2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of DNA aptamers recognizing target molecules in the air
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19K22955
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
池袋 一典 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 卓越教授 (70251494)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 気相中の分子認識 / アプタマー / 水晶振動子 / ガス検出 / 水滴中の蛋白質の気相での検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は気相中で分子認識できるDNAアプタマーを設計・開発することを目的とする。ガス分子を特異的に検出することができれば、疾病の早期診断や覚醒剤検知やテロ対策に極めて有効である。しかし現在、異なるガスをパターン解析により区別するシステムは開発されているが、特定のガス分子を、気相中で特異的かつ高感度に検出できるセンシングシステムは開発されていない。
DNAの二本鎖は気相中でも二本鎖を維持していると考えられ、その他の立体構造も維持できる可能性がある。例えばDNAマイクロアレイ上のプローブDNAに標的核酸をハイブリダイゼーションさせた場合、これを乾燥させた後でも、その二本鎖が維持されていることは、よく知られている。気相中でも立体構造を形成するなら、特定の分子を認識できるはずである。つまり、抗体と同様に優れた分子認識能を持つDNAアプタマーは、気相中でも三次元構造を維持し、標的分子を認識する可能性がある。そこで、本研究では気相中で分子認識できるDNAアプタマーを設計・開発することを目的とした。
気相中でのアプタマーによるガス分子認識を、水晶振動子で検出した。水晶振動子の表面にインドールに結合するDNAアプタマーを固定化し、水晶振動子に交流電圧を印加すると、規則正しく振動する。DNAアプタマーにパーミュエーターによりガス状にしたインドールが結合すると、振動数が変化するはずである。実際にインドールをガス状にして通気したところ、振動数の変化を観察することができ、メチル基一つを余分に有するスカトールに対しては振動数の変化を観察できなかった。つまり特異的な検出に成功した。また、蛋白質である、ミオグロビンも同様に検出できることが確認できた。
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