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ナノ帯電粒子-DNA複合体を用いた遺伝子トランジスタによる高感度遺伝子多型解析

Research Project

Project/Area Number 17710107
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionThe University of Tokyo (2006-2007)
National Institute for Materials Science (2005)

Principal Investigator

坂田 利弥  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 講師 (70399400)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords遺伝子トランジスタ / 遺伝子多型解析 / 電位計測 / ナノ粒子 / DNAチップ / 高感度 / ナノバイオ / バイオテクノロジー
Research Abstract

平成19年度は、平成18年度に実施したナノ帯電粒子の利用によるDNA検出の再現性を調査し精度の高いDNAハイブリダイゼーションの検出が可能であることがわかった。さらに、ナノ帯電粒子-DNA複合体を組み合わせた遺伝子トランジスタによる一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)検出にライゲーションアッセイ法を利用する実験手法を確立した。ライゲーションアッセイ法では、サンドイッチアッセイによリターゲットDNAとハイブリダイゼーションしたDNAプローブと複合体DNA(レポーターDNA)をリガーゼ酵素により連結(ライゲーション)する。その際、DNAプローブは、ライゲーションする末端がSNPサイトとなるようにあらかじめ設計する必要がある。末端のSNPサイトがターゲットDNAと相補的である場合は、酵素反応によりレポーターDNAがDNAプローブとライゲーションされナノ帯電粒子-DNA複合体はゲート表面上に残る。そのため、ライゲーション反応後ターゲットDNAを解離するとゲート表面にナノ帯電粒子-DNA複合体が固定されたまま残る。一方、末端のSNPサイトがターゲットDNAと非相補的である場合は、ライゲーション反応が起きないため、ターゲットDNAが解離される際に同時にナノ帯電粒子-DNA複合体もゲート表面から取り除かる。このようにライゲーション反応の有無によるナノ帯電粒子-DNA複合体の電荷密度変化を半導体パラメーターアナライザー(4155C, Agilent)を用いてしきい値電圧(V_T)の変化として捉えることが可能となり、高感度のSNPタイピングの可能性が得られた。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007 2006 2005

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Detection of molecular charges at cell membrane2008

    • Author(s)
      Toshiya Sakata and Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      Pages: 368-370

    • NAID

      40015871626

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-invasive monitoring of transporter-substrate interaction at cell membrane2008

    • Author(s)
      Toshiya Sakata and Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Analytical Chemistry 80

      Pages: 1493-1496

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical Detection Ovum Membrane Charges Using Biotransistor2008

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Izumi Makino, Sayaka Kita and Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Microelectronics Engineering (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct transduction of primer extension into electrical signal using genetic field effect transistor2007

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics 22

      Pages: 1311-1316

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stable immobilization of an oligonucleotide probe on a gold substrate using tripodal thiol-derivatives2007

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Sumio Maruyama, Aiko Ueda, Hidenori Otsuka, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Langmuir 23

      Pages: 2269-2272

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cell adhesion characteristics to chemically modified silicon nitride surface2007

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Aiko Ueda, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 2

      Pages: 1-6

    • NAID

      10025771926

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 遺伝子解析用バイオトランジスタ2007

    • Author(s)
      坂田 利弥, 松元 亮, 宮原 裕二
    • Journal Title

      機能性材料 27

      Pages: 25-34

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] DNA sequencing based on intrinsic molecular charges2006

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition 45

      Pages: 2225-2228

    • Related Report
      2006 Annual Research Report 2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Potentiometric detection of single nucleotide polymorphism using genetic field effect transistor2005

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      ChemBioChem 6

      Pages: 703-710

    • NAID

      10022538773

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] DNA Analysis Chip Based on Field Effect Transistors2005

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Masao Kamahori, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 40 No.4B

      Pages: 2854-2859

    • NAID

      10015705877

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Potential Behavior of Bio-chemically Modified Gold Electrode for Extended Gate Field Effect Transistor2005

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Shinya Matsumoto, Yoshio Nakajima, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 44 No.4B

      Pages: 2860-2863

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Detection of DNA recognition events using multi-well field effect transistor2005

    • Author(s)
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics 21

      Pages: 827-832

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] バイオトランスジスタによる生体分子認識の電気的検出2005

    • Author(s)
      坂田 利弥, 宮原 裕二
    • Journal Title

      応用物理 74

      Pages: 1555-1562

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオトランジスタによる生体分子機能解析2008

    • Author(s)
      坂田利弥, 宮原裕二
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-based Field Effect Devices for Cell Functional Analysis2007

    • Author(s)
      Toshiya Sakata
    • Organizer
      Micro and Nano Engineering (MNE) 2007
    • Place of Presentation
      Copenhagen
    • Year and Date
      2007-09-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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