2004 Fiscal Year Annual Research Report

DNAアプタマー担持コロイド粒子の創製とバイオセンサーへの応用

Research Project

Project/Area Number	16700376
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	宝田徹独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 研究員 (30336010)
Keywords	DNA / アプタマー / バイオセンサー / コロイド / ナノ粒子 / 凝集 / 塩析 / 温度応答性高分子
Research Abstract	本研究はDNAアプタマーを分子認識素子に用いた、標的物質の目視検出法の開発を目的とする。具体的には、「一本鎖DNAが高密度に固定化された、粒径がナノメートルサイズのコロイド粒子(DNA担持コロイド粒子)の分散液に相補鎖を添加して粒子表面上で二重鎖を形成させると、粒子の分散安定性が著しく低下して系は直ちに白濁する」という特異現象を活用する。本年度は、ATPを標的としたDNAアプタマーを用いることにより、この粒子系をATPの目視検出に応用することを試みた。まず、25塩基から成るDNAアプタマーの3'末端側と相補的な12塩基DNAをグラフトしたポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)を合成した。これを所定の塩を含むトリス緩衝液に溶解し、40℃に加熱して一本鎖DNA担持コロイド粒子を調製した。DNAアプタマーとその5'末端側に相補的な13塩基DNAをNTP(N=A,C,G,U)存在下でアニーリングし、その水溶液を粒子分散液に添加した。種々のNaCl濃度における分散液の光透過率(500nm)を紫外可視分光光度計で測定した。その結果、CTP、GTPまたはUTPが存在する場合は、NaCl濃度が700mM以上で透過率が3分以内に70%まで低下し、系の急激な白濁が観察された。これは粒子表面上のDNAが二重鎖を形成することにより、粒子の分散安定性が低下したためである。一方、ATP存在下では同じ塩濃度条件で透過率はほとんど変化せず、系は無色透明のままであった。ATPがDNAアプタマーと複合体を形成することによって粒子表面での二重鎖形成が阻害されたためであると考えられる。以上より、DNA担持コロイド粒子の自発的な凝集を活用して、標的物質(ATP)が存在する場合のみ系が無色透明になるという目視検出システムの構築に成功した。