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2014 Fiscal Year Research-status Report

酸化グラフェンを用いた光化学反応の自在な制御と高感度遺伝子解析への応用

Research Project

Project/Area Number 25410146
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

北村 裕介  熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (80433019)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
KeywordsDNA / グラフェン / バイオセンサー / 遺伝子解析 / 光化学反応
Outline of Annual Research Achievements

高い確率(人口の1 %以上)で見られる遺伝子内での一塩基の個体差を一塩基多型(SNPs: Single Nucleotide Polymorphisms)という。SNPsは個人の体質、疾病易罹患性、薬剤感受性等を識別する重要な遺伝子マーカーとして考えられている。現在、溶液ハイプリダイゼーション法をベースにした様々なSNPsのスクリーニング戦略が試みられているが、代表的な手法では、酵素反応(増幅、伸張、連結、切断)を利用しているため操作が煩雑である。また、マイクロアレイ、プレートリーダー、質量分析装置、PCR、シーケンサー等の分析装置は高価な上、熟練技術者による取り扱いおよび解析を必要としている。今後、“必要な患者に、必要な量の、必要な薬剤を”といった理念に基づく「個々人の身体的特徴に合わせた副作用のない医療」(テーラーメード医療)を展開するためには、SNPs塩基を簡便に判断し(SNPsタイピング)、個々人の遺伝子を次々に診断していく必要がある。よって、より安価で簡便なSNPsタイピング法の開発並びにそのハイスループット化は革新的課題である。そこで本研究では、膨大な遺伝情報を簡便かつ迅速に解析するために、「高感度、ハイスループットでかつ酵素フリーなSNPs解析システムの構築」を目的とする。酸化グラフェン(GO)のDNA吸着能、並びに高い消光能を積極的に活用し、システムの構築を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

酸化グラフェン上で特異的に起こる鎖交換反応を利用して新しい DNA検出システムとDNAサーキットを組み合わせたシグナル増幅型遺伝子検出システムの構築に成功した。また、エキソヌクレアーゼと組み合わせたシグナル増幅型遺伝子検出システムの構築にも成功した。

Strategy for Future Research Activity

酸化グラフェンやその他のナノシートとの複合体の構築を模索する。

Causes of Carryover

研究進行に合わせて支出のタイミングが若干変更されたため

Expenditure Plan for Carryover Budget

購入予定だった消耗品などを購入する

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Metal ion-directed dynamic splicing of DNA through global conformational change by intramolecular complexation2015

    • Author(s)
      Toshihiro Ihara, Hiroyuki Ohura, Chisato Shirahama, Tomohiro Furuzono, Hiroshi Shimada, Hirotaka Matsuura Yusuke Kitamura
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 6 Pages: 6640-6647

    • DOI

      10.1038/ncomms7640

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alteration of DNAzyme Activity by Silver Ion2014

    • Author(s)
      Shoma Urata, Takaaki Miyahata, Hirotaka Matsuura, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 43 Pages: 1020-1022

    • DOI

      10.1246/cl.140197

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Signal Amplification in Gene Analysis Based on Graphene Oxide and DNA Circuit2015

    • Author(s)
      Takaaki Miyahata, Tomoya Matsuo, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会2015
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] 酸化グラフェン上でのDNA鎖交換連鎖反応を利用したシグナル増幅型核酸センサー2014

    • Author(s)
      宮端孝明、二村朱香、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第3回酸化グラフェンシンポジウム
    • Place of Presentation
      東工大キャンパスイノベーションセンター
    • Year and Date
      2014-12-18 – 2014-12-18
  • [Presentation] 核酸を連結素子とするナノシート会合対形成に関する基礎研究2014

    • Author(s)
      松尾朋弥、二村朱香、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第3回酸化グラフェンシンポジウム
    • Place of Presentation
      東工大キャンパスイノベーションセンター
    • Year and Date
      2014-12-18 – 2014-12-18
  • [Presentation] Graphene oxide-based DNA sensor with catalytic signal amplification2014

    • Author(s)
      Yusuke Kitamura, Hiroyuki Ohura, Toshihiro Ihara
    • Organizer
      The 41st International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [Presentation] 酸化グラフェン上でのDNA鎖交換反応を利用したシグナル増幅型核酸分析法の開発2014

    • Author(s)
      北村裕介、宮端孝明、松尾朋弥、井原敏博
    • Organizer
      日本分析化学会第63年会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 酸化グラフェンを用いたシグナル増幅型核酸検出法の開発2014

    • Author(s)
      北村裕介、宮端孝明、井原敏博
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] 鎖交換反応を利用したシグナル増幅型遺伝子センサーの開発2014

    • Author(s)
      宮端孝明、松尾朋弥、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Signal amplification in DNA sensing using toehold mediated strand exchange on graphene oxide2014

    • Author(s)
      Takaaki Miyahata, Tomoya Matsuo, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2014
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-04
  • [Presentation] 酸化グラフェンを用いたシグナル増幅型核酸センサーの開発2014

    • Author(s)
      宮端孝明、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第26回生体機能関連化学若手のサマースクール
    • Place of Presentation
      ラフォーレ蔵王
    • Year and Date
      2014-07-25 – 2014-07-25
  • [Presentation] 酸化グラフェン上での鎖交換反応を利用したシグナル増幅型核酸センサーの開発2014

    • Author(s)
      宮端孝明、二村朱香、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2014-06-28 – 2014-06-28
  • [Presentation] 酸化グラフェンとDNAの相互作用に関する基礎的研究および遺伝子センサーへの応用2014

    • Author(s)
      宮端孝明、松尾朋弥、北村裕介、井原敏博
    • Organizer
      第2回酸化グラフェンシンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学工学部百周年記念館
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-24
    • Invited

URL: 

Published: 2016-05-27  

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