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2019 Fiscal Year Annual Research Report

単一細胞・ゲノムアレイによるエピゲノム解析

Research Project

Project/Area Number 17H03084
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (50415676)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小島 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30356985)
吉岡 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50358321)
冨田 峻介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50726817)
栗之丸 隆章  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50769693)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsエピジェネティクス / マイクロデバイス / メチル化DNA
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類では、ゲノムDNA中に含まれるシトシンの5位に様々な化学修飾を受ける。このエピジェネティクスと呼ばれる機構は遺伝子発現の調整に関与するとともに、各種疾患との関連性が報告されている。本研究の目的は、単一細胞に含まれるシトシン5位に受ける様々な化学修飾状態を迅速検知するための分析手法・材料、デバイスを提案し、細胞集団内のエピジェネティックな揺らぎを明らかにすると共に、メチル化異常を有する単一細胞検知に資する基盤技術の開発を行うことである。
2019年度は、本研究課題で開発したリンカー修飾基板をマイクロ流体デバイス内に配置することで、迅速にゲノムDNAを基板上に補足し、さらに、測定対象となるシトシン5位の修飾を検知する抗体を逐次導入することで、シトシン5位のメチル化、ヒドロキシメチル化、ホルミル化、カルボキシル化の網羅的な迅速計測に成功した。さらに、微細加工技術により金薄膜で形成されたマイクロアレイデバイスを構築した。上記リンカー剤を介して当該基盤上へゲノムDNAを滴下することで、ゲノムDNAアレイを簡便に作成できることを確認した。さらに、固定化したゲノムDNAを小分子による蛍光染色や蛍光色素を標識した抗体、さらには抗メチルシトシン抗体での多重染色を行い、落射型正立蛍光顕微鏡観察により、単一ゲノムレベルの観察を行った。異なるメチル化率を有するサンプル試料において、単一ゲノムレベルでのメチル化の差異を観察することができ、エピジェネティックな化学修飾の変化を一括計測可能な技術となりうることを確認した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Development of gapmer antisense oligonucleotide with deoxyribonucleic guanidine (DNG) modifications2019

    • Author(s)
      Kojima Naoshi、Shrestha Ajaya R.、Akisawa Takuya、Piao Haishun、Kizawa Hideki、Ohmiya Yoshihiro、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids

      Volume: 39 Pages: 258~269

    • DOI

      10.1080/15257770.2019.1668563

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential Assessment of Multiple Epigenetic Modifications of Cytosine in Whole Genomic DNA by Surface Plasmon Resonance2019

    • Author(s)
      Kurinomaru Takaaki、Kojima Naoshi、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 91 Pages: 13933~13939

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03423

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immobilization of DNA on Biosensing Devices with Nitrogen Mustard?Modified Linkers2019

    • Author(s)
      Kurinomaru Takaaki、Kojima Naoshi、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      Volume: 77 Pages: e85

    • DOI

      10.1002/cpnc.85

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Immunochemical Assessment of 5-Methylcytosine and 5-Hydroxymethylcytosine Using Nitrogen Mustard Modified Linkers2019

    • Author(s)
      小島 直、須田 友美、栗之丸 隆章、栗田 僚二
    • Organizer
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, The 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of New Material and Device for Biomolecular Analysis2019

    • Author(s)
      栗田 僚二
    • Organizer
      4th International Conference on Nutraceuticals and Chronic Diseases
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エピゲノムの迅速分析に向けた材料創成とマイクロデバイス化2019

    • Author(s)
      栗田 僚二
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
    • Invited
  • [Presentation] Electrochemiluminescence derived from Surface Accumulable Co-reactant for Biomolecular Determinations2019

    • Author(s)
      栗田 僚二
    • Organizer
      17th ISEAC & 3rd ECL
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 特異/非特異プローブによるマイクロフルイディクスでの生体分子検出2019

    • Author(s)
      栗田 僚二
    • Organizer
      JASISカンファレンス
    • Invited
  • [Presentation] NITROGEN-MUSTARD COATED MAGNETIC BEADS FOR HYBRIDIZATION AND ELUTION-FREE CIRCULATING TUMOR DNA DETECTION2019

    • Author(s)
      Benediktus Nixon Hapsianto,小島 直、栗田 僚二,Hitoshi Yamagata,Hiroyuki Fujita,Teruo Fujii,Soo Hyeon Kim
    • Organizer
      MicroTAS 2019
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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