Development of high-accuracy and low-cost DNA methylation detection method for supporting epigenetics research

• Project/Area Number: 17K05897
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: TAKAHASHI Toru 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (30361166)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 壹岐 伸彦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50282108) ; 沖 昌也 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60420626)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: DNAメチル化検出 / キャピラリー電気泳動 / ゲノム試料 / DNAメチル化 / 分析科学 / エピジェネティクス / メチル化DNA

Outline of Final Research Achievements

In recent years, the importance of epigenetics has attracted attention in many research fields related to life science. The basis of epigenetics research is to detect DNA modification, i.e. DNA methylation. In study, we aimed to provide a novel DNA methylation detection method as an important research tool to support epigenetics research. We have developed a new method for detecting DNA methylation with high accuracy and low cost based on the capillary electrophoretic separation method for sequence isomers of single-stranded DNA with same chain length, which utilizes the difference in the proton dissociation properties of nucleobases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生命科学に関連する多くの研究分野においてエピジェネティクスの重要性が注目されている．エピジェネティクス研究の基本は，DNAのメチル化を検出することにある．このような背景から，DNAメチル化検出のための新規技術開発が国内外を問わず精力的に行われている．本研究計画は，エピジェネティクス研究支援のための重要な研究ツールとして，キャピラリー電気泳動分離に基づく高精度かつ低コストなDNAメチル化検出法を提供するものであり，その波及効果として，エピジェネティクス研究の進展によってもたらされる種々の研究成果が期待される．

Research Products

• [Journal Article] Non‐hybridization single nucleotide polymorphism detection and genotyping assay through direct discrimination of single base mutation by capillary electrophoretic separation of single‐stranded DNA (2020)
  • Author(s): Toru Takahashi, Mayu Fukagawa, Takao Sakurai, Hitoshi Hoshino
  • Journal Title: Journal of Separation Science Volume: 43 Issue: 3 Pages: 657-662
  • DOI: 10.1002/jssc.201900897
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Capillary electrophoretic reactor for estimation of spontaneous dissociation rate of Trypsin?Aprotinin complex (2019)
  • Author(s): Sasaki Yumiko、Sato Yosuke、Takahashi Toru、Umetsu Mitsuo、Iki Nobuhiko
  • Journal Title: Analytical Biochemistry Volume: 585 Pages: 113406-113406
  • DOI: 10.1016/j.ab.2019.113406
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 電気泳動分離に基づく核酸の分析法 (2018)
  • Author(s): 高橋 透
  • Journal Title: ぶんせき Volume: 525 Pages: 356-361
• [Presentation] 一本鎖DNAのキャピラリー電気泳動分離に基づくDNAメチル検出法によるhTERT遺伝子断片のメチル化検出 (2019)
  • Author(s): 木村 祐輝，髙橋 透
  • Organizer: 日本分析化学会第68年会
• [Presentation] キャピラリー電気泳動分離に基づくDNAメチル化検出法の開発：CpGMethyltransferase処理試料への適用 (2019)
  • Author(s): 木村 祐輝，髙橋 透
  • Organizer: 第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
• [Presentation] 一本鎖DNAのキャピラリー電気泳動分離に基づくDNAメチル化検出の検討 (2018)
  • Author(s): 木村祐輝，橋谷一行，高橋透
  • Organizer: 日本分析化学会第67年会
• [Presentation] キャピラリー電気泳動分離に基づくDNAメチル化検出法のhTERT遺伝子断片のホモなメチル化検出への応用 (2018)
  • Author(s): 木村祐輝，高橋透
  • Organizer: 第38回キャピラリー電気泳動シンポジウム
• [Presentation] 等鎖長配列異性一本鎖DNAのキャピラリー電気泳動分離にもとづくDNAメチル化検出の検討 (2017)
  • Author(s): 木村 祐揮，橋谷 一行，村田 真未，髙橋 透
  • Organizer: 第37回キャピラリー電気泳動シンポジウム