＴの特異性を評価する。ＲＴは、ｌｅｔ−７ａと完全に一致するＲＴプライマー５＋５を用いて行った。ＲＴ産物をＣＥによって調査した。結果は、図６（Ａ〜Ｃ）に示すように、異なるｍｉＲＮＡ鋳型から同様の量のＲＴ産物が生成されたことを示した。図６（Ａ）ではｌｅｔ−７ａ、図６（Ｂ）ではｌｅｔ−７ｃ、図６（Ｃ）ではｌｅｔ−７ｘをＲＴ鋳型として使用した。ＬＭは２０ｎｔのＲＮＡラダーマーカーを示す。
【０１６３】
次に定量ＰＣＲの特異性を評価した。ＲＴ産物をＰＣＲプライマー５＋５Ｆｐおよび５＋５Ｒｐで増幅した。完全に一致する標的と一致しない標的の間のＣｑ値差を基に、完全に一致する場合の効率を１００％とした場合の相対検出効率を次の式で計算した：２-(Cq(非特異的)-Cq(特異的))。図７に示すように、ｌｅｔ−７ａとｌｅｔ−７ｘの増幅結果を比較すると、観察された非特異的シグナルのレベルはわずか１．４８％であった。しかし、ｌｅｔ−７ｃをｌｅｔ−７ａと区別する特異性は低く、ｌｅｔ−７ｃのｌｅｔ−７ａに対する相対検出効率は２１．８％であった。別のバッチのＲＴ産物を用いて実験を繰り返しても同様の結果が得られた。図７では、ｌｅｔ−７ａの増幅効率を１００％とし、ｌｅｔ−７ｃおよびｌｅｔ−７ｘの増幅Ｃｑ値をｌｅｔ−７ａと比較し、相対検出効率を計算した。
【０１６４】
ｌｅｔ−７ｃとｌｅｔ−７ｘはいずれもｌｅｔ−７ａと一致しないヌクレオチドを１個有するが、両者のｌｅｔ−７ａに対する相対検出効率はかなり違っていた。この差は一致しないヌクレオチドの位置によって決まる可能性がある。ｌｅｔ−７ｘの場合、一致しないヌクレオチドはｍｉＲＮＡの３’末端側に位置し、定量ＰＣＲ工程の間ｍｉＲＮＡ特異的ＰＣＲプライマー５＋５Ｒｐの対象範囲に入ることができる。したがって、ＲＴと定量ＰＣＲ両方の工程でｌｅｔ−７ａをｌｅｔ−７ｘと区別できた。ｌｅｔ−７ｘとは異なり、ｌｅｔ−７ｃでは、一致しないヌクレオチドはｌｅｔ−７ｃの５’末端側に突出し、ｌｅｔ−７ｘのように定量ＰＣＲ工程で増幅対象として選択されることはなかった。さらに、非特異的シグナルが比較的高いのはＲＴ工程中のＧ−Ｔの交差反応によるものである可能性がある。この観点から、ＲＴプライマーおよび定量ＰＣＲプライマーを最適化すればこのｍｉＲＮＡ定量方針の特異性は有意に高くなる可能性がある。
【０１６５】
（実施例６：代替的なｍｉＲＮＡ定量方針の概要説明）
ループプライマーの代替的構造（ループの一部が折りたたまれヘアピン構造をとっている）の概略図の例を図９に示す。このプライマーは、５’側認識配列（配列Ａ）と、５’側アーム配列（配列Ｄ）と、ステム（配列Ｅ・Ｇ）およびループ（配列Ｆ）を有するヘアピンと、３’側アーム配列（配列Ｈ）と、３’側認識配列（配列Ｂ）とを含む。ヘアピンによってループ構造は安定し、大部分の塩基が試料中の他の核酸との相互作用から隔離されるため、バックグラウンドシグナルが減少する。ステム構造を調節してシステムの特性を変更することができる。ループプライマーにヘアピン構造を導入してバックグラウンドシグナルを低減する例を図１２に示す。
【０１６６】
（実施例７：ヘアピンを含むループプライマーを用いた特異性の検証）
図１０は、ｌｅｔ７ファミリーの最初の５つのメンバー（ｌｅｔ−７ａ〜ｅ）を標的とする指定のループプライマーに基づいて７つの試験の交差反応性をＲＴおよび定量ＰＣＲで測定した分析結果を示す。ｈｓａ−ｌｅｔ−７ａ−５ｐ〜ｈｓａ−ｌｅｔ−７ｅ−５ｐの配列はｍｉＲＢＡＳＥ（www.mirbase.org/）で得た。使用したＲＴプライマーおよび定量ＰＣＲプライマーを図１０（Ａ）に示す。ｌｅｔ−７ｂとｌｅｔ−７ｃそれぞれに対して２種類のループプライマーを設計した。
【０１６７】
合成ｍｉＲＮＡオリゴヌクレオチド１２ｐｇとＲＴプライマー５０ｎＭを含む１０μｌの反応容量でTATAA GrandScript（登録商標）Flex cDNA Synthesis Kitを使用し、製造者の指示に従ってＲＴ反応を実施した。各ｍｉＲＮＡ標的について、逆転写酵素の代わりにヌクレアーゼを含まない水を添加してＲＴ対照を実施した。反応溶液をBio-Rad CFX96装置を用いて３１℃で４５分間インキュベートした後、８５℃で５分間インキュベートし、次いで４℃で保持した。
【０１６８】
プライマー４００ｎＭを含む１０μｌの反応容量でTATAA SYBR（登録商標）GrandMaster（登録商標）Mixを使用し、製造者の指示に従って定量ＰＣＲを実施した。ＲＴで得たｃＤＮＡをヌクレアーゼを含まない水で５倍に希釈し、各定量ＰＣＲに２μｌ添加した。ただし、鋳型なしの対照（ＮＴＣ）にはｃＤＮＡの代わりにヌクレアーゼを含まない水を添加した。反応液をBio-Rad CFX384装置を用いて９５℃で３０秒間インキュベートした後、９５℃で５秒間、６０℃で１５秒間、７２℃で１０秒間のサイクルを４５サイクル行い、次いで０．５℃／秒の温度上昇で６５℃〜９５℃の融解曲線を得た。すべての反応を２回行った。
【０１６９】
定量ＰＣＲで得たＣｑ値を図１０（Ｂ）に示し、図１０（Ｃ）に式２-(Cq(非特異的)-Cq(特異的))で計算した相対検出効率を示す。標的が完全に一致する場合のＣｑ値は実質的に変動するが、これはＲＮＡのｃＤＮＡへの逆転写を開始する際の鋳型濃度の変動および／またはループプライマーの効率の変動による可能性がある。標的配列のうちいくつかが単一の塩基位置しか違わない場合でも交差反応性が見られた（ただし、２％未満という例外もあった）。ｌｅｔ−７ｃを標的とするよう設計したループプライマーのうち一方はＬｅｔ−７ｂと２０．１％の交差反応性を示したが、もう一方のｌｅｔ−７ｃループプライマーの交差反応性は１．３％まで低下した。Ｌｅｔ−７ｂを標的とするよう設計したループプライマーのうち一方についても、Ｌｅｔ−７ｃに対し交差反応が１２．４％というより低い特異性が観察された。しかし、Ｌｅｔ−７ｂに対するもう一方のループプライマーの交差反応性はわずか１．６％であった。
【０１７０】
（実施例８：本発明のヘアピンループプライマーを用いた試験効率の検証）
ヘアピンループプライマーを用いた様々な試験結果を図１１に示す。ｍｉＲＮＡ（ｈｓｐ−ｌｅｔ−７ａ−５ｐ）の使用量を２．５×１０10−２５０コピー／ＲＴ反応から変動させた。研究した範囲内では、試験は優れた直線性を示し、定量ＰＣＲシステムの効率は約８６％であった。
【０１７１】
ＲＴプライマー（TACTACCTCAACTCCCTCGCGTTCGTTGTTCGACCGCACTCCGTCAACTA）を５０ｎＭ含む１０μｌの反応溶液で、TATAA GrandScript（登録商標）Flex cDNA Synthesis Kitを使用して製造者の指示に従いＲＴ反応を実施した。バックグラウンドシグナルを測定するため、逆転写酵素の代わりにヌクレアーゼを含まない水を用いたＲＴ陰性対照を含めた。反応溶液をBio-Rad CFX96装置を用いて２５℃で４５分間、続いて８５℃で５分間インキュベートした後４℃で保持した。
【０１７２】
順方向プライマー（CCTCAACTCCCTCGCGTT）および逆方向プライマー（GCCCATGAGGTAGTAGGTTGTATA）を４００ｎＭ含む１０μｌの反応容量で、TATAA SYBR（登録商標）GrandMaster（登録商標）Mixを使用し製造者の指示に従って定量ＰＣＲを実施した。ＲＴで得たｃＤＮＡを、ヌクレアーゼを含まない水で４倍に希釈し、各定量ＰＣＲに２μｌを加えた。ただし、鋳型なしの対照にはｃＤＮＡの代わりにヌクレアーゼを含まない水を添加した。Bio-Rad CFX384装置を用いて反応液を９５℃で３０秒間インキュベートした後、９５℃で５秒間、６０℃で１５秒間、７２℃で１０秒間のサイクルを４５サイクル行い、０．５℃／秒の温度上昇で６５℃〜９５℃までの融解曲線を得た。すべての反応を２回行った。
（実施例９：ヘアピンを含むループプライマーを用いたバックグラウンドシグナル低減の検証）
【０１７３】
ループプライマーのヘアピン構造を変更し、バックグラウンドシグナルへの影響を試験した。３’側および５’側の認識配列は同じでヘアピンとアームとループの配列をわずかに変えた４種のループプライマーを設計した（図１２）。陽性を示した反応のＣｑ値は１６．０７（ＲＴ１８）〜１６．４４（ＲＴ１９）の範囲で非常に似ており、変更が効率に与える影響はごくわずかであることが証明された。一方、陰性対照のＣｑ値は、ＲＴ１０プライマーの場合の３４．８６からＲＴ１８の場合の４５未満（４５サイクル実行したとき交差が観察されない）までの範囲であり、陽性の場合よりも有意に大きな変動を示した。このことから、構造を微調整することによって陽性シグナルを損なわずに試験のバックグラウンドシグナルを排除できることがわかる。
【０１７４】
合成ｍｉＲＮＡオリゴヌクレオチド１２ｐｇとＲＴプライマー５０ｎＭを含む１０μｌの反応容量で、TATAA GrandScript（登録商標）Flex cDNA Synthesis Kitを使用し、製造者の指示に従いＲＴ反応を実施した。各標的について、逆転写酵素の代わりにヌクレアーゼを含まない水を添加してＲＴ対照とした。Bio-Rad CFX96装置を用いて反応溶液を３１℃で４５分間、続いて８５℃で５分間インキュベートした後、４℃で保持した。
【０１７５】
順方向プライマー（TCACCCACCACGTACGG）および逆方向プライマー（GCGGCTGAGGTAGTAGGTTGTA）を４００ｎＭ含む１０μｌの反応容量で、TATAA SYBR（登録商標）GrandMaster（登録商標）Mixを使用し、製造者の指示に従って定量ＰＣＲを実施した。ＲＴで得たｃＤＮＡを、ヌクレアーゼを含まない水で４倍に希釈し、各定量ＰＣＲに２μｌを加えた。ただし、鋳型なしの対照にはｃＤＮＡの代わりにヌクレアーゼを含まない水を添加した。反応液をBio-Rad CFX384装置を用いて９５℃で３０秒間インキュベートした後、９５℃で５秒間、６０℃で１５秒間、７２℃で１０秒間のサイクルを４５サイクル行い、０．５℃／秒の温度上昇で６５℃〜９５℃までの融解曲線を得た。すべての反応を２回行った。
【０１７６】
本発明の好ましい態様を本明細書で図示・説明したが、これらの態様が単なる例として記載されたことは当業者には明らかであり、当業者は本発明から逸脱することなく多数の変形、変更、および代替を発想するであろう。なお、本明細書に記載した本発明の態様に対する様々な代替物を本発明の実施に使用してもよい。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義し、その範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物を包含するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月18日(2017.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
本発明の好ましい態様を本明細書で図示・説明したが、これらの態様が単なる例として記載されたことは当業者には明らかであり、当業者は本発明から逸脱することなく多数の変形、変更、および代替を発想するであろう。なお、本明細書に記載した本発明の態様に対する様々な代替物を本発明の実施に使用してもよい。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義し、その範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物を包含するものとする。
本発明は以下のものに関する：
[１]  試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする、ループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと
を含む、方法。
[２]  試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、該試料をループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む核酸増幅反応に供する工程を含み、反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする該ループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成する該ポリメラーゼと；
（ｃ）該標的ポリヌクレオチド内で該配列Ａ’または該配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す該逆方向プライマーと；
（ｄ）該ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする該順方向プライマーと
を含む、方法。
[３]  項目１の方法で得られる産物を逆方向プライマーおよび必要に応じて順方向プライマーの存在下で増幅する工程をさらに含み、該逆方向プライマーおよび該順方向プライマーは、それぞれ増幅産物および前記ループプライマーに対して配列相補性を示す、項目１に記載の方法。
[４]  前記順方向プライマーは前記リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、項目３に記載の方法。
[５]  前記逆方向プライマーは前記標的ポリヌクレオチドの前記配列Ａ’または前記配列Ｂ’より５’側に位置する部分に相補的な配列に特異的にハイブリダイズする、項目３に記載の方法。
[６]  前記核酸増幅の産物を検出する工程をさらに含む、項目２または３に記載の方法。
[７]  前記検出工程は前記反応混合物に含まれ前記産物に相補的な配列を有するプローブからのシグナルを検出する工程を含む、項目６に記載の方法。
[８]  前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、項目１または２に記載の方法。
[９]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、項目１または２に記載の方法。
[１０]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、項目１または２に記載の方法。
[１１]  最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は、前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、項目１または２に記載の方法。
[１２]  前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、項目１または２に記載の方法。
[１３]  前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、項目１または２に記載の方法。
[１４]  前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、項目１または２に記載の方法。
[１５]  前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、項目１または２に記載の方法。
[１６]  前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、項目１または２に記載の方法。
[１７]  前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉ結合ＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、長鎖非コードＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ）分子、リボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）分子、および低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）分子からなる群より選択される、項目１６に記載の方法。
[１８]  前記標的ポリヌクレオチドは１００ｎｔ未満の長さである、項目１または２に記載の方法。
[１９]  前記標的ポリヌクレオチドは５０ｎｔ未満の長さである、項目１または２に記載の方法。
[２０]  前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む、項目１または２に記載の方法。
[２１]  前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、項目１または２に記載の方法。
[２２]  前記リンカー配列はヘアピン型構造を有する、項目１または２に記載の方法。
[２３]  試料中の少数アレルすなわち対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体の存在を検出する方法であって、該配列多様体を含む少数アレルと多数アレルの領域がループプライマー対を用いて増幅される条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）該配列Ａ１と該少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ１と該少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（該配列Ａ１’と配列Ｂ１’は該少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該少数アレルに特異的にハイブリダイズする第一のループプライマーと；（ｂ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）該配列Ａ２と該多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ２と該少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（該配列Ａ２’と該配列Ｂ２’は該多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該多数アレルに特異的にハイブリダイズする第二のループプライマーと；（ｃ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って該第一のループプライマーの該配列Ｂ１と該第二のループプライマーの該配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成するポリメラーゼとを含む、方法。
[２４]  試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物であって、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとを含み、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、組成物。
[２５]  前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、項目２４に記載の組成物。
[２６]  前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、項目２４に記載の組成物。
[２７]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、項目２４に記載の組成物。
[２８]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、項目２４に記載の組成物。
[２９]  最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、項目２４に記載の組成物。
[３０]  前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、項目２４に記載の組成物。
[３１]  前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、項目２４に記載の組成物。
[３２]  前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、項目２４に記載の組成物。
[３３]  前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、項目２４に記載の組成物。
[３４]  前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、項目２４に記載の組成物。
[３５]  前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される、項目３４に記載の組成物。
[３６]  前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の配列要素を含む、項目２４に記載の組成物。
[３７]  前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、項目２４に記載の組成物。
[３８]  前記組成物は容器に入っている、項目２４に記載の組成物。
[３９]  前記容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである、項目３８に記載の組成物。
[４０]  前記組成物は無水形態である、項目２４に記載の組成物。
[４１]  ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物であって、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、反応混合物。
[４２]  前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、項目４１に記載の反応混合物。
[４３]  前記配列Ａは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜約１０ｎｔの長さである、項目４１に記載の反応混合物。
[４４]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは約５ｎｔ〜約２０ｎｔである、項目４１に記載の反応混合物。
[４５]  前記配列Ａと前記配列Ｂの合計の長さは前記標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズして前記ループプライマーを伸長させるのに十分な長さである、項目４１に記載の反応混合物。
[４６]  最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、項目４１に記載の反応混合物。
[４７]  前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも９０％の相補性を有する、項目４１に記載の反応混合物。
[４８]  前記配列Ａ’の３’末端は前記配列Ｂ’から１ｎｔ〜約５ｎｔ以内にある、項目４１に記載の反応混合物。
[４９]  前記標的ポリヌクレオチドはＤＮＡ分子である、項目４１に記載の反応混合物。
[５０]  前記標的ポリヌクレオチドはＲＮＡ分子である、項目４１に記載の反応混合物。
[５１]  前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子である、項目４１に記載の反応混合物。
[５２]  前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、ｓｉＲＮＡ分子、ｐｉＲＮＡ分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、ｌｎｃＲＮＡ分子、ｒＲＮＡ分子、およびｓｈＲＮＡ分子からなる群より選択される、項目５１に記載の反応混合物。
[５３]  前記リンカー配列は、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の配列要素を含む、項目４１に記載の反応混合物。
[５４]  前記リンカー配列は複数の異なるループプライマーに共通の汎用的な配列を含む、項目４１に記載の反応混合物。
[５５]  前記反応混合物は容器に入っている、項目４１に記載の反応混合物。
[５６]  前記容器はウェル、プレート、チューブ、チャンバー、フローセル、またはチップである、項目５５に記載の反応混合物。
[５７]  前記反応混合物は無水形態である、項目４１に記載の反応混合物。
[５８]  キットの形態に梱包された項目２４の組成物。
[５９]  項目５８に記載のキットの使用法であって、標的ポリヌクレオチドと前記ループプライマーと前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程を含み、該標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さである、使用法。
[６０]  試料中の標的ポリヌクレオチドを検出するシステムであって、
（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受けるよう構成されたコンピュータと；
（ｂ）項目３７に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する増幅系と；
（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を受取人に送る報告書作成部と
を含む、システム。
[６１]  前記受取人は前記顧客である、項目６０に記載のシステム。
[６２]  １つ以上のプロセッサで実行すると試料中の標的ポリヌクレオチドを検出する方法を実施するコードを含む、コンピュータ可読媒体であって、該方法は、
（ａ）試料で検出反応を実施するようにとの顧客の要求を受ける工程と；
（ｂ）項目４０に記載の反応混合物中で核酸増幅反応を実施して増幅産物を生成する工程と；
（ｃ）増幅産物量に対応する検出シグナルの検出結果を含む報告書を作成する工程と
を含む、媒体。
[６３]  試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、単一の反応混合物中で生成する工程をさらに含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと；
（ｃ）該標的ポリヌクレオチド内で該配列Ａ’または該配列Ｂ’よりも５’側に位置する配列と配列相同性を示す逆方向プライマーと；
（ｄ）該ループプライマーに相補的な配列に特異的にハイブリダイズする順方向プライマーと
を含む、項目２に記載の方法。
[６４]  標的ポリヌクレオチドと前記ループプライマーと前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーと検出可能量の増幅産物を生成するポリメラーゼとを含む反応混合物中で核酸増幅反応を実施する工程をさらに含み、該標的ポリヌクレオチドは約１００ｎｔ未満の長さであり、該核酸増幅反応のサイクル閾値（ＣT）は３０未満である、項目５９に記載の方法。
[６５]  試料中の少数アレルすなわち対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体の存在を検出する方法であって、該配列多様体を含む該少数アレルと該多数アレルの領域をループプライマー対を用いて増幅する条件のもとに、複数の反応混合物中で該試料のうち複数の部分を複数の核酸増幅反応に供する工程を含み、第一の反応混合物は第一のループプライマーとポリメラーゼを含み、第二の反応混合物は第二のループプライマーとポリメラーゼを含み、さらに、
（ａ）該第一のループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）該配列Ａ１と該少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ１と該少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（該配列Ａ１’と該配列Ｂ１’は該少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該少数アレルに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該第二のプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）該配列Ａ２と該多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ２と該少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（該配列Ａ２’と該配列Ｂ２’は該多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該多数アレルに特異的にハイブリダイズし；かつ
（ｃ）ポリメラーゼは鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って該第一のループプライマーの該配列Ｂ１または該第二のループプライマーの該配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成する、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成する方法であって、該標的ポリヌクレオチドの該領域に対する全配列を生成する条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする、ループプライマーと；
（ｂ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する該標的ポリヌクレオチドに沿って該ループプライマーの該配列Ｂを５’→３’方向に伸長して該標的ポリヌクレオチドの相補配列を生成するポリメラーゼと
を含み、前記リンカー配列Ｄが、ヘアピン構造を含む、前記方法。
【請求項２】
請求項１の方法で得られる産物を、逆方向プライマーおよび順方向プライマーの存在下で増幅する工程をさらに含み、該逆方向プライマーが、配列A'又はB’に対して５’である標的ポリヌクレオチドの一部に相補的である配列に特異的にハイブリダイズし、及び該順方向プライマーが、リンカー配列Dに含まれる配列に特異的にハイブリダイズする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記核酸増幅の産物を検出する工程をさらに含み、そしてここで前記検出工程、前記産物に相補的な配列を有する反応混合物中のプローブからのシグナルを検出する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記配列Ａは２ｎｔ〜１０ｎｔの長さであり、前記配列Ｂは２ｎｔ〜１０ｎｔの長さである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記配列Ａと配列Ｂの合計の長さは５ｎｔ〜２０ｎｔである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
最適に整列した場合、前記配列Ｂと前記配列Ａを直線状に連結した配列は、前記配列Ａ’と前記配列Ｂ’を直線状に連結した配列と少なくとも８０％の相補性を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記配列Ａ’の３’末端は配列Ｂ’の１ｎｔ〜５ｎｔ内にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記標的ポリヌクレオチドは非コードＲＮＡ分子であり、そして前記非コードＲＮＡ分子は、成熟マイクロＲＮＡ分子、マイクロＲＮＡ前駆体分子、初期マイクロＲＮＡ分子、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉ結合ＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）分子、ｐｉｗｉＲＮＡ分子、長鎖非コードＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ）分子、リボソームＲＮＡ（ｒＲＮＡ）分子、および低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）分子からなる群より選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記リンカー配列Ｄは、１つ以上のバーコード配列；１つ以上の制限酵素認識配列；１つ以上のオリゴヌクレオチドプローブ結合配列またはその相補体；配列決定プライマーがアニールする１つ以上の配列またはその相補体；およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、１つ以上の配列要素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
試料中の少数アレルすなわち対応する多数アレルと単一の塩基位置が異なる配列多様体の存在を検出する方法であって、該配列多様体を含む少数アレルと多数アレルの領域がループプライマー対を用いて増幅される条件のもとに、反応混合物中で該試料を核酸増幅反応に供する工程を含み、該反応混合物は、
（ａ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ１、リンカー配列Ｄ１、および配列Ｂ１を含み、（ｉ）該配列Ａ１と該少数アレルの配列Ａ１’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ１と該少数アレルの配列Ｂ１’との配列相補性（該配列Ａ１’と配列Ｂ１’は該少数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該少数アレルに特異的にハイブリダイズする第一のループプライマーと；（ｂ）一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ２、リンカー配列Ｄ２、および配列Ｂ２を含み、（ｉ）該配列Ａ２と該多数アレルの配列Ａ２’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂ２と該少数アレルの配列Ｂ２’との配列相補性（該配列Ａ２’と該配列Ｂ２’は該多数アレルの５’→３’方向に位置する）によって該多数アレルに特異的にハイブリダイズする第二のループプライマーと；（ｃ）鋳型特異的プライマー伸長のための鋳型として機能する各アレルに沿って該第一のループプライマーの該配列Ｂ１と該第二のループプライマーの該配列Ｂ２を５’→３’方向に伸長して各アレルの相補配列を生成するポリメラーゼとを含み、
ここで前記リンカー配列D1及びD2が、各々ヘパリン構造を含む、前記方法。
【請求項１１】
試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための組成物であって、ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとを含み、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズし、ここで前記リンカー配列Ｄが、ヘパリン構造を含む、組成物。
【請求項１２】
前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記組成物は無水形態である、請求項１１又は１２に記載の組成物。
【請求項１４】
ループプライマーと順方向プライマーと逆方向プライマーとポリメラーゼとを含む、試料中の標的ポリヌクレオチドに含まれる領域に相補的な配列を生成するための反応混合物であって、
（ａ）該ループプライマーは一本の鎖に５’→３’方向に配列Ａ、リンカー配列Ｄ、および配列Ｂを含み、（ｉ）該配列Ａと該標的ポリヌクレオチドの配列Ａ’との配列相補性および（ｉｉ）該配列Ｂと該標的ポリヌクレオチドの配列Ｂ’との配列相補性（該配列Ａ’と該配列Ｂ’は該標的ポリヌクレオチドの５’→３’方向に位置する）によって該標的ポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし；
（ｂ）該逆方向プライマーは該標的ポリヌクレオチドで該配列Ａ’よりも５’側に位置する配列に対し配列相同性を示し；かつ
（ｃ）該順方向プライマーは該リンカー配列に含まれる配列に特異的にハイブリダイズし、ここで当該リンカー配列Ｄがヘパリン構造を含む、反応混合物。
【請求項１５】
前記逆方向プライマーまたは前記順方向プライマーの伸長により生成された前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列に対して配列相補性を有する検出プローブをさらに含む、請求項１に記載の反応混合物。
【請求項１６】
前記反応混合物は無水形態である、請求項１４又は１５に記載の反応混合物。
【国際調査報告】
2017523801.tif 000023
2017523801.tif 000024
2017523801.tif 000025