研究課題
基盤研究(B)
ポストゲノムシーケンス研究において、ジーンチップ(DNAチップ)を用いたマイクロアレイは強力なツールとして広く用いられている。しかしながら、一塩基の違いによって二本鎖の熱力学的安定性に生じる差違は非常に微少であるため、解析は容易でない。また、標的となる分子の一次構造以外の情報を得ることは非常に困難である。本研究では従来法に代わる手法として、新規な機能性分子を用いた超機能性DNAチップの開発を行った。まず、二本鎖に加えて三本鎖と四本鎖の熱力学的安定性の解析を行った結果、一本鎖のみならず二本鎖核酸などを解析対象とするDNAチップの条件設定をすることができた。また、構造の安定性がpHや金属イオンの種類や濃度によってどのような影響を受けるかを定量的に評価した。一例を示すと、細胞内を模倣した環境では、d(G_4T_4G_4)の構造がアンチパラレル型からパラレル型の四本鎖へ遷移することを見いだした。これは、希薄溶液中の実験で得られた知見を細胞抽出液などの生物由来試料を扱うDNAチップ解析に適用することの危険性を示しており、本研究で得られた構造安定性のエネルギーパラメータは、効率の良いDNAチップ解析に不可欠な指標となると考えられる。また本研究では、触媒機能を有するDNAであるデオキシリボサイムをDNAチップへ適用した。このデオキシリボザイムチップを表面プラズモン共鳴のセンサーチップとして用いたところ、非常に精度良くかつ厳密に標的RNAに存在する一塩基の違いを識別し、かつ固相上で触媒機能を発現することができた。このチップは、既存のDNAチップで行うことができる解析はもちろんのこと、基質鎖の高次構造解析デバイスとして、あるいは基質鎖の標識を必要としない優れたRNA切断反応解析デバイスとして利用でき、画期的な「超機能性ジーンチップ」が構築できたと言える。
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