機能ゲノミクス・プロテオミクスのための次世代バイオナノデバイスの創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13124206
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• 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): 田畑 修 立命館大学, 理工学部, 教授 (20288624) ; 田岡 万悟 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60271160) ; 篠原 康雄 徳島大学, 薬学部, 助教授 (60226157)
• Keywords: ナノバイオ / 半導体超微細化 / ゲノム / バイオテクノロジー / プロテオーム

Research Abstract

本研究は、ゲノム創薬研究への応用をめざして、最先端の微細加工技術を駆使し、フィンガートップサイズのチップ上に、極微量のゲノムDNAあるいは単一細胞中で発現しているタンパク質の抽出、反応、増幅、電気泳動、検出等の集積化を実現するナノチップ生命分析素子を創製することを目的とする。本年度は、LIGAプロセスを用いて、プラスチック基板上に、DNAおよびタンパク質の抽出、反応、増幅等に必要なマイクロチャンバーを作成し、PCR等の反応の条件の最適化を行った。その結果、PCRであれば10分以内にDNAを増幅できる条件を確立した。また、DNA、タンパク質解析のためのマイクロチャンネルアレイを設計・作成し、既に試作しているマイクロチャンネルアレイ中を泳動するDNA・タンパク質を検出するためのレーザー誘起蛍光検出システムを用いて、マイクロチャンネルに満たす分離担体の種類と濃度、電圧、マイクロチャンネルの長さなどの解析条件を変化させて、DNA断片やタンパク質を1分以内に解析できる条件を確立した。また、マイクロチップ上で、無細胞系のタンパク合成条件を検討し、マウスのエネルギー代謝関連のタンパク質を数種類合成することに成功した。さらに、LC-MS/MSを用いて、プロテオミクス解析を進め、1000種類のタンパク質のプロファイリングに成功した。現在、これらの各分担者による研究を統合化し、マイクロデバイス化するために、シミュレーションソフトを用いて、反応およびDNA・タンパク解析の最適化と最適デザインの設計を行っている。

Research Products

• [Publications] Mari Tabuchi: "The Separation Carrier for High-Speed Proteome Analysis by Capillary Electrophoresis"Electrophoresis. 22(16). 3449-3457 (2001)
• [Publications] Mami Hino: "Requirement of Continuous Transcription for Synthesis of Sufficient Amount of Protein by Cell Free Rapid Translation System"Protein Expression and Purification. (in press). (2002)
• [Publications] Mari Tabuchi: "Possible Mediation between Transcriptome and Proteome by Cell-Free Protein Synthesis on a Microchip"Proteomics. 2(in press). (2002)
• [Publications] Lihua Zhang: "Concentration Gradient of Linear Polymer Matrices in Microchannel Electrohporesis on a Chip for High Resolution Separation of DNA"Electrophoresis. 23(in press). (2002)
• [Publications] Mohammad Jabasini: "Fast Analysis of DNA Polymorphims on the Human Y Chromosome by Using Microchip Electrophoresis"Electrophoresis. 23(in press). (2002)