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2015 Fiscal Year Annual Research Report

RNAの編集、化学修飾情報の1分子レベル解析技術の開発

Research Project

Project/Area Number 24350084
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

川井 清彦  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords遺伝子診断 / RNA / エピジェネティクス / 1分子計測(SMD) / DNA
Outline of Annual Research Achievements

アデニン(A)のイノシン(I)への編集、そしてシトシン(C)やAのメチル化など、RNAは転写後100種類以上の化学修飾を受けていることが知られる。これらRNAのエピジェネティックな化学修飾は、様々な生命現象を制御していることが明らかになりつつあり、細胞内で発現している極微量のRNAから、そのエピジェネティックな化学修飾を検出・定量する新技術の開発が望まれている。本研究課題では、ターゲットRNAを1分子レベルで解析し、極微量のRNAからエピジェネティックな情報を失うことなくそのまま迅速に読み出す新技術の開発を目指す。非常に小さな構造の違いを読み出すため、DNA/RNAの電荷移動特性が、配列、および、核酸の化学修飾により変化することに注目した。一つ一つのDNA鎖に注目すると、蛍光分子は通常、光を吸収し蛍光を放つ明状態(ON状態)にあるが、近傍の核酸塩基と電子移動が進行すると一電子還元された状態となり、光を吸収しても光らない暗状態(OFF状態)へと移行する。DNA二本鎖中に注入された正電荷は、DNA内電荷移動を経て、最終的に電荷再結合が進行し、再びON状態へと戻る。ここで、暗状態の時間の長さ(OFF time)が、DNAの電荷移動特性を反映した電荷分離寿命(τ)と一致する。本系をRNAへと発展し、RNAの配列、および、化学修飾をblinkingにより1分子レベルで検出する手法開発を目指した。26年度までの研究により、蛍光分子を修飾したDNAをプローブとして用いて、DNA発ガンに深く関わるRNA配列中の点変異を極微量のRNAをターゲットとして測定可能とした。27年度は、プローブDNA配列の改変により、種々のoff timeを有するblinking系の構築に成功し、より高感度にターゲットRNAを検出可能となった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photocurrent generation through charge-transfer processes in noncovalent perylenediimide-DNA complexes2015

    • Author(s)
      T. Takada, M. Ido, A. Ashida, M. Nakamura, M. Fujitsuka, K. Kawai, T. Majima, and K. Yamana
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 21 Pages: 16190-16194

    • DOI

      10.1002/chem.201406592

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] DNA Microenvironment Monitored by Controlling Redox Blinking2015

    • Author(s)
      K. Kawai, K. Higashiguchi, A. Maruyama, and T. Majima
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 16 Pages: 3590-3594

    • DOI

      10.1002/cphc.201500793

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 蛍光のblinkingを自在に操る分子技術の創出2016

    • Author(s)
      川井 清彦
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      京都府、京田辺市
    • Year and Date
      2016-03-24 – 2016-03-24
  • [Presentation] Conformational changes of DNA monitored by fluorescence blinking2015

    • Author(s)
      Kiyohiko Kawai, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
    • Organizer
      PACIFICHEM 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-12-16 – 2015-12-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA microenvironment monitored by fluorescence blinking2015

    • Author(s)
      Kiyohiko Kawai, Kenji Higashiguchi, Atsushi Maruyama, and Tetsuro Majima
    • Organizer
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      兵庫県、姫路市
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-24
    • Int'l Joint Research
  • [Book] “遺伝子の蛍光ラベル化、蛍光標識” “光と生命の事典”2016

    • Author(s)
      真嶋 哲朗
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Book] Springer-Verlag2015

    • Author(s)
      K. Kawai, T. Majima
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      “Photoinduced charge-separation in DNA” in “Topics in Current Chemistry: Photoinduced phenonmena in nucleic acids II”
  • [Book] “Increasing the hole transfer rate through DNA by chemical modification” in “Topics in Current Chemistry: Chemical science of pi-electron systems”2015

    • Author(s)
      K. Kawai, T. Majima
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      Springer-Japan
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mec/kawairesearch.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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