ナノテクノロジーによる1分子ゲノム解析

Research Project

Project/Area Number	13202048
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	馬場嘉信徳島大学, 薬学部, 教授 (30183916)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	植野哲徳島大学, 薬学部, 助手 (40176615) 高村禅東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20290877) 稲沢譲治東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30193551)
Project Period (FY)	2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000) Fiscal Year 2001: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Keywords	ゲノム / 1分子計測 / マイクロ・ナノデバイス / ナノバイオ / システムオンチップ
Research Abstract	本研究は、ナノスケールの微細加工技術を用いて、1個の細胞から特定の染色体を選定し、1分子のDNAを解析していく方法論を確立するための基礎研究を行うことにある。まず、染色体DNA等の長鎖DNAが分離可能なマイクロデバイスを作成するところから研究を始め、その後、凝縮した染色体を電気泳動や光ピンセット等によってマニピュレーションできるシステムを構築することを目指す。本年度は、染色体DNAのマイクロチップ上でのダイナミクスの研究とマイクロチップ上でのマニピュレーション法の研究を進める。マイクロチップ上のマイクロチャンネル中における、染色体DNAのダイナミクスについて1分子レベルで研究を進め、マイクロチャンネルに充填する媒体によって、その1分子DNAのダイナミクスが大きく異なることを見出した。また、同じ媒体においても濃度が異なることにより、DNAのコンフォメーションが大きく変化することを明らかにした。さらに、DNAのコンフォメーション変化を正確にイメージングする方法としてAFMについての研究を進め、1分子のDNAが天然の状態とインターカレート型試薬の存在下では、コンフォメーションが異なることを定量的に明らかにした。また、光ピンセットとナノ微粒子を組み合わせることにより、DNA分子をマニピュレートすることに成功した。さらに、10Hzの低周波交流電場をDNA分子に印加することでDNAを伸張させることを可能にし、100万塩基以上のDNAの伸張に成功した。本研究成果は、100万塩基以上のDNAを伸張した最初の結果であり、今後、この方法を基盤として染色体レベルのDNAの解析技術へと結実するものと期待される。