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光応答型人工核酸を用いた高感度遺伝子解析システムの開発

Research Project

Project/Area Number 18685018
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

藤本 健造  Japan Advanced Institute of Science and Technology, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (90293894)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥20,670,000 (Direct Cost: ¥15,900,000、Indirect Cost: ¥4,770,000)
Fiscal Year 2007: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2006: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Keywords光応答性核酸 / DNA光連結 / 遺伝子解析
Research Abstract

光応答型人工核酸を用いた高感度遺伝子解析システムの開発に向けて光応答型人工素子の開発を本年度は重点的に行なった。光応答性核酸5-ビニルデオキシウリジン誘導体を5'末端に含むオリゴヌクレオチドは鋳型鎖存在下366nmの光照射で連結相手となる配列の3'末端にあるピリミジン塩基との[2+2]光環化による連結が可能であり、加えて312nmの光照射で開裂するという機能を有している。更に、酵素を用いる場合に要求される至適なpH、塩濃度、温度のような規約条件が存在せず穏やかな条件下で反応が進行するという利点を有する。光応答性核酸誘導体の一つである5-カルボキシビニル-2'-デオキシウリジン(^<CV>U)はDNAやRNAの配列に対して特異的かつ高収率での光連結が可能であるが、より高速な遺伝子解析に向けた反応性の高い新しい光応答性塩基のデザイン及び合成が望まれていた。そこで、本課題研究により新しい人工核酸塩基をデザインしその過程で光応答性塩基の共役系が大きくなるにつれ光連結の速度が速くなっていることを見いだした。共役系が大きくなることで光連結部位に電子が集まりやすくなったため、光連結が速く進行したと考えられる。置換基の効果はあまり大きなものではなかった。ODN(^<MTV>U)を用いた場合、連結効率が50%に達する時間はODN(^<CV>U)を用いた場合に比べてたった1/4しかかからないことがわかった。秒単位での操作が可能であることを見いだした。今までの「分」単位の操作から「秒」単位の操作へと高速遺伝子解析が可能となった。このODN(^<MTV>U)を用いれば、光連結をもちいたアプリケーションがより有用なものになると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (10 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] A Light-Controlled Reversible DNA Photoligation via Carbazole Tethered 5-Carboxyvinyluracil2008

    • Author(s)
      Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Organic Letters 10

      Pages: 397-400

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  • [Journal Article] Cy3-3-Acylcholine: a Fluorescent Analogue of Acetylcholine for Single Molecule Detection2008

    • Author(s)
      Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett 18

      Pages: 1106-1108

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    • Author(s)
      Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Chemical Communications 28

      Pages: 2698-2700

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    • Author(s)
      Shinzi Ogasawara
    • Journal Title

      ChemBioChem 8

      Pages: 1520-1522

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    • Author(s)
      Yoshinaga Yoshimura
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry 5

      Pages: 139-142

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Highly Efficient Method of Constructing a Single-Stranded Comb-like Oligonucleotide via Reversible Photocrosslinking2007

    • Author(s)
      Shinzi Ogasawara
    • Journal Title

      Bulletin of Chemical Society of Japan 11

      Pages: 2124-2130

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      Takehiro Ami
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry 5

      Pages: 2583-2586

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    • Author(s)
      Miho Tagawa
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research 21

      Pages: 140-145

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      Masayuki Ogino
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      Pages: 318-322

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      Yoshio Saito
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      Tetrahedron 8

      Pages: 3578-3582

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    • Author(s)
      Yoshinaga Yoshimura, Daisuke Okamura, Masayuki Ogino, Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Organic Letters 8・22

      Pages: 5049-5054

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  • [Journal Article] SNP Genotyping using Photochemical Ligation2006

    • Author(s)
      Shinzi Ogasawara, Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Angewandte Chemie Int. Ed. 45

      Pages: 4512-4515

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  • [Journal Article] Fluorescence labeling of DNA based on photochemical ligation2006

    • Author(s)
      Takehiro Ami, Kenzo Fuiimoto
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      Science Technology of Advanced Materials 7

      Pages: 249-253

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    • Author(s)
      Shinzi Ogasawara, Kenzo Fujimoto
    • Journal Title

      Nucleic Acids Symp. Series 50

      Pages: 173-174

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  • [Journal Article] Site-specific Transition of Cytosine to Uracil via Reversible DNA Photoligation2006

    • Author(s)
      Kenzo Fujimoto, Shigeo Matsuda, Yoshinaga Yoshimura, Takashi Matsumura, Masayuki Hayashi, Isao Saito
    • Journal Title

      Chemical Communications 30

      Pages: 3223-3226

    • NAID

      120001063264

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      藤本健造
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      日本化学会第88春季年会
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      立教大学
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      2008-03-26
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    • Author(s)
      藤本健造
    • Organizer
      平成19年度バイオテクノロジー講演会
    • Place of Presentation
      パレブラン高志会館
    • Year and Date
      2007-12-26
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  • [Presentation] 酵素を使わない光ライゲーション法の開発と応用2007

    • Author(s)
      藤本健造
    • Organizer
      日本生物物理学会第45回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-21
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  • [Presentation] 非酵素的光DNAライゲーション法の開発2007

    • Author(s)
      藤本健造
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-11
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective two-color SNP typing based on photoligation2007

    • Author(s)
      Kenzo Fujimoto
    • Organizer
      The Fifth International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo
    • Year and Date
      2007-11-20
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  • [Presentation] 配列特異的光クロスリンク反応を用いた高感度一塩基多型解析2007

    • Author(s)
      藤本健造
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      日本分析化学会第56年会
    • Place of Presentation
      徳島大学工学部
    • Year and Date
      2007-09-19
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  • [Presentation] 光ライゲーションを用いた高感度DNA解析2007

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      藤本健造
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
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  • [Presentation] 光を用いたDNA操作法の開発及びそれを用いた新規バイオ産業の創出2007

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      藤本健造
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      第4回 けいはんな新産業創出・交流センター シーズフォーラム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-07-24
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  • [Presentation] 光ライゲーションを用いたDNA及びRNA操作法の開発2007

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      藤本健造
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    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト
    • Year and Date
      2007-06-21
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      藤本健造
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      第2回ケミカルバイオロジー学会年会
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      京都大学
    • Year and Date
      2007-05-09
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  • [Book] 化学フロンティア 「ゲノム化学」 17章2007

    • Author(s)
      藤本健造
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      化学同人出版
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光応答性プローブを用いたメチルシトシンの検出法2008

    • Inventor(s)
      藤本健造
    • Industrial Property Rights Holder
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Number
      2008-063290
    • Filing Date
      2008-03-12
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] トリアゾール骨格を有する光応答性塩基2007

    • Inventor(s)
      藤本健造
    • Industrial Property Rights Holder
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Number
      2007-299901
    • Filing Date
      2007-11-19
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光クロスリンク能を有する光応答性人工ヌクレオチド2007

    • Inventor(s)
      藤本健造
    • Industrial Property Rights Holder
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Number
      2007-299914
    • Filing Date
      2007-11-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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