Development of DNA sequencing method targeting on guanine and abasic site

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K05195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Wu Chun 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 (90415646)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ５－ヒドロキシメチルシトシン / メチルシトシン / グアニン塩基 / ビオチン / 次世代シーケンサー

Outline of Final Research Achievements

Demethylation of 5-methylcytosine is a switch that regulates gene transcription. In order to analyze the guanine/abasic site, which is an intermediate in the demethylation reaction, 4-azidophenylglyoxal was first used to modify guanine at the　abasic site in genome DNA fragments prepared from Burkitt lymphoma cells in this study. The DNA fragment was biotinylated via azide-Staudinger ligation. Then the DNA fragments which were recovered by streptavidin beads, was amplified by PCR. Finally the mutation from guanine to adenine was detected by the next-generation sequencing. As a result, the presence of a large number of guanine/abasic sites were detected in the genomic DNA in Burkitt lymphoma cells.

Free Research Field

分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、次世代シーケンサーによるバーキットリンパ腫細胞におけるゲノムDNA中のメチルシトシンからシトシンへの脱メチル化反応の中間体であるグアニン・脱塩基サイトの解析を行った。その結果、グアニン・脱塩基サイトが多数に存在することが検出された。リンパ腫に罹患した人の血液には、がん細胞に由来するゲノムDNA断片と正常な細胞死に由来するゲノムDNA断片が混在している。がん細胞に由来する微量のゲノムDNA断片を特異的に検出するのは、容易ではなかった。本研究の結果からリンパ腫細胞にグアニン・脱塩基サイトが多数存在することがわかったので、今後血液中のリンパ腫細胞の早期検出への応用が期待される。