Molecular recognition-triggered signal switching probes detecting nucleotide biomarkers for on-site environmental/biomedical evaluation
| Project/Area Number |
19K05536
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Aoki Hiroshi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (00392580)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 核酸検出 / DNA / RNA / バイオマーカー / センサアレイ / 環境評価 / ヘルスケア / 分子認識 / スイッチ機能 / 環境・バイオ診断 / 電気化学センサ / オンサイト / 酵素 |
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| Outline of Research at the Start |
DNAやRNAをバイオマーカーとした環境・バイオ評価では、環境測定や臨床検査など「現場」での網羅的核酸計測が望まれる。従来法では、測定対象のターゲット核酸に蛍光標識を行う分光学的な手法が主流である。しかし、測定対象の核酸への蛍光標識化工程は煩雑であり、未反応・未認識のターゲットの洗浄が必要であるなどの課題から、標識化不要の簡便な手法が望まれていた。本研究では、電気化学的手法をベースとし、ハイブリッド形成により誘導された分子構造の変化により、自らの電気化学活性のスイッチをオン／オフし電気化学信号を発生させるプローブ分子を開発する。本研究は環境・バイオ評価の分野に大きく貢献するものと期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
Aiming at on-site detection of nucleotide biomarkers in environmental and biomedical fields, (1) I developed the molecular recognition-triggered signal switching probe as a sensing system advantageous to on-site detection. The probe changes its redox potentials triggered by sequence-specific nucleotide detection to enable non-labeling target detection. (2) I developed the molecular recognition-triggered signal switching probe employing an artificial redox enzyme as an electroactive signaling moiety. (3) I studied the evaluation of the thus developed techniques for real samples. And, moreover, (4) I achieved to improve the highly sensitive detection of nucleotide biomarkers based on enzymatic reactions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発した人工核酸プローブ分子は、測定対象核酸を事前に標識化せずかつ外部から標識等を何ら添加することなく、配列選択的な核酸認識イベントを直接電気化学信号の発生に変換する機能を有することから、核酸検出のオンサイト利便性を大きく向上させると期待される。特に、β-CDに基づく電位変化型のセンサ原理は、劣化に強いためオンサイト化に有利である。これら本研究で開発した人工核酸プローブ分子は、本法以外に報告はないため新規性および独創性は非常に高く、利便性を高め高感度センシングを可能とすることから進歩性も高く、学術的にも社会的にも意義深い研究成果である。
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Report
(4 results)
Research Products
(42 results)
