• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

核酸構造上にプログラムされた特異的化学反応

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
Project/Area Number 22108529
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

井原 敏博  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40253489)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
KeywordsDNAコンジュゲート / 協同性 / フェロセン / シクロデキストリン / SNP解析 / 電気化学法 / 発光分光 / ハイブリダイゼーション / オリゴヌクレオチド / 化学ライゲーション / 電気化学 / 発光 / 機能性核酸
Research Abstract

様々な機能を持つ人工核酸を構成要素とするボトムアップ型の超構造を合理的に形成させる。さらに、そのプログラミングされた超構造の可逆的刺激応答性を利用して、その独特の環境でのみ進行する反応を種々の刺激により制御することを目的に研究を行った。
平成23年度はおもに、均一溶液中での電気化学的バイオ分析法に関して、核酸を標的にしたアプローチで研究を行った。前年度の研究において、互いに相補的なDNAコンジュゲート、フェロセン修飾DNA(Fc-DNA)とβ-クロデキストリン修飾DNA(CyD-DNANA)の化学合成は完了しており、ここではその電気化学的挙動に関する詳細な検討を行った。両DNAは二本鎖形成に際してその末端でフェロセン(Fc)がβ-シクロデキストリン(βCyD)に包接される。このことは二本鎖構造の熱安定性が、同配列の未修飾DNAに比べて大きく安定化していることから確認することができた。そのとき、Fcの電気化学特性はβCyDへの包接により著しく抑制されており、Fcの電子移動が、それを包接するβCyD(絶縁体)による遮蔽効果により阻害されていることがわかった。有機色素閥のFRET(Forster resonance energy transfer)を利用した消光に基づく種々の分析法が提案されているが、ここで観測された現象は、βCyDが電気化学法における有効な"消光剤"(quencher)としての機能をもつことを示している。この結果を受けて、1分子のDNAの両末端にそれぞれFcとβcyDを修飾した分子を設計し、これを合成・単離することに成功した。このDNAコンジュゲートは通常はヘアピン構造を形成しその末端でFc/βCyDの包接錯体が形成し、電気化学シグナルがoffの状態をとる。このコンフォメーションは標的分子と結合することで可逆的にこわれるので、それに伴ってシグナルがonになることを期待している。電気化学的分子ビーコン(ECMB:electro chemical molecular beacon)である。HPLC-ECD(HPLC-電気化学検出器)を用いて検出感度、および標的分子に対する応答特異性の検討を行った結果、この手法の有用性を示すことができた。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] DNA Analysis Based on the Local Structural Disruption to the Duplexes Carrying a Luminous Lanthanide Complex2011

    • Author(s)
      T.Ihara, Y.Kitamura, Y.Tsujimura, A.Jyo
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 27 Issue: 6 Pages: 585

    • DOI

      10.2116/analsci.27.585

    • NAID

      10028289066

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced Trace Phosphate Removal from Water by Zirconium (IV) Loaded Fibrous Adsorbent2011

    • Author(s)
      Md.R.Awual, A.Jyo, T.Ihara, N.Seko, M.Tamada, K.T.Lim
    • Journal Title

      Water Research

      Volume: 45 Issue: 15 Pages: 4592-4600

    • DOI

      10.1016/j.watres.2011.06.009

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical Signal Modulation in Homogeneous Solutions Using the Formation of an Inclusion Complex between Ferrocene and β-cyclodextrin on DNA Scaffold2011

    • Author(s)
      T.Ihara, T.Wasano, R.Nakatake, P.Arslan, A.Futamura, A.Jyo
    • Journal Title

      Chemieal Communications

      Volume: 47 Pages: 12388-12390

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reversible circularization of an anthracene-modified DNA conjugate through bimolecular triplex formation and its analytical application2010

    • Author(s)
      Pelin Arslan
    • Journal Title

      Organic Biomolecular Chemistry

      Volume: 8 Pages: 4843-4848

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Rational regulation of nucleic acid structures by specific formation of metal complexes2011

    • Author(s)
      T.Ihara
    • Organizer
      The 14th Asian Chemical Congress
    • Place of Presentation
      The Queen Sirikit National Convention Center, Bangkok(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能性核酸複合体のプログラミングと分析化学的応用2011

    • Author(s)
      井原敏博
    • Organizer
      中央大学理工学研究科学術講演会
    • Place of Presentation
      中央大学理工学部,東京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 核酸上でのデザインされた特異的反応およびその分析化学的応用2010

    • Author(s)
      井原敏博
    • Organizer
      第20回 アンチセンスシンポジウム
    • Place of Presentation
      甲南大学,神戸市
    • Year and Date
      2010-12-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] 基礎教育シリーズ 分析化学 基礎編2010

    • Author(s)
      本水昌二
    • Total Pages
      302
    • Publisher
      東京教学社
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] 基礎教育シリーズ 分析化学 機器分析編2010

    • Author(s)
      本水昌二
    • Total Pages
      191
    • Publisher
      東京教学社
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://133.95.131.186/~toshi/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi