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酵素融合ジンクフィンガー蛋白質を用いたエピジェネティック修飾解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J08615
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京農工大学

研究代表者

李 鎭煕  東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードジンクフィンガー蛋白質 / アルカリフォスファターゼ / DNAメチル化 / エピジェネティック修飾 / 電気化学 / DNA検出 / DNA結合蛋白質 / 診断
研究実績の概要

本研究ではDNAのメチル化を始めとするエピジェネティック修飾を、がんをはじめとする種々の疾患の早期・術中診断の指標として利用することを想定し、アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質(ALP融合ZFP)の開発、及びそれを用いた検出システムの開発を目的とし、研究を行った。
平成29年度は、ALP融合ZFPを用いた種々の標的DNA検出システムの構築を行った。
まず、ALP融合ZFPによって標的のDNAを検出できるかをプレートアッセイによって確かめた。標的DNAのモデルである大腸菌O157のゲノムDNAを検出したところ、標的DNAの濃度に依存してシグナルが上昇し、10コピーの感度から検出することができた。一方で、標的ではないサルモネラ菌のゲノムDNAを検出した際にはシグナルの上昇が観察されなかったことから特異性にも優れた検出法であることが示された。
また、小型で高感度な標的DNAの検出系を構築するため、チップ電極を用いた標的DNAの電気化学的な検出システムの開発も行った。ここではプレートではなくアビジンビーズ上に標的DNAを固定しALP融合ZFPによる検出を行った。ビーズと基質であるp-aminophenyl phosphateを混合し、酵素反応によって生じる反応生成物をチップ電極上で検出することで、電気化学的に標的DNAの検出を行った。結果として、グルコース脱水素酵素を用いた場合よりも100倍程度高感度に標的DNAを検出することができた。
以上本年度は、ALPを融合したZFPを用いて化学発光、または電気化学的なシグナルに基づく標的DNAの検出システムの構築を行った。昨年度Biosensors and Bioelectronics誌に報告したDNAのメチル化検出法と、本検出法を組み合わせることで、より高感度なDNAメチル化の検出が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] Universite Claude Bernard Lyon 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite Claude Bernard Lyon 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University Lyon 1 - Claude Bernard(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of an electrochemical detection system for measuring DNA methylation levels using methyl CpG-binding protein and glucose dehydrogenase-fused zinc finger protein2016

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Koichi Abe, Kazuhiko Nakabayashi, Hironobu Wakeda, Kenichiro Hata, Christophe A. Marquette, Loic J. Blum, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 93 ページ: 118-123

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.09.060

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNA aptamers against FokI nuclease domain for genome editing applications2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nishio, D. Matsumoto, Y. Kato, K. Abe, J. Lee, K. Tsukakoshi, A. Yamagishi, C. Nakamura and K. Ikebukuro
    • 雑誌名

      Biosens Bioelectron

      巻: 93 ページ: 26-31

    • DOI

      10.1016/j.bios.2016.11.042

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2.アプタマーを用いた機能性電極2015

    • 著者名/発表者名
      李 鎭煕, 池袋 一典
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 12 ページ: 1085-1090

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.1085

    • NAID

      130005112140

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 標的DNA検出に向けたアルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質の開発2017

    • 著者名/発表者名
      李 鎭煕, Christophe A. Marquette, Loic J. Blum, 塚越 かおり, 早出 広司, 池袋 一典
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アルカリフォスファターゼ融合ジンクフィンガー蛋白質の開発と標的DNAの検出2017

    • 著者名/発表者名
      李 鎭煕, Christophe A. Marquette, Loic J. Blum, 塚越 かおり, 早出 広司, 池袋 一典
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of alkaline phosphatase fused zinc finger protein for target DNA detection2017

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Christophe A. Marquette, Loic J. Blum, Kaori Tsukakoshi, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      XXIV International Symposium on Bioelectrochemistry and Bioenergetics of the Bioelectrochemical Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Target DNA detection using alkaline phosphatase fused zinc finger protein for diagnosis2017

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Christophe A. Marquette, Loic J. Blum, Kaori Tsukakoshi, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of detection system for epigenetic modifications by enzyme fused zinc finger protein2016

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Daisuke Hiraoka, Aki Kezuka, Atsuro Tatsumi, Yuko Osawa, Koichi Abe, Kazuhiko Nakabayashi, Hironobu Wakeda, Kenichiro Hata, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      USA (Hawaii)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of detection system for epigenetic modifications by enzyme fused zinc finger protein2016

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Daisuke Hiraoka, Aki Kezuka, Atsuro Tatsumi, Yuko Osawa, Koichi Abe, Kazuhiko Nakabayashi, Hironobu Wakeda, Kenichiro Hata, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      Biosensors2016
    • 発表場所
      Sweden (Gothenburg)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a detection system for epigenetic modifications using enzyme fused zinc finger protein2016

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Daisuke Hiraoka, Aki Kezuka, Atsuro Tatsumi, Yuko Osawa, Koichi Abe, Kazuhiko Nakabayashi, Hironobu Wakeda, Kenichiro Hata, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      26th Anniversary World Congress on Biosensors
    • 発表場所
      Swedish Exhibition and Congress Centre, Gothenburg, Sweden
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a detection system for epigenetic modifications using enzyme fused zinc finger protein2015

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Daisuke Hiraoka, Aki Kezuka, Atsuro Tatsumi, Yuko Osawa, Koichi Abe, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      I-messae hall, Himeji, Japan
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of detection system for epigenetic modifications using enzyme fused zinc finger protein2015

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Lee, Wataru Yoshida, Daisuke Hiraoka, Aki Kezuka, Atsuro Tasumi, Koichi Abe, Koji Sode, Kazunori Ikebukuro
    • 学会等名
      4th International Conference on Bio-Sensing Technology
    • 発表場所
      Sheraton Lisboa Hotel & Spa, Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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