2014 Fiscal Year Research-status Report
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26540151
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小宮 健 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (20396790)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ＤＮＡコンピュータ / DNAナノテクノロジー / 核酸増幅法 / 分子状態機械 / 早期診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、検査サンプルと混合して37℃の等温条件下に置くだけで、分子がmiRNAの転写パターン情報を処理して癌の種別や進行度、予後予測などを正確に診断できる、情報処理能力を持った知的反応システムを構築する。この反応システムは、申請者がこれまでに開発した核酸増幅法と分子状態機械で構成される。今年度は、miRNAの存在量をシグナルDNAの生成によって評価するための、miRNAを逆転写せずに直接増幅して検出ができる核酸増幅法について、これを応用した反応システムの構築に向けた性能の向上に取り組んだ。その結果、ターゲット非存在下での非特異的な増幅反応の抑制に成功し、検出の感度を向上させることができた。特に、miRNAを検出する際の性能が大きく向上し、癌患者と健常者で転写量に差があり、プロファイリングに有用であることが知られている複数種のmiRNAについて、核酸増幅法によってmiRNAの存在量を定量的に評価できることを実証した。今後は、核酸増幅法で生成されるシグナルDNAの生成順を分子状態機械が判別する反応システムを構築し、癌のプロファイリングに有用なmiRNAを対象とした一連の動作の実現に取り組む。人間は検査の最終結果を読みだすだけで診断が行える、従来手法よりも高感度な検査を簡易な操作で実施できる迅速かつ低コストな検査法を確立することで、これまで不可能だった肺がん、すい臓がん等の早期診断を実現し、生存率を大きく高めることが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
臨床現場で求められるmiRNA検出感度を達成するため、今年度は核酸増幅法の性能向上に重点的に取り組んだ。その結果、当初計画以上の検出感度を達成することができた。最終的に構築する知的反応システムに向けた、分子状態機械との統合動作の検証については次年度に実施する計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では、分子状態機械がプロファイリングを行うためのシグナルとなるDNAを、核酸増幅法によりmiRNAに応じて一定量にまで指数増幅することで、miRNAの転写パターン情報を分子反応が処理し、途中で人間が操作することなくプロファイリングが完了する早期診断用の知的反応システムを実現する。そのためのシグナル増幅量について、実験に加えて今後はシミュレーションによる解析を並行して実施し、適切な閾値を決定して目的を達成する。
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| Causes of Carryover |
今年度は、臨床現場で求められるmiRNA検出感度を達成することを目指し、核酸増幅法の性能向上に重点的に取り組んだため、修飾DNAをはじめとする高額な試薬について使用する種類が限定された結果、支出額が抑制された。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
核酸増幅法の性能向上については、今年度に当初計画以上の検出感度を達成することができたので、次年度は最終的に構築する知的反応システムに向けて、分子状態機械との統合動作の検証について実験を実施する計画である。複数種のmiRNAに対しそれぞれ対応した、修飾DNAをはじめとする高額な試薬を多量に使用する必要があり、当初計画通りの総支出額となる見込みである。
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