Development of a method for detection of single methylated cytosine

• Project/Area Number: 17K05911
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: KATO Teru 東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (00367195)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エピジェネティクス / メチル化 / メチルシトシン / がん診断

Outline of Final Research Achievements

Methylated DNA plays an important role in the epigenetic gene regulation and thus can be a promising biomarker for cancer diagnosis. Therefore, a simple method for the analysis of methylation ratio of cytosines in target gene is highly required. We herein report a new method for the pinpoint detection of 5-methylcytosine that is based on the selective oxidation of methylcytosine at the branching point of DNA three-way junction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本検出法は、 DNAのthree-way junction（TWJ）構造を利用して低濃度（数mM）のKMnO4で特定のメチルシトシンのみを酸化するため、酸化後に還元剤を加えればPCRが可能であり、脱塩カラム等による酸化剤の除去が不要なため迅速な検出が期待できる。さらに、検出対象のCpGがTWJの分岐点上に位置するようにプローブDNAの配列を設計することで、どのような標的配列にも対応可能なため、汎用性も備えている。すなわち、実用的な診断技術に求められる条件を満たしていると言える。本研究は様々ながんの診断法およびがんの基礎研究の発展に大きく貢献すると期待される。