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電界イオン化に基づくDNAの塩基配列の超高速決定法

研究課題

研究課題/領域番号 14655307
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 生物・生体工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

桂 進司  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (10260598)

研究分担者 高島 和則  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (60303707)
水野 彰  岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (20144199)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード塩基配列 / 電界イオン化 / FIM / DNA / 電界イオン顕微鏡 / FEM / グロビュール
研究概要

本研究は、従来の電気泳動法に代わる高速なDNAの塩基配列決定法の基礎的検討に関するものである。本手法は、真空中で伸張させたDNAに高電圧を印加することにより、電界強度が最大となるDNA末端部分で生じる電界イオン化に伴い観測される像から試料末端の塩基の同定を行うものであり、電界イオン顕微鏡(Field ion microscope : FIM)の原理に基づいたものである。また、さらに印加電圧を上昇させることにより、電界蒸発により末端の塩基を順次脱離させることで、DNAの塩基配列を直接的に決定することを目指すものである。本研究では、上記のDNAシーケンサの開発に向け、以下に示す基礎的検討を行った。
本手法では、針状に伸張させた試料を調整することが必要である。そのために、電界研磨により先端の曲率半径を100nm程度以下に加工した金線に末端をSH基で修飾したDNAを結合させる方法を検討した。DNAを結合させたサンプルではDNAを結合させていないものに対して、低い印加電圧で異なるFIM像が観察された。低電圧でFIM像が観測されたことはサンプル表面に曲率半径の小さな面が存在することを示唆している。また、DNA結合の有無で異なるFIM像が観測されたことはFIM像からDNAの原子構造を決定できる可能性があることを示唆している。しかしながら、明確なDNAの原子像を観察することはできなかった。これはFIMの動作ガスの熱振動に起因すると考えられ、現在試料の冷却系の構築を進めているところである。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] 古牧, 辻, 中野, 小松, 高島, 内田, 桂, 水野: "DNA配列決定に用いる電界イオン顕微鏡の製作と評価"静電気学会講演論文集'03. 149-150 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古牧卓也, 中野道彦, 黒田忠司, 小松旬, 松浦俊一, 高島和則, 内田裕久, 桂進司, 水野彰: "FIMを用いたDNA配列決定の基礎的検討"静電気学会講演論文集'02. 299-300 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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