2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of dual-fluorescent ODN probes for SNPs typing

Research Project

Project/Area Number	16K05853
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	齋藤義雄日本大学, 工学部, 准教授 (40385985)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	根本修克日本大学, 工学部, 教授 (30237812)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	蛍光核酸 / 一塩基多型 / プローブ
Outline of Annual Research Achievements	誰にでも簡単に使える一塩基多型 (SNPs) 識別プローブを開発し、様々な現場で用いることが出来る遺伝子診断ツールを開発することは、病気の診断、治療、予防やオーダーメイド医療の実現のために、極めて重要であると考えられる。本研究では、一塩基多型識別プローブを実現するために、極性環境をはじめ、粘性、pHなどの周辺のミクロ環境変化に応じて蛍光強度や蛍光発光波長を鋭敏に変化させる環境感応型蛍光核酸塩基を開発し、標的核酸（DNAやRNA）とハイブリダイズした際のマッチ－ミスマッチの違いによるミクロ環境変化を蛍光発光色（発光波長）の変化で検出するという全く新しい概念を用いた蛍光プローブの開発を行った。新規環境感応型蛍光核酸塩基として、これまでに分子内にドナー・アクセプター構造を有する様々な蛍光核酸塩基（モノマー分子）をデザインしており、実際に数種類の蛍光ヌクレオシドを合成し、評価を行ってきたが、得られた蛍光核酸の発光波長が当初考えていたよりも短く、オリゴヌクレオチドに導入した際にも十分な塩基識別能が得られていなかった。しかしながら平成28年度の後半から29年度にかけて、これらの問題点を克服できそうな、興味深い光学特性を有する数種類の蛍光核酸塩基が得られた。そこで、得られた最適化された分子の光学特性の評価を再度行った結果、蛍光DNAプローブとして応用できそうなモノマー分子が得られたことがわかった。そこで最終年度となる平成３０年度に、環境感応型蛍光核酸塩基の候補分子としてえられた２種類の発光モードを示す環境感応型蛍光核酸塩基のDNA鎖への導入と一塩基識別能の評価、さらにプローブの作成を行った。実際にプローブの塩基識別能を評価したところ、標的DNA中の一塩基の違いを、大きな発光波長変化でとらえることに成功した。