2016 Fiscal Year Annual Research Report
DNA演算技術による癌腫瘍マーカーmiRNAの自律的検出と治療
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16H06043
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
川野 竜司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (90401702)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノポア / 一分子計測 / microRNA / DNAコンピューティング / ロジックゲート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、DNAコンピューティングの自律的演算機構を利用し、次世代腫瘍マーカーであるmicroRNA（miRNA）を膜タンパク質ナノポアにより特異的、リアルタイムで検出するシステムを構築することにある。
miRNAは腫瘍以外にも様々な器官から分泌され、特定のマーカーだけ検出するには多段階の処理が必要であった。本提案では特定の配列のDNA・RNAを認識し演算処理を行うDNA演算機構を利用し、これを解決を試みる。またこれまでDNA演算の出力検出は蛍光観察で行われてきたが、これをナノポアを用いることで電気的かつリアルタイムで検出を行う。本年度はDNAコンピューティング技術を利用してmiRNAをナノポアで計測するために下記の課題に関して取り組んだ。
1）プログラム化DNAの設計と出力DNAのナノポア計測：miRNAを自律的に認識し、出力分子を放出するプログラマブルDNAの配列設計と動作確認を行った。また出力分子をナノポア計測により定量分析することを試みた。
2）ドロップレット内でDNA演算を行うためのデバイス開発：より複雑な酵素反応を組み合わせたDNA演算を可能とするため、ナノポア計測を始める前にインキュベートできるドロップレットデバイス開発に取り組んだ。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度、小細胞肺癌由来のmiRNAに対し自律認識しアンチセンスDNAを放出するシステムの構築に成功した。これをナノポアを用いて定量分析したところ従来のゲル電気泳動による定量よりも高い定量性を示すことを明らかにした。またドロップレットデバイスのセパレータ部分をスライド式に改良し、酵素反応を行った後ナノポアを再構成可能なデバイスの作製にも成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は一種類のmiRNAに対し、自律認識・出力分子の合成に成功した。しかし癌マーカーとなるmiRNAは複数存在し、複数の分子をパターンで認識する必要がある。したがってDNAコンピューティング技術を利用し、このパターン認識に関して要素技術を開発する。
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