近接場プローブ顕微鏡を用いた単一DNA分子のセンシング

Research Project

Project/Area Number	11750682
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	生物・生体工学
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	居城邦治北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (90221762)
Project Period (FY)	1999 – 2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 1999: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords	近接場プローブ顕微鏡 / DNA / 単一分子計測 / 単分子膜 / 表面 / シングルフォトンカウンティング / マッピング / ゲノム
Research Abstract	本研究の目的は、DNA分子1個のゲノムマッピングを、近接場プローブ顕微鏡を用いた蛍光観察で行うことにある。そのためには、蛍光標識された特異的オリゴヌクレオチドがハイブリッドした単一DNA分子を基板上に引き伸ばして固定化する新手法の開発、また超高感度での蛍光観察のための近接場プローブ顕微鏡へのフォトンカウンティング技術の応用が必要不可欠である。昨年度は、固体基板に引き伸ばして固定化されたDNA1分子に結合した蛍光標識プローブを調べるために、新たにフォトンカウンティングを装備した超高感度近接場プローブ顕微鏡を用いて、引き伸ばされたDNA1分子の蛍光像とDNA自身のトポグラフ像(表面の凹凸)を同時に測定した。本年度はこの手法を用いて単一DNA分子に結合した単一蛍光分子の蛍光像の測定を試みた。具体的には 1)気水界面にて脂質-DNA複合体の単分子膜を形成させ、これをガラス基板に垂直引き上げ法により移し取りDNA試料を作製した。超高感度近接場プローブ顕微鏡により単一DNA分子の長さとDNAの分子量との関係を調べ、DNA一分子が完全に引き延ばされる条件を調べた。(居城邦治ら,高分子加工,50,33(2001)) 2)無蛍光標識二重らせんDNAを引き伸ばしてガラス基板に固定化し、FISH法を行い超高感度近接場プローブ顕微鏡で蛍光プローブの空間的位置を一分子レベルすなわちナノメーターレベルでの計測を試みた。しかし、現有のフォトカウンティングシステムでも単一蛍光分子からの蛍光信号を検出することは困難であった。今後は近接場プローブ顕微鏡の光検出部をより高感度なAPDに交換して引き続き実験を行う予定である。