希土類錯体の蛍光特性を利用したキャピラリー電気泳動によるDNAの遺伝情報解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06241280
• Research Institution: Kobe Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 馬場 嘉信 神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (30183916)
• Keywords: キャピラリー電気泳動 / 希土類錯体 / 蛍光ラベル化 / DNA解析 / レーザー蛍光検出

Research Abstract

本研究では、遺伝情報解析に適した希土類錯体を用いたDNAラベル化剤の開発、ヒトをはじめとした様々な生物種の遺伝子のPCRによる増幅条件の検討、キャピラリー電気泳動用レーザー蛍光検出システムの設計を行った。
1.DNA切断活性を持たない希土類金属を用いて様々な錯体を合成し、その蛍光スペクトルおよび蛍光強度を測定した。その際には、希土類元素としてランタニドを選び、キレート剤を数種選択した。その結果から、これらのものは、全てDNAの遺伝情報解析に適した蛍光特性を有する希土類錯体であることを明らかにした。
2.ヒト・酵母・線虫のゲノムから取り出した遺伝子の塩基配列をキャピラリー電気泳動により決定するために、シークエンシング反応の最適化を行った。反応させる際には、DNAポリメレースとして、好熱性細菌由来のBcaBESTおよび高度好熱性細菌由来のTaqを使用した。それぞれの酵素でヒトをはじめとした生物種の遺伝子配列をキャピラリー電気泳動を用いて最も正確に決定できる条件を確立した。さらに、これらのシークエンシング反応生成物を検出するためのレーザー蛍光検出装置を開発した。
3.以上の検討結果および希土類錯体の蛍光スペクトルのデータから、希土類錯体を蛍光ラベル化剤として遺伝子配列を決定する際に必要なレーザー蛍光検出装置の設計を行った。
これらは、希土類錯体による高感度ラベル化法とキャピラリー電気泳動を結合した高性能遺伝情報解析システムを開発するための基礎的でかつ重要な成果である。今後は、希土類錯体の蛍光特性に合致したレーザー蛍光検出システムとキャピラリー電気泳動を結合したシステムを開発し、希土類錯体で蛍光ラベル化したDNAの遺伝情報解析のための最適条件の検討を行う。

Research Products

• [Publications] C.Sumita: "Comparative Study of Capillary Gel Electrophoresis,and Capillary Electrophoresis in Polymer Solutions in the Separation of DNA Restriction Fragments" J.Chromatogr.661. 297-303 (1994)
• [Publications] R.Tomisaki: "High‐Speed DNA Sequencer Using Capillary Gel Electrophoresis with Laser‐Lnduced Four‐Color Fluorescent DNA Detector" Anal.Sci.10. 817-820 (1994)
• [Publications] Y.Baba: "Evaluation of Selective Binding Ability of Oligodeoxynucleotide to Nucleic Acid Analogues Using Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Anal.Sci.10. 967-969 (1994)
• [Publications] Y.Baba: "High‐Resolution Separation of PCR Product and Gene Diagnosis by Capillary Gel Electrophoresis" Biomedical Chromatogr.8. 291-293 (1994)
• [Publications] 馬場 嘉信: "キャピラリー電気泳動によるヒト・ゲノムDNAの高分解能解析" 化学と工業. 47. 148-151 (1994)
• [Publications] 馬場 嘉信: "キャピラリー電気泳動によるPCR生成物解析とDNAシークエンシングヒト・ゲノム解析計画の実現に向けて" Dojin News. 71. 8-14 (1994)
• [Publications] 馬場 嘉信: "キャピラリー電気泳動;医薬品および生体成分の次世代高性能解析技術" Pharm Tech Japan. 10. 987-996 (1994)
• [Publications] Y.Baba: "Three‐Dimensional Electropherogram for the Separation of DNA Restriction Fragments Using Capillary Gel Electrophoresis with a Photodiode Array Detector" J.Liq.Chromatogr.(発表予定).
• [Publications] Y.Baba: "Rapid Typing of Variable Number of Tandem Repeat Locus in the Human Apo B Gene for DNA Diagnosis of Heart Disease by Polymerase Chain Reaction and Capillary Electrophoresis" Electrophoresis. (発表予定).