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2013 Fiscal Year Annual Research Report

高精度・多検体同時解析可能な巨大DNAコーミング法の開発

Research Project

Project/Area Number 24760648
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

栗田 弘史  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70512177)

KeywordsDNA伸張固定 / 分子コーミング
Research Abstract

本研究では分子生物学・ナノエレクトロニクスなど広範囲に応用可能なゲノムサイズDNA伸張固定・多検体同時解析・集積化を可能にする新規分子コーミング技術の開発を目的としている。前年度の研究では、微細流路内部に単一の油-液界面を形成し、ポンプを用いてその界面移動を制御してDNAを伸張固定できることを示した。今年度はこの方法についてDNA伸張固定の基礎的検討を行った。界面移動速度、DNA溶液特性(DNA濃度、pH、塩濃度)、油-液界面特性(界面活性剤、界面へのDNAの吸着)、オイル特性(粘度、比重)およびガラス表面特性(親水・疎水)をパラメータとして分子コーミングを行い、蛍光顕微鏡観察によりDNA観察を行った。その結果、既往のコーミング法と同様にDNAの伸張固定化には添加するNaCl濃度が伸張度と固定化密度に大きく影響することが示された。また断面のアスペクト比が異なる微細流路を用いると流路上面から見た界面形状が変化する。DNAは界面に対して垂直に伸張固定されるため、界面を湾曲させずに流れ方向にDNAを伸張固定するには断面のアスペクト比が小さい流路が適していた。また安定した流れ・界面の形成に水溶液とオイルの比重の関係が重要であった。この方法の応用例として、長鎖DNAを酸化ストレスに晒し、それによるDNAの切断を定量的に解析した。さらに反応時に抗酸化剤を添加した場合にはDNA切断が抑制され、抗酸化効果も定量化できた。

  • Research Products

    (17 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Radical reaction in aqueous media injected by atmospheric pressure plasma jet and protective effect of antioxidant reagents evaluated by single-molecule DNA measurement2014

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Mika Shimizu, Kaori Sano, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: vol. 53 Pages: 05FR01 (4 pp.)

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.05FR01

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time single-molecule observations of T7 Exonuclease activity in a microflow channel2014

    • Author(s)
      S. Takahashi, T. Usui, S. Kawasaki, H. Miyata, H. Kurita, S.-i. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, and S. Katsura
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.ab.2014.04.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Safety evaluation of nonthermal atmospheric pressure plasma liquid treatment: Single DNA molecule-based method2014

    • Author(s)
      A. Antoniu, T. Nakajima, H. Kurita, and A. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of Electrostatics

      Volume: 72 Pages: 210-217

    • DOI

      10.1016/j.elstat.2014.02.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Direct Single-Molecule Observation Method for DNA Synthesis Reaction Using Fluorescent Replication Protein A2014

    • Author(s)
      S. Takahashi, S. Kawasaki, H. Miyata, H. Kurita, T. Mizuno, S.-i. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, and S. Katsura
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 14 Pages: 5174-5182

    • DOI

      10.3390/s140305174

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA切断頻度を指標とした放電生成物を放出する家電製品の生体に対する安全性評価2013

    • Author(s)
      栗田弘史、水野彰
    • Journal Title

      静電気学会誌

      Volume: 37 Pages: 144-149

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Quantitative evaluation of DNA strand breaks induced by oxidative radicals based on single-molecule DNA measurement2014

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Kaori Sano, Tatsuya Takata, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      The 17th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research International (SFRRI 2014)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      20140323-20140326
  • [Presentation] Integrative analysis of cellular response induced by non-thermal plasma2014

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Kaori Sano, Mika Shimizu, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      ISPlasma 2014 / IC-PLANTS 2014
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      20140302-20140306
  • [Presentation] Analysis of DNA damage and cellular responses induced by atmospheric pressure plasma jet exposure2014

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Kaori Sano, Mika Shimizu, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20140203-20140207
    • Invited
  • [Presentation] Strand breaks on large DNA as an indicator of radical reaction in non-thermal plasma-treated water2013

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Kaori Sano, Mika Shimizu, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Akira Mizuno
    • Organizer
      3rd International Symposium on Non-Thermal Plasma for Environmental Applications
    • Place of Presentation
      浙江大学, 中国
    • Year and Date
      20131207-20131208
  • [Presentation] 培養細胞を内包した油中液滴の静電操作による遺伝子導入法の開発2013

    • Author(s)
      高橋 昇汰, 栗田 弘史, 浅田 淳, 沼野 利佳, 高島 和則, 水野 彰
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 蛍光複製タンパク質Aを用いた1本鎖DNA標識によるDNA合成反応のリアルタイム1分子計測2013

    • Author(s)
      高橋 俊介, 川崎 祥平, 山口 晃史, 宮田 英史, 栗田 弘史, 水野 武, 松浦 俊一, 水野 彰, 大重 真彦, 桂 進司
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] Strand breaks on large DNA as an indicator of radical reaction in aqueous solution exposed to atmospheric pressure non-thermal plasma2013

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Kaori Sano, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      第26回プラズマ材料科学シンポジウム(SPSM-26)
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      20130923-20130924
  • [Presentation] Analysis of radical reaction by non-thermal atmospheric pressure plasma exposure using single-molecule DNA measurement2013

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Tomoko Nakajima, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      20130915-20130920
  • [Presentation] 油中静電操作技術を応用した培養細胞への遺伝子導入法の開発2013

    • Author(s)
      高橋 昇汰, 栗田 弘史, 浅田 淳, 沼野 利佳, 高島 和則, 水野 彰
    • Organizer
      第37回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20130910-20130911
  • [Presentation] Safety Evaluation of Home Electric Appliances Equipped with Discharge Devices Based on Single-molecule Measurement of Strand Breaks on Large DNA2013

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita and Akira Mizuno
    • Organizer
      The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • Place of Presentation
      Ramada Plaza Jeju, Korea
    • Year and Date
      20130826-20130830
  • [Presentation] 酸化ストレスによる直鎖状長鎖DNA切断の1分子鎖長計測に基づく速度論的解析2013

    • Author(s)
      栗田 弘史、中島 知子、高田 達也、安田 八郎、髙島 和則、水野 彰
    • Organizer
      第66回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知
    • Year and Date
      20130614-20130615
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 環境・生命工学系 静電気応用研究室 ホームページ

    • URL

      http://ens.tut.ac.jp/electrostatics/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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