ミスマッチ塩基対と金属イオンの特異的結合を利用した一塩基多型の効率的検出法の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08J07706
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 小笹 哲夫 東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 一塩基多型(SNP) / 糖尿病発症関連遺伝子 / ミスマッチ塩基対 / 金属イオン / 電気化学測定 / 等温滴定型熱量計(ITC) / T-Hg-T塩基対 / C-Ag-C塩基対

Research Abstract

一塩基多型(SNP)のハイスループットな検出を目指して,標的とする2本鎖DNAをAu電極上に固定化して電気化学的にSNPを検出する方法を確立することを目的とした.これまでは,標的2本鎖DNA中に電荷をドープするために2本鎖DNAをアントラキノンで標識して,T:Tミスマッチ塩基対を含む2本鎖DNAとHg(II)イオンとの結合形成の有無,またはC:Cミスマッチ塩基対を含む2本鎖DNAとAg(I)イオンと結合形成の有無を電気化学的に検出しようと試みたが,予想通りの電気化学的応答を得ることができなかった.そこで今年度は,2本鎖DNA中に電荷をドープするアプローチを検討して,2本鎖DNAの5末端側を標識する物質としてアントラキノンの代わりに,電子授受を行う物質として広く用いられているフェロセンを用いる方法を試みた.
また,ヘテロデュープレックス法において,従来標的にした糖尿病発症関連遺伝子のT←→A置換およびC←→G置換のSNP以外の様々なSNPを検出可能にするためにT:TおよびC:C以外のミスマッチ塩基対と特異的に結合する新規金属イオンを探索することを目的とした.今年度は,これまでに2本鎖DNAの融解温度(T_m)測定の結果として得られたCu(II)イオンによるG:Aミスマッチ塩基対の安定化が,Cu(II)イオンとG:Aミスマッチ塩基対との特異的結合形成に基づくかを検討した、まず,G:Aミスマッチ塩基対を含む2本鎖DNAとCu(II)イオンとの結合反応における熱力学的パラメーターをITCにより測定した.同様にして,Watson-Crick塩基対のみを含む2本鎖DNAとCu(II)イオンとの結合反応における熱力学的パラメーターをITCにより測定した,そして,G:Aミスマッチ塩基対を含む2本鎖DNAとCu(II)イオンとの結合定数の値とWatson-Chick塩基対のみを含む2本鎖DNAとCu(II)イオンとの結合の結合定数の値を比較したところ,前者の値の方が後者の値よりも約10倍だけ大きな値となった.すなわち,Cu(II)イオンは,Watson-Crick塩基対のみを含む2本鎖DNAよりもG:Aミスマッチ塩基対を含む2本鎖DNAに強く結合するという結果が得られた.

Research Products

• [Journal Article] Detection of single nucleotide polymorphisms by the specific interaction between transition metal ions and mismatched base pairs in duplex DNA (2011)
  • Author(s): Hidetaka Torigoe, Akira Ono, Tetsuo Kozasa
  • Journal Title: Transition Metal Chemistry Volume: 36 Pages: 131-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermodynamic properties of the specific binding between Ag^+ ions and C : C mismatched base pairs in duplex DNA (2011)
  • Author(s): Hidetaka Torigoe, Yukako Miyakawa, Akira Ono, Tetsuo Kozasa
  • Journal Title: Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids Volume: 30 Pages: 149-167
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hg^<II> Ion Specifically Binds with T : T Mismatched Base Pair in Duplex DNA (2010)
  • Author(s): Hidetaka Torigoe, Akira Ono, Tetsuo Kozasa
  • Journal Title: Chemistry-A European Journal Volume: 16 Pages: 13218-13225
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 分裂酵母テロメアDNA配列の4本鎖DNA構造の解析 (2011)
  • Author(s): 今崎麻里, 福士京, 竹原喬, 小笹哲夫, 鳥越秀峰
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学 横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 出芽酵母テロメアDNA配列の4本鎖DNA構造とテロメア結合蛋白質Cdc13による4本鎖DNA構造の崩壊 (2011)
  • Author(s): 福士京, 和田俊輔, 中村陽, 小笹哲夫, 鳥越秀峰
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学 横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] SOD1の結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): 伊原健太郎, 藤原範子, 鳥越秀峰, 小笹哲夫, 金田薫, 佐々木澄美, 山口芳樹, 若槻壮市, 谷口直之, 鈴木敬一郎
  • Organizer: 第28回PFシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(エポカルつくば)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] 2-メルカプトエタノール修飾型Cu, Zn-SODの構造解析と安定性について (2010)
  • Author(s): 藤原範子, 伊原健太郎, 鳥越秀峰, 小笹哲夫, 金田薫, 佐々木澄美, 山口芳樹, 若槻壮市, 谷口直之, 鈴木敬一郎
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] Structural and thermodynamic properties of quadruplex of budding yeast telomeric DNA (2010)
  • Author(s): Miyako Fukushi, Tetsuo Kozasa, Shunsuke Wada, Hidetaka Torigoe
  • Organizer: 第37回国際核酸化学シンポジウム(The 37th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2010, ISNAC 2010)
  • Place of Presentation: はまぎんホール・ヴィアマーレ(横浜・みなとみらい)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] 不完全な繰り返し単位を有する出芽酵母テロメアDNA配列の4本鎖DNA構造の解析Analysis of the quadruplex structures of irregularly repetitive telomeric DNA sequences from budding yeast (2010)
  • Author(s): Miyako Fukushi, Tetsuo Kozasa, Yoh Nakamura, Shunsuke Wada, Kaoru Kaneda, Hidetaka Torigoe
  • Organizer: 第48回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] A novel device to trap heavy metal cations based on the specific interaction between heavy metal cation and mismatch base pair (2010)
  • Author(s): Hidetaka Torigoe, Yukako Miyakawa, Miyako Fukushi, Akira Ono, Tetsuo Kozasa
  • Organizer: XIX International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (IRT 2010)
  • Place of Presentation: Lyon, France
  • Year and Date: 2010-08-30
• [Presentation] Thermodynamic Properties of the Intermolecular Interactions Involving Nucleic Acids (2010)
  • Author(s): Hidetaka Torigoe, Tetsuo Kozasa, Takashi Takehara, Miyako Fukushi, Shunsuke Wada, Norihiro Sato, Kaoru Kaneda, Kiyomi Sasaki
  • Organizer: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics (ICCT-2010, 第21回IUPAC化学熱力学国際会議)
  • Place of Presentation: Tsukuba International Congress Center (EPOCHAL TSUKUBA)
  • Year and Date: 2010-08-05
• [Presentation] Thermodynamic Properties of the Specific Interaction between Metal Ion and Mismatched Base Pair (2010)
  • Author(s): Tetsuo Kozasa, Miyako Fukushi, Yukako Miyakawa, Akira Ono, Hidetaka Torigoe
  • Organizer: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics (ICCT-2010, 第21回IUPAC化学熱力学国際会議)
  • Place of Presentation: Tsukuba International Congress Center (EPOCHAL TSUKUBA)
  • Year and Date: 2010-08-03
• [Remarks]
  • URL: http://iss.ndl.go.jp/books?op_id=1&any=小笹哲夫
• [Remarks]
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/search.php?q=小笹哲夫
• [Remarks]
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/search?q=小笹哲夫
• [Remarks]
  • URL: http://scholar.google.com/scholar?hl=en&num=100&q=author%3ATetsuo-Kozasa
• [Remarks]
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kozasa,+Tetsuo[au]