1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11450103
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鷲津 正夫 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10201162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 政之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90242007)
加畑 博幸 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70293884)
小寺 秀俊 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20252471)
畑村 洋太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40010863)
松本 潔 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10282675)
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| Keywords | 染色体 / DNA / マイクロサージェリー / 誘雷泳動 / レーザーマニピュレーション / マイクロマシーニング / 遺伝子解析 / 物理操作 |
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| Research Abstract |
基板の微細構造を創成するマイクロマシーニングの手法と工具の物理的マニピュレーションの手法を組み合わせることにより,染色体を展延してその構造や特定の遺伝子のDNA上での位置を解析し,さらに任意の位置での遺伝子の切除・改変を行う技術(染色体のマイクロサージェリー)を開発することを目的として研究を行った。
3年計画の初年度にあたる本年度では,まず,染色体のマイクロサージェリーのための手法およびツールの開発を行った。染色体をDNA1本レベルにまで巻き戻して,遺伝子の位置をAFMなどで直接観察したり,特定の位置に操作を加えたりするためには,まず染色体を固定しておき,これにプロテアーゼ等の酵素を作用させて染色体の高次構造を制御された形でマイルドにほぐす必要がある。本年度の研究では,染色体を把持するためには,ポリリジンをコートした基板およびマイクロパーティクルが有用であることを発見し,また,酵素溶液等を迅速に置換するためのマイクロ流体回路の開発を行った。次に,ほぐれた染色体に高い分解能をもって操作を加えるために,レーザーマニピュレーションによって駆動されるマイクロプローブをマイクロマシーニングにより製作するとともに,原子間力顕微鏡のカンチレバーの上にナノメーターサイズのプローブをEBD(Electron Beam Deposition)を用いて成長させる技術を開発した。
これら新しく開発された技術を用いて染色体の展延操作を試みたところ,染色体をファイバー状に巻きほどくことができることが実験的に確認された。しかしながら,現段階ではDNA1本までの巻きほどきには成功していない。今後,酵素処理条件などの最適化を行い,1分子レベルのDNAの取り出しを探求するとともに,その計測や切り出しを試みる予定である。
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[Publications] O.Kurosawa,K.Odabe,M.Washizu: "DNA analysis based on physical manipulation"Proc. Int'l Conf on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS,2000). 311-316 (1999)
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[Publications] T.Yamamoto,O.Kurosawa,H.Kabata,N.Shimamoto,M.Washizu: "Molecular surgery of DNA based on electrostatic micromanipulation"IEEE Trans. IA. accepted.
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[Publications] M.Washizu,M.Ehara: "Microfabricated probe for laser manipulation"Proc. Conf on From Nano to Macroscale Science and Technology. 47-48 (1999)
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[Publications] T.Yamamoto,H.Kabata,O.Kurosawa,N.Shimamoto,M.Washizu: "Molecular surgery of DNA using enzyme-immobilized particle"3rd ann. European Cont on micro & nanoscale technologies. 7 (1999)
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[Publications] M.Ueda,H.Iwasaki,O.Kurosawa,M.Washizu: "Atomic Force Microscopy Obsarvation of DNA strotched and Anchored on to Al Electrodes"J. J. Appl. Phys.. 38. 2118-2119 (1999)
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[Publications] T.Ooi,K.Matsumoto,M.Nakao,M.Otsubo,S.Shirakata,S.Tanaka,H.Hatamura: "3D nano wire-frame for handling and observing a single DNA fiber"Proc. Int'l Conf on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2000). 580-583 (1999)
