特許ウォッチ

公開番号2024059651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2024014882,2021125961
出願日2024-02-02,2015-02-13
発明の名称DNAプロファイリングのための方法および組成物
出願人イラミーナインコーポレーテッド
代理人個人,個人
主分類C12Q 1/6869 20180101AFI20240423BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】DNAプロファイルを構築する方法を提供する。
【解決手段】DNAプロファイルを構築する方法であって、核酸試料を用意すること、一塩基多型(SNP)を含む少なくとも1つの標的配列および縦列反復配列を含む少なくとも1つの標的配列に特異的にハイブリダイズする複数のプライマーを用いて該核酸試料を多重反応において増幅させ、増幅産物を生成すること、ならびに該増幅産物中の少なくとも1つのSNPおよび少なくとも1つの縦列反復配列の遺伝子型を決定し、それにより該核酸試料のDNAプロファイルを構築することを含む方法とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
DNAプロファイルを構築する方法であって、
核酸試料を用意すること、
一塩基多型（SNP）を含む少なくとも1つの標的配列および縦列反復配列を含む少なく
とも1つの標的配列に特異的にハイブリダイズする複数のプライマーを用いて該核酸試料
を多重反応において増幅させ、増幅産物を生成すること、ならびに
該増幅産物中の少なくとも1つのSNPおよび少なくとも1つの縦列反復配列の遺伝子型
を決定し、それにより該核酸試料のDNAプロファイルを構築すること
を含む方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
該増幅産物から核酸ライブラリーを作成すること含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該核酸ライブラリーの配列を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該核酸試料がヒト由来である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
該核酸試料が、環境試料、植物、非ヒト動物、細菌、古細菌、真菌、またはウイルス由
来である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも1つの該SNPが、該核酸試料の供給源の祖先型または表現型の特徴を示す、請
求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
該DNAプロファイルが、疾患の診断または予後、がんバイオマーカーの同定、遺伝子異
常の同定または遺伝的多様性分析の1つ以上に使用される、請求項１～６のいずれか一項
に記載の方法。
【請求項８】
該DNAプロファイルが、データバンキング、法医学、刑事事件捜査、父親または個人識
別の1つ以上に使用される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
複数の該プライマーのそれぞれが、低い融解温度を有する、および／または少なくとも
24ヌクレオチドの長さを有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
複数の該プライマーのそれぞれが、60℃未満の融解温度を有する、請求項９に記載の方
法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願】
【０００１】
本出願は、2015年1月14日出願された特許文献１、2014年8月28日に出願された特許文献
２、および2014年2月18日に出願された特許文献３の優先権を主張し、その内容は、その
全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 5,800 文字）【０００２】
（配列表、表、またはコンピュータプログラムリストの相互参照）
本出願は、配列表とともに電子形式で提出されている。配列表は、2015年2月13日に作
成された、ILLINC276WO_Sequence_Listing.TXTと題するファイルとして提供され、サイズ
は55Kbである。電子形式での配列表の情報は、その全体が参照により本明細書に組み込ま
れる。
【技術分野】
【０００３】
本明細書において提供される実施形態は、DNAプロファイリングのための方法および組
成物に関する。いくつかの実施形態は、変異サイズの標的配列の単一反応での増幅方法、
その後に続くライブラリーの配列決定に関する。
【背景技術】
【０００４】
歴史的に、ヒトゲノム中のマーカーのサブセットの使用は、個人の個人識別、またはDN
A指紋またはプロファイルを決定するために利用されている。これらのマーカーは、一個
人を別の個人から遺伝子レベルで識別するのに組み合わせで役立つ短鎖縦列反復配列（ST
R）および中鎖縦列反復配列（ITR）の位置または遺伝子座を含む。これらのマーカーの分
析は、犯罪現場で見つかったDNAの分析で標準化されている。例えば、米国では、これら
の反復配列の数は、刑事事件でのDNAプロファイリングの検査標準となる統合DNAインデッ
クスシステム（CODIS）を作成するために結合されている。他国では同様に、DNAプロファ
イリングの標準システムを採用している。これらのシステムはまた、父系および家族関係
を決定するために利用されてきた。しかし、現在のシステムは、全て電気泳動システムで
のこれらの反復遺伝子座のサイズ分離に基づいているので、そのようなシステムで分別さ
せることができる遺伝子座の数に限定される。例えば、法医学的目的のDNAプロファイリ
ングのための現在の商業用システムの一部は、電気泳動検出方法の制限のために、わずか
16マーカーしか分別しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国仮特許出願第62/103524号明細書
米国仮特許出願第62/043060号明細書
米国仮特許出願第61/940942号明細書
米国特許第7,985,565号明細書
米国特許第7,115,400号明細書
米国特許第6,210,891号明細書
米国特許第6,258,568号明細書
米国特許第6,274,320号明細書
国際公開第04/018497号
米国特許第7,057,026号明細書
国際公開第91/06678号
国際公開第07/123,744号
米国特許出願公開第2007/0166705号明細書
米国特許出願公開第2006/0188901号明細書
米国特許第7,057,026号明細書
米国特許出願公開第2006/0240439号明細書
米国特許出願公開第2006/0281109号明細書
国際公開第05/065814号パンフレット
米国特許出願公開第2005/0100900号明細書
国際公開第06/064199号パンフレット
国際公開第07/010251号パンフレット
米国特許出願公開第2012/0270305号明細書
米国特許出願公開第2013/0260372号明細書
米国特許出願公開第2013/0079232号明細書
米国特許第6,969,488号明細書
米国特許第6,172,218号明細書
米国特許第6,306,597号明細書
米国特許第7,001,792号明細書
米国特許第7,329,492号明細書
米国特許第7,211,414号明細書
米国特許第7,315,019号明細書
米国特許第7,405,281号明細書
米国特許出願公開第2008/0108082号明細書
米国特許出願公開第2009/0026082 A1号明細書
米国特許出願公開第2009/0127589 A1号明細書
米国特許出願公開第2010/0137143 A1号明細書
米国特許出願公開第2010/0282617 A1号明細書
PCT/US2013/30867
【非特許文献】
【０００６】
Kivioja et al., Nat. Meth.9, 72-74 (2012)
Ronaghi, M., Karamohamed, S., Pettersson, B., Uhlen, M. and Nyren, P. (1996) "Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release." Analytical Biochemistry 242(1), 84-9
Ronaghi, M. (2001) "Pyrosequencing sheds light on DNA sequencing." Genome Res. 11(1), 3-11
Ronaghi, M., Uhlen, M. and Nyren, P. (1998) "A sequencing method based on real-time pyrophosphate." Science 281(5375), 363
Deamer, D. W. & Akeson, M. "Nanopores and nucleic acids: prospects for ultrarapid sequencing." Trends Biotechnol. 18, 147-151 (2000)
Deamer, D. and D. Branton, "Characterization of nucleic acids by nanopore analysis". Acc. Chem. Res. 35:817-825 (2002)
Li, J., M. Gershow, D. Stein, E. Brandin, and J. A. Golovchenko, "DNA molecules and configurations in a solid-state nanopore microscope" Nat. Mater. 2:611-615 (2003)
Soni, G. V. & Meller, "A. Progress toward ultrafast DNA sequencing using solid-state nanopores." Clin. Chem. 53, 1996-2001 (2007)
Healy, K. "Nanopore-based single-molecule DNA analysis." Nanomed. 2, 459-481 (2007)
Cockroft, S. L., Chu, J., Amorin, M. & Ghadiri, M. R. "A single-molecule nanopore device detects DNA polymerase activity with single-nucleotide resolution." J. Am. Chem. Soc. 130, 818-820 (2008)
Levene, M. J. et al. "Zero-mode waveguides for single-molecule analysis at high concentrations." Science 299, 682-686 (2003)
Lundquist, P. M. et al. "Parallel confocal detection of single molecules in real time." Opt. Lett. 33, 1026-1028 (2008)
Korlach, J. et al. "Selective aluminum passivation for targeted immobilization of single DNA polymerase molecules in zero-mode waveguide nano structures." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 1176-1181 (2008)
【発明の概要】
【０００７】
実施形態は、限定された内容ではなく、個人に関する様々な遺伝情報をまとめて、包括
的で、より完全な個人のDNAプロファイルを提供するシステムおよび方法に関する。本開
示は、個人のこのプロファイルを可能にし、これにより、個人および法医学ゲノミクスの
分野を発展させる方法および組成物を説明する。
【０００８】
DNAプロファイリングは現在、DNA試料の同一性を決定するために選択された生物学的マ
ーカーを使用している。例えば、DNAプロファイルを決定するための最も一般的な分析は
、生物のゲノム中に見られる短鎖縦列反復配列（STR）の数のプロファイルを決定するこ
とである。分析は、電気泳動ゲルでサイズにより、またはキャピラリー電気泳動（CE）の
使用により分別することができる最大400bp長の規定STR配列を増幅することからなる。電
気泳動は、所与の遺伝子座における反復のSTRの数の違いによるサイズ変化を、したがっ
て、CEシステムでは50～500bpの間であるPCRアンプリコンの長さを検出するために使用さ
れる。サイズ分別方法論により課せられる制限（すなわち、重複アンプリコンサイズのST
Rを分別することができない）を克服するために、DNAプロファイリングの現在の方法は、
サイズが重複するアンプリコンを異なる蛍光色素で標識し、励起時に発光スペクトルが異
なるように、標識プライマーの異なるセットを利用して、それにより、重複アンプリコン
が色素励起および発光スペクトルの差を用いて分別されるのを可能にする。分別ラベリン
グを使用して、現在の方法は、1つのDNAプロファイリング実行において6つの異なって検
出可能な色素を使用しながら、24の異なるSTR遺伝子座の多重化を可能にする。
【０００９】
現在のDNAプロファイリング方法論には多くの制限がある。前述のように、サイズ分別
システムは、所与の時点で離散的に決定され得る遺伝子座の数を制限する。DNAプロファ
イリングのために確立された方法の別の制限は、分析されるDNAがしばしば分解され、い
くつかのマーカーのサイズ範囲が分解DNAに対応していないことであり、例えば、アンプ
リコンが分解DNA断片のサイズよりも大きい可能性がある。分解DNAにとって、400bpのア
ンプリコンは非常に長いと考えられ、それらの長い遺伝子座の増幅の損失につながり得る
。DNAアナリストは、分解DNA試料を増幅してそのSTRプロファイルを識別する場合、例え
ば犯罪現場で発見された試料などで、しばしば彼らは全ての遺伝子座を検出することがで
きず、犯罪現場の容疑者を犯罪の試料にマッチングすることを困難または不可能にする不
完全なプロファイルをもたらす。そのような試料のデフォルトでは、DNAアナリストは選
択の余地がほぼなく、任意の試料が残されている場合、個人の識別に関する手がかりを与
える可能性のある他のマーカーを同定するために、一塩基多型（SNP）、ミニSTR、または
ミトコンドリアDNA（mtDNA）分析などの追加のアッセイを実行する必要がある。しかし、
貴重な試料を、最終的に個人の識別に成功する確実性のない各アッセイに費やさなければ
ならない。図１Ａは、DNA鑑定の考えられる様々な経路を示し、それらの全ては別々のワ
ークフローであって、貴重な試料のアリコートを必要とする。1つ以上の単純なワークフ
ローを合わせ、潜在的に複数回反復される必要がある場合、得られたプロセスは、もはや
貴重な試料の単純なまたは効果的な使用ではない。
【００１０】
本出願に記載の実施形態は、次世代配列決定（NGS）により個人または生物のDNAプロフ
ァイルを決定するための方法、組成物およびシステムを提供し、これにより、DNAプロフ
ァイリングのための現在の方法論の問題および制限に対する解決策を提供する。図１Ｂは
、一実施形態において開示される方法の例示的なワークフローを示す。本明細書に開示さ
れているのは、短鎖縦列反復配列（STR）、中鎖縦列反復配列（ITR）、同一性インフォー
マティブ一塩基多型（iSNP）、祖先インフォーマティブ一塩基多型（aSNP）および表現型
インフォーマティブ一塩基多型（pSNP）を含むが、これらに限定されない多数の法医学関
連マーカーを1つのアッセイにまとめるための方法および組成物である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許