2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel sensor array chip device for the detection of genes from a single living cell
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15K01829
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
青木 寛 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00392580)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 遺伝子センシング / バイオマーカー / マイクロRNA / チップデバイス / 電気化学検出 / 表面プラズモン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、臨床や環境の現場で使用可能な一次スクリーニング技術として、テーラーメード医療や化学物質の生体影響評価に貢献するため、トランスクリプトームバイオマーカーなど多数の細胞内遺伝子活動を並列的に同時観測可能とし、簡便かつ迅速な遺伝子診断技術の構築とそのチップデバイス化を目指す。
H30年度は表面プラズモン共鳴（SPR）イメージング法および電気化学センサアレイデバイスに基づくバイオマーカー配列の検出技術の開発を行った。
SPRイメージング法では、金スポットアレイを有するセンサチップに基づき、複数の酵素反応を組み合わせて用いたSPRシグナル増幅によるマイクロRNA（miRNA）の並列的微量検出を行った。測定対象のmiRNAとして、肺がんバイオマーカー由来の配列を有するmiRNAを用いた。H28年度に得られた検出条件をさらに改良することで、最終的にアトモルレベルでのmiRNA検出に成功した。この際、タンパク質分解酵素と界面活性剤とに基づく非特異吸着種の洗浄により、大きな配列選択性の向上が見られた。この選択的応答に対して、ポリメラーゼやペルオキシダーゼによる酵素反応により、さらなるSPRシグナル増幅を図った。
電気化学センサアレイデバイス化研究では、生細胞実試料に比較的近いPCR増幅産物を用い、環境中の内分泌撹乱物質応答性遺伝子バイオマーカー配列に基づき、簡便迅速な、１枚のデバイス上での複数試料の並列的配列検出に成功した。同時に、PCR産物配列上のプローブ認識配列の位置関係が検出感度にどのように影響するか検討したところ、センサ表面とプローブとの間の距離が適切であれば、プローブ認識配列の位置に影響を受けずに、検出が可能であることも見出した。合わせて、微量試料の検出を可能とすることで、細胞試料など限られた試料量での検出に貢献できる可能性も見出した。
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