進化分子工学によるDNA鋳型を用いた新しい分子センサーの設計と合成

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07750972
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 伊藤 嘉浩 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40192497)
• Keywords: 進化分子工学 / 分子鋳型 / 核酸 / DNA / 分子センサー / 試験管内進化 / アフィニティ / PCR法

Research Abstract

進化分子工学を天然型DNAと非天然修飾核酸を用いて行い、新しい分子センサー構築概念を確立した。
1.天然型DNAの進化分子工学は、ゲスト分子として葉酸を選んで行った。葉酸をアガロースゲルに固定化し、カラムに充填した。ここにランダム配列を有するDNA集団を添加し、葉酸に結合するDNAを分離した。1回めのこのアフィニチィクロマトでは、結合するDNAは微量で検出できなかったが、分離したDNAをPCRで増幅しては、カラムに添加するという操作を繰り返すことにより、より結合性の高いDNAが選別されるようになってきた。このように選別されてきたDNAをホスト分子として、葉酸を選択的に染色できるかを検討した。まずDNAを蛍光ラベル化プライマーを用いて蛍光標識した。これを、葉酸をパターン状に固定化した膜に添加したところ、選択的に葉酸が固定化されている部位にだけレーザー顕微鏡で蛍光が観察された。
2.非天然型核酸がPCRによって増幅可能か、あるいは転写・逆転写によって天然DNAへ変換可能かを検討した。まず、DNA塩基部位を蛍光ラベル化した3リン酸化物が市販されているので、これを基質としてPCRによる増幅を行った。しかしながら、単独では基質として働かなかった。次に、RNA塩基部位を蛍光ラベル化した3リン酸化物を用い、転写反応を行ったところ、蛍光ラベル化転写産物が得られた。さらにこの転写産物を逆転写したところ、もとのDNAが得られた。これにより非天然核酸を用いた進化分子工学の可能性が示された。

Research Products

• [Publications] 伊 藤 嘉 浩: "進化分子工学によるインテリジェント材料合成" インテリジェント材料. 5. 6-10 (1995)
• [Publications] Yoshihiro Ito: "Polymeric Materials Encyclopedia" CRC Press (Boca Raton, USA), 9,600 (1996)