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核酸の動的構造をプログラムして汎用の増幅型バイオセンサをつくる

研究課題

研究課題/領域番号 15H03829
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関熊本大学

研究代表者

井原 敏博  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40253489)

研究分担者 吉本 惣一郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (30323067)
今堀 龍志  東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (90433515)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードDNAサーキット / HCR / 鎖交換反応 / 発光性希土類金属錯体 / フェロセン / シクロデキストリン / 電気化学 / シグナル増幅反応 / 化学的ライゲーション / DNAコンジュゲート / 電気化学法 / バイオ分析 / シグナル増幅 / 希土類錯体 / 発光性希土類錯体 / 時間分解発光測定 / 協同的シグナル生成 / 電気化学検出
研究成果の概要

核酸を基体とするバイオセンサを自律的連鎖反応であるDNA circuitと組み合わせることでシグナルを増幅したい。これは、発シグナル系とDNA circuitなどのサブルーチンを構成要素とするDNAの“動的構造のプログラミング”とみなせる。アプタマーをインターフェースとして利用すれば核酸以外の多様な生理活性物質も検出可能である。CyD-DNA/Fc-DNAを用いた増幅型電気化学バイオセンサ、およびEDTA-DNA/Phen-DNAを用いた希土類金属錯体の発光を利用した増幅系に関しては、標的DNA存在下、Fc由来の酸化電流の増大、およびTb3+やEu3+錯体からの特徴的な発光を観察できた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Rutgers University/Florida University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Murdoch University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical Sensing of Neurotoxic Agents Based on Their Electron Transfer Promotion Effect on an Au Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shimada, Shiori Noguchi, Masahiro Yamamoto, Katsuhiko Nishiyama, Yusuke Kitamura, and Toshihiro Ihara
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 89 号: 11 ページ: 5742-5747

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b04229

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Sensing of Neurotoxic Agents Based on Their Electron Transfer Promotion Effect on an Au Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      H. Shimada, S. Noguchi, M. Yamamoto, K. Nishiyama, Y. Kitamura, T. Ihara
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitive Electrochemical Detection of Nereistoxin by Reductive Desorption from Au(111) and Au(100)2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nishiyama, K. Tsuruta, M. Ikeda, S. Yoshimoto, H. Shimada, Y. Kitamura, T. Ihara
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 84 号: 5 ページ: 349-353

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.84.349

    • NAID

      130005150422

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metal Ion-directed Dynamic Splicing of DNA through Global Conformational Change by Intramolecular Complexation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ihara, H. Ohura, C. Shirahama, T. Furuzono, H. Shimada, H. Matsuura, Y. Kitamura
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 6640-6640

    • DOI

      10.1038/ncomms7640

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Graphene Oxide-based Amplified Fluorescence Sensor for Nucleic Acid Detection through Target-catalyzed Hairpin Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitamura, T. Miyahata, H. Matsuura, K. Hatakeyama, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, T. Ihara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 10 ページ: 1353-1355

    • DOI

      10.1246/cl.150564

    • NAID

      130005101443

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxide: A Fertile Nanosheet for Various Applications2015

    • 著者名/発表者名
      S. Obata, K. Saiki, T. Taniguchi, T. Ihara, Y. Kitamura, and Y. Matsumoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 12 ページ: 121012-121029

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.121012

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 核酸を基体とするバイオセンシン グ2017

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      高分子学会九州支部 有機材料研究グループ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Target Recognition by Global DNA Structural Control2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工DNAの構造制御 バイオ分析・機能制御を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      第50回 歯工連携講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNAを鋳型とするルテニウムー白金混合錯体の形成脱離と質量分析による核酸検出への応用2017

    • 著者名/発表者名
      北村裕介、川口隼也、船木遼、井原敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Capture of cancer cells on a gold substrate modified with DNA aptamer2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitamura, A. Tashima, M. Nakamura, Y. Nakashima, K. Yasuda, M.Iwatsuki, Y. Katsuda, H. Baba, Y. Nakanishi, T. Ihara
    • 学会等名
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA circuit-based catalytic amplification of the luminescent lanthanide complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Yukina Azuma, Rie Ozaki, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA の動的プログラミングを利用したバイオセンシング2016

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal Complexation on DNA -For DNA Structural Control and Biosensing-2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2016
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BIOSENSING BASED ON RARE EARTH METAL COMPLEX FORMATION THROUGH DYNAMIC PROGRAMMING OF DNA STRUCTURE2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara, Yukina Azuma, Rie Ozaki, Akihiro Nozaki, Takaaki Miyahata, Yusuke Kitamura
    • 学会等名
      Rare Earths 2016 in Sapporo
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cooperative formation of metal complexes on nucleic acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kitamura, Yukina Azuma, Shikinari Yamamoto,Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      7th International Symposium on Bioanalysis, Biomedical Engineering and Nanotechnology
    • 発表場所
      Hunan University
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA上での錯生成反応 -バイオ分析・機能制御を目指して-2016

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      名古屋大学大学院物質制御工学選考セミナー
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸上での錯生成反応 -核酸の構造制御およびバイオ分析への応用-2015

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      和光ライフサイエンスフォーラム
    • 発表場所
      熊本市
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] METAL COMPLEXATION ON DNA – FOR DNA STRUCTURE CONTROL AND BIOSENSING –2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      16th IUPAC International Symposium on MacroMolecular Complexes (MMC-16)
    • 発表場所
      Wroclaw
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核酸の構造制御およびバイオセンシングへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      核酸化学最前線フォーラム
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA構造の動的プログラミングに基づくバイオセンシング2015

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      第52回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州市
    • 年月日
      2015-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Advances in Bioorganometallic Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ihara
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 井原研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.analyticalchemistry-ihara.com

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Ihara Lab.@Kumamoto-U

    • URL

      http://133.95.131.186/~toshi/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] IHARA Lab@Kumamoto-U

    • URL

      http://133.95.131.186/~toshi/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-26  

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