2019 Fiscal Year Annual Research Report
Design of L-DNA/SNA circuit for detection of RNA in cell with high sensitivity and accuracy
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17K14514
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
村山 恵司 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70779595)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 人工核酸 / シグナル増幅 / SNA / L-DNA / RNA検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、天然には存在しないL体のDNA (L-DNA)を用いることで、天然のD-DNAやD-RNAと非特異な反応を起こさないL-DNA回路を構築することを目的とする。また、人工核酸SNAを媒介として、天然のD-RNA配列情報をL-DNAシグナル増幅回路に伝達させることで、細胞内RNAの高感度・高正確な検出を目指した。
標的RNAに応答してL-DNAのInputシグナルを放出するSNAインターフェイスの構築を行った。当初の設計を用いて合成した系においては、L-DNAの左巻きがSNA部分に伝播し、右巻きであるRNAとの結合能が低下することが明らかとなったため、設計を変更し、SNA/L-DNAキメラ体をインターフェイスとして再度合成し、評価を行った。その結果、配列長をコントロールすることで標的RNA非存在下でL-DNA部分を捕捉し、標的RNAと反応してL-DNA部分を解離するシステムを構築することに成功した。L-DNA増幅回路部分も配列長を様々検討した結果、シグナルを効率よく増幅できる設計を見出した。そこで、標的RNAからSNA/L-DNAインターフェイスを介してL-DNAを起動し、RNAを検出することができるかを検証した結果、目的通り、標的RNA存在下で顕著な蛍光増大が確認された。
以上のように、我々がこれまでに開発した人工核酸SNAを用いることで、本来相互作用しない天然核酸とその鏡像のL-DNAとの間で情報伝達が可能となった。またこれを利用し、夾雑物や分解酵素の影響を受けずに微量の標的RNAを検出可能なシステムの開発に成功した。
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