統合型マイクロデバイス技術による疾患の高性能遺伝子診断システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09557190
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 馬場 嘉信 徳島大学, 薬学部, 教授 (30183916)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒井 昭博 株)島津製作所, 分析機器事業部・LC部, 主任
• Keywords: マイクロデバイス / マイクロチップ / 遺伝子診断 / PCR

Research Abstract

本研究は、がん、生活習慣病、痴呆症などの早期診断・早期治療をめざして、小型高性能DNA解析装置であるマイクロチップ化キャピラリー電気泳動(MC-CE)と高性能遺伝子増幅法であるPCR法を有機的に組み合せた統合型マイクロデバイスを開発し、従来法の数百倍の能力を有する疾患の次世代超高性能遺伝子診断システムを開発することを目的とする。
1.石英基板(チップ)上に単一の分離用マイクロチャンネルを作製し、このマイクロチャンネルに電圧を印加する装置を作製し、マイクロチャンネル中を泳動するDNAを検出するためのレーザー誘起蛍光イメージ解析システムを開発した。この装置により、種々の条件を変化させて、DNAを検出し、DNAのサイズと泳動挙動との関係を定量的に評価できる理論を確立した。さらに、MC-CEによるDNA断片の解析を行い、1000塩基対までのDNA断片を1分以内に解析できる条件を確立した。
2.確立した解析条件に従って、遺伝子の変異・多型検出用マイクロチップを作製した。このマイクロチップとレーザ誘起蛍光イメージ解析システムを組み合わせることにより、マイクロチップ化キャピラリー電気泳動(MC-CE)を開発し、単一の疾患原因遺伝子におけるの変異・多型を検出した。
これらの疾患は、遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。以上の研究成果を基礎に、今後は、さらに、複数のマイクロチャンネル中を泳動するDNAを同時に検出できるマイクロチップ化キャピラリーアレイ電気泳動システムを開発し、多数のヒト遺伝子の多型を同時に検出できる超高速遺伝子診断システムを確立するための検討を行う。

Research Products

• [Publications] M.Ueda: "Is Higher Concentration of Linear Polyacrylamide Not Suitable for the Capillary Electrohporetic Separation of Large DNA?" Anal.Sci. 13・1. 109-112 (1997)
• [Publications] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide Solution" Biophys.Chem.(発表予定).
• [Publications] H.Inoue: "Enhanced Separation of DNA Sequencing Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Gradient of Electric Field Strength" J.Chromatogr.A. (発表予定).
• [Publications] Y.Baba: "Base-Specific Separation of Oligodeoxynucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" ElEctrophoresis. (発表予定).
• [Publications] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeat Size of Heart Disease Causing Gene by Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.(発表予定).
• [Publications] Y.Baba: "Simultaneous Genotyping of CETP Gene and TBG Gene by Duplex PCR-RFLP Analysis Using Capillary Electrophoresis" J.Chromatogr.B.(発表予定).
• [Publications] Y.Baba: "Capillary Affinity Gel Electrophoresis : New Tool for Specific Recognition of DNA Sequence and the Mutation Detection of DNA" J.Chromatogr.B.(発表予定).
• [Publications] Y.Baba: "CA Repeat Analysis by Capillary Elctrophoresis in Non-denaturing Polymer Solutions." Analyst. (発表予定).
• [Publications] 馬場 嘉信: "遺伝子分析のためのキャピラリー電気泳動法" 臨床検査. 41・5. 569-583 (1997)
• [Publications] 馬場 嘉信: "キャピラリー電気泳動によるヒト・ゲノム解析技術の開発と応用" 薬学雑誌. 117・5. 265-281 (1997)
• [Publications] 馬場 嘉信: "マイクロデバイス技術を用いたDNAの超高速分離" 高分子. 46・12. 894-894 (1997)
• [Publications] 馬場 嘉信: "キャピラリー電気泳動によるDNAシークエンシングと遺伝子診断" 医学のあゆみ. 183・4. 285-289 (1997)
• [Publications] 明石 満: "核酸アナローグを用いたキャピラリーアフィニティーゲル電気泳動によるオリゴデオキシヌクレオチドの塩基選択的分離" Jasco Report. 39・2. 37-43 (1997)
• [Publications] 馬場 嘉信: "マイクロマシ-ニングと流れ分析法のマイクロチップ化" J.Flow Injection Analysis. 14・2. 131-140 (1997)
• [Publications] 梅澤 喜夫: "最新の分離・精製・検出法" エヌ・ティー・エス出版, 1039 (1997)
• [Publications] 阿部 正彦: "ゲルテクノロジー" サイエシスフォーラム, 358 (1997)
• [Publications] 永田 義仁: "ゲルハンドブック" エヌ・ティー・エス出版, 808 (1997)
• [Publications] 井上 晴夫: "分析化学III" 丸善(発表予定),
• [Publications] 木村 彰方: "医療におけるバイオテクノロジー" 医薬ジャーナル(発表予定),