2016 Fiscal Year Annual Research Report
DNA methylation analysis utilizing rotation of mismatched base
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26410168
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
栗田 僚二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究グループ長 (50415676)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / マイクロ流路分析 / イムノアッセイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA、特にCpGアイランドに存在するシトシンのメチル化による後天的遺伝子発現の変化（エピジェネティクス）が、ガン、精神疾患、生活習慣病等の多くの疾患に関与していることが明らかになり、詳細な解析が進められている。現在、エピジェネティックな遺伝情報に関するデータベースは構築されつつあるものの、その医療応用に関してはいくつかの課題が残る。その１つとして、現場で誰にでも測定できるような簡便で洗練されたエピゲノム検出法が無いことにある。そこで本研究では、ミスマッチDNA塩基の回転を利用して、測定対象DNA中に含まれるシトシンのメチル化状態を迅速検知する新手法の提案を行い、基礎特性評価及びマイクロデバイス化を行った。従来、抗体を用いるメチルシトシン検出法は総量を測定可能であるものの、シーケンス内での位置情報が不明なため利用価値が乏しかった。そこでミスマッチ塩基の外向き回転を利用した位置選択的な抗体認識と、マイクロデバイス化による迅速計測に挑戦した。これにより、Bisulfite反応やPCR、電気泳動を必要としない新規メチルシトシン検出法を提案し、さらにそのマイクロデバイス化により、世界最速のシーケンス選択的メチル化DNA分析を目指した。まず、ミスマッチ塩基の外向き回転を利用したシーケンス選択的メチル／非メチルシトシン識別が、どの程度の感度・選択性を有するのか、様々なシーケンスにより既存SPR装置（BIACORE）による相互作用解析を行った。これにより一塩基バルジが最も高効率にDNA2本鎖からフリップアウトしていることを見出した。その後、一塩基バルジ形成プローブDNAを用いて、新規SPRチップ（エピジェネティクスチップ）の開発を行い、合成オリゴDNA並びに制限酵素による断片化と組み合わせることにより、小型SPR装置におけるゲノムDNAでのメチル化計測を実現した。
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