| 研究課題/領域番号 |
20K05618
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2021-2023)
信州大学 (2020) |
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研究代表者 |
金山 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (80377811)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | DNAブラシ / リン酸化 / 平滑末端 / スタッキング / 光ピンセット / 金ナノ粒子 / 末端構造 / スタッキング相互作用 / 金コロイド / ブラシ間力 / DNA / ブラシ / 末端スタッキング / 末端リン酸化 / リン酸基 / 粒子間力 / 水和 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、申請者らが最近見出した、ブラシ状のDNA鎖における末端スタッキング促進現象に基づき、DNA末端のリン酸化状態に応じて明瞭な色変化を示す呈色試薬の新原理を確立し、そのDNA末端リン酸化プローブとしての有用性をリン酸化・脱リン酸化酵素の活性評価を通じて検証する。RI標識に依らず、操作性・スループット性に優れた末端スタッキング駆動型DNA末端リン酸化プローブの開発は、疾病診断や薬剤探索の新たなツールの提供に繋がるものと期待される。
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| 研究成果の概要 |
本課題では、固液界面でブラシ状に集積したオリゴDNA鎖（DNAブラシ）におけるDNA二重鎖間の末端構造選択的なスタッキング促進現象を基に、サンプルDNA鎖末端のリン酸化を評価するプローブ材料の新原理を確立することを目的とした。基本原理の検証として、ラテックス粒子表層に形成したDNAブラシを対象に、高塩濃度環境の平滑末端間で生じるスタッキング相互作用が末端リン酸基により顕著に抑制されることを光ピンセット法により確認した。次いで、この現象をDNAブラシで覆われた金ナノ粒子分散系に展開し、その分散－発色特性と組み合わせることで、DNA鎖末端のリン酸化を可視情報として検知できることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題で開発したプローブ材料が対象とするDNA鎖末端のリン酸化は、DNAの修復・代謝などの生命プロセスに関与し、その異常発生と疾患発症の関連性に近年注目が集まっている。DNA末端のリン酸化・脱リン酸化を司る関連酵素の活性評価には、放射性同位体RI（32P）標識がしばしば用いられ、実施施設の制限や作業被ばくの危険性に加え、スループット性にも課題が残る。本課題で実証した原理は、32P標識を用いることなく一般的なラボ環境で安全かつ簡便にDNAリン酸化・脱リン酸化を評価するツールの提供に繋がるものである。
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