Functional DNA aptamer selection by capillary electrophoresis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02740
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Saito Shingo 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60343018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 友衣子 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20586599) ; 吉本 敬太郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60392172)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: DNAアプタマー / キャピラリー電気泳動 / in vitro選抜 / 機械学習 / クラスタリング

Outline of Final Research Achievements

In recent years, high-affinity DNA aptamers (single-stranded DNA that recognizes molecules) have attracted attention in various fields. Using an existing method for obtaining aptamers (called SELEX), aptamer sequences have been obtained by repeating the selection process from a randomized DNA library. However, it is impossible to rationally select their affinity or other functions. In addition, there is a possibility that high-affinity aptamers may be missed by SELEX. In this study, we combined the use of capillary electrophoresis and next-generation sequencing to develop a rapid aptamer selection method with single-round selection (called SR-CE selection method). In addition, we established a new semi-exhaustive methodology to obtain an aptamer database and to discriminate aptamer sequences from non-binding sequences based on a selection rule.

Free Research Field

分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では本網羅的な選抜，および選抜プールの配列データからアプタマー配列を見分ける方法論の確立に成功した。この方法では，高親和性のもの，結合することによって構造を変化させシグナルを発生するものなどを意図的に獲得できる。すなわち，アプタマーの機能を選抜することができた。よって，今後は分析法のための分子認識素子や創薬のベースとなるアプタマー配列の獲得が迅速，容易になると考える。さらに，得られた配列データは今後も他の標的に対する選抜プールとの比較用データベースとして活用でき，学問としてのアプタオミクスとしても期待できる。