DNAチップ解析のための分子シンクロデバイスの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11167267
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 竹中 繁織 九州大学, 工学研究科, 助教授 (60188208)
• Keywords: DNAチップ / フェロセン化ナフタレンジイミド / グルコースオキシダーゼ / 電気化学検出 / メディエート / ミスマッチ塩基

Research Abstract

基板上に高密度にDNAをアレイ上に配列させたDNAチップの研究は、ホストゲノムプロジェクトの有効な技術して期待されている。本研究では、申請者らがこれまで開発してきた縫い込み型インターカレーターをDNAチップ上のターゲットDNA存在部位検出のための電気化学的素子として、迅速・高感度検出法を達成することを目的とする。本手法においては、二本鎖DNAに濃縮されたフェロセン化ナフタレンジイミドにグルコースオキシダーゼなどを組み合わせることによりターゲットDNAを増幅触媒電流によって検出するものである。これは、DNA上に配列されたポリフェロセンと酸化還元酵素とのシンクロナイゼーションによって達成されるものである。
これまでフェロセン化ナフタレンジイミド1とDNAプローブ修飾電極とを利用した標的DNAの迅速・高感度検出法を開発してきた。この原理は縫い込み型インターカレーターであるフェロセン化ナフタレンジイミド1の二本鎖DNAへの結合によりその複合体が極めて安定化されることにもとづいている。当該年度では、基礎的段階としてDNA修飾電極上に濃縮1の電気化学的挙動、修飾されたDNAの鎖長の違いによるフェロセン化ナフタレンジイミド1の濃縮量(電流応答量)の関係などについて検討した。その結果,DNA長に応じて劇的に電流値が増大することが明らかとなった.これは、単に二本鎖DNAへフェロセン化ナフタレンジイミド1の濃縮量の増加だけでは説明できないものであった.更に,これを解明する試みとして二本鎖上のミス塩基の影響について検討した。その結果、20量体中に1塩基のミスマッチ塩基が存在するだけで電流量が変化し、これを検出できることが明らかとなった。これはミスマッチ塩基による分子シンクロナイゼーションの中断によるものと考えられる。

Research Products

• [Publications] S.Takenaka,M.Takagi: "Threading Intercalators as new DNA structural probe"Bull.Chem.Soc.Jpn. 72. 327-337 (1999)
• [Publications] 竹中繁織: "核酸及び遺伝子の新しい分析プローブとしての縫い込み型インターカレーター"BUNSEKI KAGAKU. 48・12. 1095-1105 (1999)
• [Publications] K.Yamashita,S.Takenaka,M.Takagi: "Highly sensitive detection of target gene by electrochemical method"Nucl.Acids Symp.Ser.. 42. 185-186 (1999)