2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノカーボン薄膜電極を用いたメチル化DNA定量デバイスの開発
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20350042
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
丹羽 修 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 副研究部門長 (70392644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅村 茂 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70316800)
鈴木 孝治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80154540)
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| Keywords | 電気化学 / メチル化DNA / シトシン / ナノカーボン薄膜 / 酵素分解 / ECRスパッタ / パルスボルタンメトリ |
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| Research Abstract |
1.酵素分解を利用した長い配列でのメチル化DNAの定量実証
前年度、60merのCpG配列などの長いメチル化DNA分子を電気化学的な直接酸化(微分パルスボルタンメトリや矩形波ボルタンメトリ)によりメチル化率とメチルシトシンのピークの間に明確な正の相関が得られることを確認した。しかしながら、その電流値は、モノヌクレオシド測定の場合に比較し大幅に低下していることが分かった。そこで今年度は、メチル化したシトシンを含む配列をDNA分解酵素により分解し、生成物を電気化学直接酸化で定量することにより、より精密で高感度なメチル化率の測定を試みた。メチル化の頻度が高いCpG配列のシトシンのメチル化率をいくつか変えた試料を用意し、これを酵素分解処理し生成物をゲル電気泳動で解析したところ、泳動パタンより、ほぼモノヌクレオチドレベルに分解されたことが確認された。そこで、生成物を電位窓が広い電子サイクロトロン共鳴(ECR)スパッタカーボン薄膜電極により直接電気化学酸化によって定量すると、メチル化率とメチル化シトシンに基づく電流値の間に良い正の相関が得られた。また、その感度は、酵素による分解処理を行わない時に比較し、約3倍向上し、一塩基レベルの差も測定できることを確認した。
2.メチル化DNA計測チップ用微小電極検出器の開発
チップ上で微小試料を高感度に検出するため、ECRスパッタカーボン薄膜電極を利用した微小ディスクアレイ電極を開発した。本電極では、電流密度が通常サイズの電極に比べて約13倍向上し、金属電極に比べて生体分子の吸着による電流値の低下が1/15に低下した。
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