リガーゼ連鎖反応(LCR )は、 DNA増幅法の一つです。リガーゼ連鎖反応(LCR)は、耐熱性リガーゼを用いて2つのプローブまたは他の分子を結合させ、標準的なPCRサイクルで増幅するという点で、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)とは異なる増幅プロセスです。 [ 1 ] 各サイクルで標的核酸分子が2倍になります。LCRの重要な利点は、PCRに比べて特異性が高いことです。[ 2 ]したがって、LCRを適切に機能させるには、プローブ分子を結合させるリガーゼと、結合に成功した分子を増幅する耐熱性ポリメラーゼ(例:Taqポリメラーゼ)という、全く異なる2つの酵素が必要です。結合に関与するプローブは、一方のプローブの5'末端がもう一方のプローブの3'末端に直接隣接するように設計されており、リガーゼに必要な3'-OH基と5'-PO4基基質を提供します。
LCRはもともと点変異を検出するために開発されたもので、2つのプローブ分子の接合部における1塩基のミスマッチだけでライゲーションが阻害されます。オリゴヌクレオチドプローブの融解温度( Tm )でライゲーションを行うことで、完全に一致するプライマーとテンプレートの二重鎖のみが許容されます。LCRは、ライゲーション効率を評価し、PCRよりもさらに高い特異性で大量の産物を生成する目的で、ライゲーションに成功したテンプレート分子を増幅するためにも使用できます。したがって、LCRは必ずしもPCRの代替手段ではなく、むしろ補完的な手段と言えます。
これは、特定の遺伝性疾患における単一塩基変異の検出に広く用いられてきた。[ 1 ]
LCRとPCRは淋病とクラミジアの検出に使用でき、初尿サンプルで実施できるため、採取が容易で、微生物の収量が多い。内因性阻害物質が感度を制限するが、この影響を排除できれば、LCRとPCRは淋病とクラミジアの診断の他のどの方法よりも臨床的に優れているだろう。[ 3 ]これらの方法の中で、LCRは既知の一塩基多型(SNP)検出に対する特異性が高く、最も感度の高い方法として台頭している(20)。LCRは1989年に複数のグループによって初めて開発され、[ 4 ]耐熱性DNAリガーゼを使用して正常DNAと変異DNAを区別し、対立遺伝子特異的産物を増幅した。識別プライマーの3'末端のミスマッチにより、DNAリガーゼが2つの断片を結合することができなくなる。ゲノムDNAの両鎖をオリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションの標的として使用することで、1回のライゲーションで各標的鎖に相補的な2組の隣接するオリゴヌクレオチドプライマーから生成された産物が、次のラウンドの標的となる。このようにして、繰り返し熱サイクルを行うことで、産物の量を指数関数的に増加させることができる。[ 1 ]