直交性核酸を使用したクロストーク型増幅回路の設計

• 研究課題/領域番号: 16K12522
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 浅沼 浩之 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20282577)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 直交性 / DNA / RNA / 論理回路 / 人工核酸 / 蛍光増幅 / クロストーク / 増幅回路 / RNA検出 / PNA / ＤＮＡ

研究成果の概要

直交性とは、互いに干渉（相互作用）しない一連の要素群の関係を示す。我々は、これまでにセリノール誘導体を用いた3種類の非環状骨格型人工核酸D-aTNA, L-aTNA, SNAの開発に成功している。これらは全て、極めて安定なホモ二重鎖を形成する。D-aTNAは天然のDNAやRNAと二重鎖を形成しないのに対し、アキラルな骨格を持つSNAは、D-, L-aTNA、DNA、RNA全てと安定な二重鎖を形成する。そこで本研究では、RNAと直交しているD-aTNAのみで論理回路を設計し、SNAをインターフェースに用いて、RNAが入力するとD-aTNA 回路が作動するシステムを設計した。

研究成果

• [雑誌論文] Design of photo-functional oligonucleotide by "copolymerization" of natural nucleobases with base-surrogate prepared from acyclic scaffold. (2017)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, H.; Murayama, K.; Kamiya, Y.; Kashida, H.
  • 雑誌名: Polymer J. 巻: 49 号: 3 ページ: 279-289
  • DOI: 10.1038/pj.2016.120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Methyl Group on Acyclic Serinol Scaffold for Tethering Dyes on DNA Duplex stability (2017)
  • 著者名/発表者名: Murayama, K.; Asanuma, H.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 18 号: 1 ページ: 142-149
  • DOI: 10.1002/cbic.201600558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chaperone-Polymer-Assisted, Photodriven DNA Strand Displacement (2017)
  • 著者名/発表者名: Cheng Bohao、Kashida Hiromu、Shimada Naohiko、Maruyama Atsushi、Asanuma Hiroyuki
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 18 号: 16 ページ: 1568-1572
  • DOI: 10.1002/cbic.201700202
  • 査読あり
• [雑誌論文] D-aTNA circuit orthogonal to DNA can be operated by RNA input via SNA (2017)
  • 著者名/発表者名: Murayama Keiji、Nagao Ryuya、Asanuma Hiroyuki
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 2 号: 20 ページ: 5624-5627
  • DOI: 10.1002/slct.201701126
  • 査読あり
• [学会発表] Creation of functional oligonucleotide with nucleotide-analogues designed from acyclic scaffold (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] Azobenzene-tethered DNA for the photo-regulation of DNA functions (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: INTERNATIONAL CONGRESS ON PURE & APPLIED CHEMISTRY 2018 (ICPAC2018）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Light-driven DNA nanomachine with an azobenzene-tethered DNA as photon-engine (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: the Pure and Applied Chemistry International Conference 2018 (PACCON 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 非環状型人工核酸を用いたシグナル増幅回路の開発とRNA検出への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Light-driven molecular machines with azobenzene-tethered DNA (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design of totally acyclic XNAs for medical applications (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017),
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Acyclic artificial nucleic acid circuit for sensitive detection of RNA (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiji Murayama, Ryuya Nagao, Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017),
  • 国際学会
• [学会発表] 非環状型人工核酸で構成されるシグナル増幅回路の開発とRNA可視化への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] 非環状型人工核酸への色素導入による高機能化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村山恵司, 樫田啓, 浅沼浩之
  • 学会等名: 第11回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] 非環状型人工核酸aTNA 及びSNA を利用したシグナル増幅回路の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
  • 学会等名: 第27回バイオ・高分子シンポジウム
• [学会発表] Orientation-dependent FRET in DNA duplex (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: FIBER International Summit for Nucleic Acids 2017 (FISNA2017)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 直交人工核酸の拓く分子ナノテクノロジー (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅沼浩之
  • 学会等名: 新学術領域「分子ロボティクス」最終公開シンポジウム
• [学会発表] 人工核酸aTNAを用いたシグナル増幅回路の開発と核酸検出への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長尾竜弥、村山恵司、浅沼浩之
  • 学会等名: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2016-11-05
• [図書] ナノテクノロジーが拓く未来の医療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅沼浩之、樫田啓
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: 丸善プラネット
  • ISBN: 9784863453630