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核酸の自発的連鎖反応を利用した高感度腫瘍細胞検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05819
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

北村 裕介  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80433019)

研究協力者 井原 敏博  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード核酸プローブ / 細胞検出 / アプタマー / 血中循環腫瘍細胞 / 細胞捕捉 / バイオ分析
研究成果の概要

細胞表層に特異的に高発現しているタンパクを標的し、これをきっかけとして、シグナルを増幅する機構を多点で開始することで、細胞の高感度検出を試みた。具体的には、標的膜タンパク質に対する核酸アプタマーに任意のタグ配列を付与し、これをシグナル増幅の開始点とした。このタグのと鎖交換反応により、シグナル増幅可能なDNAサーキットを回転させるトリガーを特異的に放出することに成功した。試験管内ではトリガーに応答し、サーキットが動作することが確認されたが、細胞上で実際に放出されたトリガーを用いてDNAサーキットの動作を試みたところ、シグナルの増加が十分ではなかったため、条件の最適化が必要だと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在までのところ、DNAサーキットによるシグナル増幅は不十分ではあるが、条件を最適化できた際には、標的細胞を現行法のように顕微鏡で直接検出する必要なく、標的細胞を含む溶液の発光にて検出することが可能となる。標的細胞に任意のタグを提示し、鎖交換反応を自在に起こすことができたため、これに伴って放出された任意の配列の核酸を開始剤とする様々な核酸の自発的連鎖反応を誘起可能であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Generalized Preparation of Two-Dimensional Quasi-nanosheets via Self-assembly of Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Cai, Dan Yang, Keng-Te Lin, Yifan Lyu, Bowen Zhu, Zhen He, Lili Zhang, Yusuke Kitamura, Liping Qiu, Xigao Chen, Yuliang Zhao, Zhuo Chen and Weihong Tan
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 141 号: 4 ページ: 1725-1734

    • DOI

      10.1021/jacs.8b12415

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 反復配列への短鎖核酸の協同的結合2019

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、永井 康樹、勝田 陽介、井原 敏博
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド SELEX 法を用いた抗 CD24 アプタマーの取得2018

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、後藤 広志、勝田 陽介、井原 敏博
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 核酸の動的構造のプログラミングを利用した電気化学シグナル増幅型核酸検出法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、倉本 諒、勝田 陽介、井原 敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Generation of anti-CD24 aptamer by crossover SELEX2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kitamura, Hiroshi Goto, Yousuke Katsuda, and Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] H-DNA構造に対するDNAコンジュゲートを利用した特異的認識によるH-DNAの安定化2018

    • 著者名/発表者名
      錦戸遼輔,永井康樹, 北村裕介, 勝田陽介,井原敏博
    • 学会等名
      第35回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAと酸化ルテニウムナノシートの相互作用に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      堤美和子,宮端孝明,北村裕介,井原敏博
    • 学会等名
      第35回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] グリホサートの検出を志向した発光性ナノシート修飾基板の作製2018

    • 著者名/発表者名
      吉田啓汰、嶋田裕史、勝田陽介、北村裕介、船津麻美、井原敏博
    • 学会等名
      第35回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SELEX法を用いた抗CD24アプタマーの取得2018

    • 著者名/発表者名
      後藤広志,北村裕介,勝田陽介,井原敏博
    • 学会等名
      第35回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ru錯体を鋳型特異的に放出する核酸コンジュゲートの合成2018

    • 著者名/発表者名
      川口隼矢,船木遼,佐藤弘光,勝田陽介,北村裕介,井原敏博
    • 学会等名
      第35回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一本鎖ならびに二本鎖領域を認識可能な核酸プローブを用いた反復配列の協調的ラベル化に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      永井 康樹、錦戸遼輔、北村 裕介、井原 敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] EpCAMアプタマーを利用したがん細胞の捕捉に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      後藤広志、中村美穂、北村裕介、中島雄太、安田敬一郎、岩槻政晃、馬場秀夫、中西義孝、井原敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ネライストキシン系殺虫剤の電気化学的検出法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野口 栞、嶋田 裕史、北村 裕介、西山 勝彦、井原 敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋳型特異的にルテニウム-白金二核錯体を放出する核酸プローブの合成2018

    • 著者名/発表者名
      川口 隼矢、船木 遼、佐藤 弘光、北村 裕介、井原 敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アントラセンを骨格中に組み込んだ人工DNAの合成と光照射による構造制御2018

    • 著者名/発表者名
      大塚 幸貴広、松尾 朋弥、北村 裕介、井原 敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アントラセン光二量化反応を用いたH-DNAの安定化に関する基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      有山 聡、成合 裕哉、北村 裕介、井原 敏博
    • 学会等名
      54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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2018

    • 著者名/発表者名
      北村裕介、川口隼矢、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 実施状況報告書
  • [学会発表] 発光性希土類金属錯体形成を利用したシグナル増幅型核酸センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、東 幸奈、野崎 晃広、勝田 陽介、井原 敏博
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Capture of cancer cells on a gold substrate modified with DNA aptamer2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kitamura, Ayase Tashima, Miho Nakamura, Yuta Nakashima, Keiichiro Yasuda, Masaaki Iwatsuki, Yousuke Katsuda, Hideo Baba, Yoshitaka Nakanishi, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Nucleic Acid Electrochemical Sensor Amplified with DNA Circuit2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kuramoto, Yusuke Kitamura, Yousuke Katsuda, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAアプタマーを利用したがん細胞の捕捉に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      北村裕介、佐々木昇司、宮端孝明、立花暉子、安田敬一郎、中島雄太、岩槻政晃、馬場秀夫、中西義孝、井原敏博
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      石川県金沢市石川県立音楽堂
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAサーキットによるシグナル増幅を利用したがん細胞の検出2016

    • 著者名/発表者名
      宮端孝明、北村裕介、立花暉子、佐々木昇司、近浦裕斗、安田敬一郎、中竹拳志、中島雄太、岩槻政晃、馬場秀夫、中西義孝、井原敏博
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAアプタマーを用いた癌細胞の捕捉に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      立花暉子、北村裕介、宮端孝明、佐々木昇司、近浦裕斗、安田敬一郎、中竹拳志、中島雄太、岩槻政晃、馬場秀夫、中西義孝、井原敏博
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [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, and Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      ISBBN7
    • 発表場所
      Changsha, Hunan, China
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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