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ナノ帯電粒子-DNA複合体を用いた遺伝子トランジスタによる高感度遺伝子多型解析

研究課題

研究課題/領域番号 17710107
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関東京大学 (2006-2007)
独立行政法人物質・材料研究機構 (2005)

研究代表者

坂田 利弥  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (70399400)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード遺伝子トランジスタ / 遺伝子多型解析 / 電位計測 / ナノ粒子 / DNAチップ / 高感度 / ナノバイオ / バイオテクノロジー
研究概要

平成19年度は、平成18年度に実施したナノ帯電粒子の利用によるDNA検出の再現性を調査し精度の高いDNAハイブリダイゼーションの検出が可能であることがわかった。さらに、ナノ帯電粒子-DNA複合体を組み合わせた遺伝子トランジスタによる一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)検出にライゲーションアッセイ法を利用する実験手法を確立した。ライゲーションアッセイ法では、サンドイッチアッセイによリターゲットDNAとハイブリダイゼーションしたDNAプローブと複合体DNA(レポーターDNA)をリガーゼ酵素により連結(ライゲーション)する。その際、DNAプローブは、ライゲーションする末端がSNPサイトとなるようにあらかじめ設計する必要がある。末端のSNPサイトがターゲットDNAと相補的である場合は、酵素反応によりレポーターDNAがDNAプローブとライゲーションされナノ帯電粒子-DNA複合体はゲート表面上に残る。そのため、ライゲーション反応後ターゲットDNAを解離するとゲート表面にナノ帯電粒子-DNA複合体が固定されたまま残る。一方、末端のSNPサイトがターゲットDNAと非相補的である場合は、ライゲーション反応が起きないため、ターゲットDNAが解離される際に同時にナノ帯電粒子-DNA複合体もゲート表面から取り除かる。このようにライゲーション反応の有無によるナノ帯電粒子-DNA複合体の電荷密度変化を半導体パラメーターアナライザー(4155C, Agilent)を用いてしきい値電圧(V_T)の変化として捉えることが可能となり、高感度のSNPタイピングの可能性が得られた。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Detection of molecular charges at cell membrane2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata and Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 368-370

    • NAID

      40015871626

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-invasive monitoring of transporter-substrate interaction at cell membrane2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata and Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 80

      ページ: 1493-1496

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical Detection Ovum Membrane Charges Using Biotransistor2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Izumi Makino, Sayaka Kita and Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Microelectronics Engineering (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct transduction of primer extension into electrical signal using genetic field effect transistor2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics 22

      ページ: 1311-1316

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stable immobilization of an oligonucleotide probe on a gold substrate using tripodal thiol-derivatives2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Sumio Maruyama, Aiko Ueda, Hidenori Otsuka, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Langmuir 23

      ページ: 2269-2272

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell adhesion characteristics to chemically modified silicon nitride surface2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Aiko Ueda, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 2

      ページ: 1-6

    • NAID

      10025771926

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 遺伝子解析用バイオトランジスタ2007

    • 著者名/発表者名
      坂田 利弥, 松元 亮, 宮原 裕二
    • 雑誌名

      機能性材料 27

      ページ: 25-34

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA sequencing based on intrinsic molecular charges2006

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 45

      ページ: 2225-2228

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Potentiometric detection of single nucleotide polymorphism using genetic field effect transistor2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      ChemBioChem 6

      ページ: 703-710

    • NAID

      10022538773

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA Analysis Chip Based on Field Effect Transistors2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Masao Kamahori, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 40 No.4B

      ページ: 2854-2859

    • NAID

      10015705877

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Potential Behavior of Bio-chemically Modified Gold Electrode for Extended Gate Field Effect Transistor2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Shinya Matsumoto, Yoshio Nakajima, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44 No.4B

      ページ: 2860-2863

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of DNA recognition events using multi-well field effect transistor2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata, Yuji Miyahara
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics 21

      ページ: 827-832

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] バイオトランスジスタによる生体分子認識の電気的検出2005

    • 著者名/発表者名
      坂田 利弥, 宮原 裕二
    • 雑誌名

      応用物理 74

      ページ: 1555-1562

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] バイオトランジスタによる生体分子機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      坂田利弥, 宮原裕二
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cell-based Field Effect Devices for Cell Functional Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Sakata
    • 学会等名
      Micro and Nano Engineering (MNE) 2007
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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