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単一細胞・ゲノムアレイによるエピゲノム解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03084
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (50415676)

研究分担者 小島 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30356985)
吉岡 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50358321)
冨田 峻介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50726817)
栗之丸 隆章  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50769693)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードエピジェネティクス / マイクロデバイス / メチル化DNA / 一分子 / 一細胞 / µTAS / バイオセンサ / メチルシトシン / 分析科学
研究成果の概要

DNA中に含まれるシトシン5位の化学修飾(エピジェネティクス)を迅速に計測可能な手法と材料、デバイスを開発した。ナイトロジェンマスタード骨格を有するリンカー剤を創成し、DNAを滴下するだけで簡便、かつ、強固な固定を可能にした。マイクロ流体デバイスや微小集積化アレイデバイスを合わせて開発し、微少量DNAに含まれるシトシンバリアント(シトシンのメチル化、ヒドロキシメチル化、ホルミル化、カルボシ化)の迅速かつ網羅的解析に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請課題により、単一ゲノムレベルでDNA宙に含まれるシトシン塩基の様々な化学修飾の計測が可能になってきた。多数の正常メチル化細胞集団の中に僅かに含まれる異常メチル化細胞の検出や、CTC検出などの早期がん診断、単一細胞レベルでのリプログラミングや分化誘導評価などにも寄与できると考えており、今後の展開を模索したい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of gapmer antisense oligonucleotide with deoxyribonucleic guanidine (DNG) modifications2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima Naoshi、Shrestha Ajaya R.、Akisawa Takuya、Piao Haishun、Kizawa Hideki、Ohmiya Yoshihiro、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids

      巻: 39 号: 1-3 ページ: 258-269

    • DOI

      10.1080/15257770.2019.1668563

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Assessment of Multiple Epigenetic Modifications of Cytosine in Whole Genomic DNA by Surface Plasmon Resonance2019

    • 著者名/発表者名
      栗之丸隆章、小島直、栗田僚二
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 21 ページ: 13933-13939

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03423

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immobilization of DNA on Biosensing Devices with Nitrogen Mustard Modified Linkers2019

    • 著者名/発表者名
      栗之丸隆章、小島直、栗田僚二
    • 雑誌名

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      巻: 77 号: 1

    • DOI

      10.1002/cpnc.85

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] One-Component Array Based on a Dansyl-Modified Polylysine: Generation of Differential Fluorescent Signatures for the Discrimination of Human Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sugai Hiroka、Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 4 号: 4 ページ: 827-831

    • DOI

      10.1021/acssensors.9b00247

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimicry Recognition of Proteins and Cells Using a Small Array of Block Copolymers Appended with Amino Acids and Fluorophores2019

    • 著者名/発表者名
      Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 7 ページ: 6751-6758

    • DOI

      10.1021/acsami.8b18118

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of DNA with nitrogen mustard-biotin conjugate for global epigenetic analysis2018

    • 著者名/発表者名
      小島直、須田友美、栗之丸隆章、栗田僚二
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1043 ページ: 107-114

    • DOI

      10.1016/j.aca.2018.09.008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N6-Methylation Assessment in Escherichia coli 23S rRNA Utilizing a Bulge Loop in an RNA-DNA Hybrid2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡恭子、栗田僚二
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 12 ページ: 7578-7582

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b01223

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An alkylating immobilization linker for immunochemical epigenetic assessment2017

    • 著者名/発表者名
      Kurinomaru Takaaki、Kojima Naoshi、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 59 ページ: 8308-8311

    • DOI

      10.1039/c7cc02883k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Immunochemical Assessment of 5-Methylcytosine and 5-Hydroxymethylcytosine Using Nitrogen Mustard Modified Linkers2019

    • 著者名/発表者名
      小島 直、須田 友美、栗之丸 隆章、栗田 僚二
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, The 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of New Material and Device for Biomolecular Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      4th International Conference on Nutraceuticals and Chronic Diseases
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エピゲノムの迅速分析に向けた材料創成とマイクロデバイス化2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemiluminescence derived from Surface Accumulable Co-reactant for Biomolecular Determinations2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      17th ISEAC & 3rd ECL
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 特異/非特異プローブによるマイクロフルイディクスでの生体分子検出2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      JASISカンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NITROGEN-MUSTARD COATED MAGNETIC BEADS FOR HYBRIDIZATION AND ELUTION-FREE CIRCULATING TUMOR DNA DETECTION2019

    • 著者名/発表者名
      Benediktus Nixon Hapsianto,小島 直、栗田 僚二,Hitoshi Yamagata,Hiroyuki Fujita,Teruo Fujii,Soo Hyeon Kim
    • 学会等名
      MicroTAS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロデバイスによるメチル化DNAの迅速分析2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      CBI学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロデバイスによるDNAの化学修飾分析2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      高分子学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] やわらかさを活かした生体分子計測2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      つくばソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Immunochemical Sensing of Epigenomic Modification Using An Alkylating Immobilization Linker2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kurinomaru, Naoshi Kojima, Ryoji Kurita
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 1st Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エピゲノムのオンチップ分析に向けたアルキル化リンカーの創成2017

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二, 栗之丸 隆章, 小島 直
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第36回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Assessment of Cytosine Methylation using a Carbon Film Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita
    • 学会等名
      The Sixthteenth International Symposium on Electroanalytical Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] ナノバイオデバイス研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/bmd/biomed-nbd/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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