2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of new genome science using chemical tools to precisely detect modification and damage of human genome
| Project/Area Number |
15H02189
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
小宮山 眞 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, NIMS招聘研究員 (50133096)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | ゲノム / PNA / インベージョン / ゲノム断片分離 / エピゲノム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、PNAにビオチン修飾したものをプローブとして、ストレプトアビジンビーズを用いて、ヒトゲノムから所定断片を効率的に抽出することに成功した。このアフィニティー分離法は目的断片の回収率が高く、様々な解析への応用が期待された。しかし損傷塩基や修飾塩基などの分析を行うには選択性をさらに高める必要があった。そこで本年度は分離精製断片のアフィニティー分離の際の吸着・脱着条件のさらなる改良を目指した。分離精製断片中の不純物（目的物以外のゲノム断片）は、主として、PNAによる断片の非特異的吸着によるものであることが判明したため、非特異的吸着の抑制および非特異的吸着断片の洗浄除去を目指した。そこでPNA/DNA複合体形成、および安定性について様々な条件で詳細に解析した。その結果、PNA/DNA複合体が形成、安定に維持されるPNA形状、温度、塩強度等の条件が見いだされた。今後はこの条件をアフィニティー分離の際の吸着・洗浄条件に適応し、選択性を高め、所定断片の高純度分離法を確立する。そして、本研究の目的である”分子情報に基づくニュー・ゲノム科学”を構築する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PNA/DNA複合体の形成及び安定性における、PNA形状、温度、塩強度等の影響についての基礎的なデータを得ることができた。これらのデータをもとに系を改良すれば、ヒトゲノムから所定断片をさらに高効率かつ高純度に分離する系が確立できるものと考えられる。従来系でも十分な効率と純度をもって抽出できていたが、さらなる高効率抽出はヒトゲノムの所定領域における分子情報の高感度検出に、高純度抽出は得られる分子情報の正確性の向上に寄与すると期待される。
また今回、基礎的なデータ収集の過程で、従来はPNA/DNA複合体形成には2本のPNAが必要であったが、配列によっては1本のPNAのみで複合体を形成できることが明らかとなった。これをアフィニティー分離系に応用できれば、PNA合成の手間とコストが半減でき、また構成成分が減ることから、より簡便な系となると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今回見いだされたPNA/DNA複合体が安定に維持される条件（PNA形状、温度、塩強度等）をもとに、洗浄過程で非特異的吸着物が効率的に除去され、高純度のゲノム断片が取得できる手法を確立する。その上で、抽出断片の詳細な解析を行う。修飾塩基や損傷塩基を直接検出する方法と同時に、そこに結合するタンパク質因子の同定法を構築し、より多くの分子情報が得られるようにする。
また、PNA複合体形成の解析において、従来は2本のPNAでDNAと複合体形成をしていたが、配列によっては1本のPNAのみで複合体を形成することが判明した。もし1本のPNAだけでPNA/DNA複合体を形成できれば、より簡便な系となりうる。そこで1本のPNAによるPNA/DNA複合体形成の条件を検討し、アフィニティー分離系の改良につなげる。
|
