ＲＮＡの編集、化学修飾情報の１分子レベル解析技術の開発

• 研究課題/領域番号: 24350084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: 遺伝子診断 / RNA / エピジェネティクス / １分子計測(SMD) / DNA / 1分子計測(SMD)

研究成果の概要

ターゲットRNAとプローブDNAのハイブリダイゼーションに加え、形成されるDNA/RNAハイブリッド構造の物性、すなわち、電荷移動特性を利用した1分子レベルRNA分析・診断法を開発した。電荷移動、電荷分離過程が蛍光の点滅（blinking）として観測されうることに着目し、暗状態の時間の長さ（OFF time）が、DNAの電荷移動特性を反映した電荷分離寿命（τ）と一致することを利用し、1分子レベルでDNA/RNAハイブリッドの電荷移動特性を調べ、RNA分析・診断へと応用した。

研究成果

• [雑誌論文] Photocurrent generation through charge-transfer processes in noncovalent perylenediimide/DNA complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takada, T.; Ido, M.; Ashida, A.; Nakamura, M.; Fujitsuka, M.; Kawai, K.; Majima, T.; Yamana, K.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 18 号: 18 ページ: 6846-4851
  • DOI: 10.1002/chem.201406592
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA Microenvironment Monitored by Controlling Redox Blinking (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, K. Higashiguchi, A. Maruyama, and T. Majima
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 16 号: 17 ページ: 3590-3594
  • DOI: 10.1002/cphc.201500793
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Triple helix conformation-specific blinking of Cy3 in DNA (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, A. Maruyama
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 23 ページ: 4861-4864
  • DOI: 10.1039/c5cc00607d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Blinking Triggered by The change in the solvent accessibility of a fluorescent molecule (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Koshino, A. Maruyama, T. Majima
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 72 ページ: 8743-8746
  • DOI: 10.1039/c4cc00377b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection of single-nucleotide variations by monitoring the blinking of fluorescence induced by charge transfer in DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Majima, A. Maruyama
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 14 号: 12 ページ: 1430-1433
  • DOI: 10.1002/cbic.201300380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole Transfer Kinetics of DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
  • 雑誌名: Accounts of Chemical Research 巻: 46 号: 11 ページ: 2616-2625
  • DOI: 10.1021/ar400079s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of Charge Transfer through DNA across Guanine-Cytosine Repeats Intervened by Adenine-Thymine Base Pair(s) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Osakada, K. Kawai, T. Majima
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 86 号: 1 ページ: 25-30
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120224
  • NAID: 130004153124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excess Electron Transfer Dynamics in DNA Hairpins Conjugated with N,N-Dimethylaminopyrene as a Photosensitizing Electron Donor (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Fujitsuka, K. Kawai, T. Majima
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 号: 89 ページ: 11008-11010
  • DOI: 10.1039/c2cc36054c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole Transfer in LNA and 5-Me-2'-deoxyzebularine-Modified DNA (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, M. Hayashi, T. Majima
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 号: 22 ページ: 9406-9409
  • DOI: 10.1021/ja302641e
  • 査読あり
• [学会発表] 蛍光のblinkingを自在に操る分子技術の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京都府、京田辺市
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Conformational changes of DNA monitored by fluorescence blinking (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] DNA microenvironment monitored by fluorescence blinking (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Kenji Higashiguchi, Atsushi Maruyama, and Tetsuro Majima
  • 学会等名: The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 兵庫県、姫路市
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会
• [学会発表] DNA内電荷移動を蛍光のblinkingで見る (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦
  • 学会等名: 第 8 回分子ナノテクノロジーセンター講演会
  • 発表場所: 姫路（兵庫県大）
  • 年月日: 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] 核酸配列1塩基違いの1分子レベル識別 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦
  • 学会等名: 名古屋大学革新ナノバイオデバイス研究センターシンポジウム『ケミカルバイオロジーの最前線』
  • 発表場所: 名古屋（名古屋大）
  • 年月日: 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Solvent accessibility of the fluorescent molecule monitored by fluorescence blinking (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Takeshi Koshimo, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
  • 学会等名: The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 北九州（北九州国際会議場）
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] DNA中における蛍光分子三重項励起状態生成によるblinking (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦、古下 嵩、丸山 厚、真嶋 哲朗
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 札幌（北海道大）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] 核酸構造の1分子レベル分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦
  • 学会等名: 第1回励起物質化学ワークショップ
  • 発表場所: 京都（京都大）
  • 年月日: 2014-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光のblinkingから核酸構造を読む (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦
  • 学会等名: 第16回NMMSセミナー
  • 発表場所: 名古屋（名古屋大）
  • 年月日: 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 1分子レベル電荷分離寿命測定によるDNA 1塩基違いの検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 清彦、真嶋 哲朗、丸山 厚
  • 学会等名: 第 8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山（岡山大）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 分子が蛍になる！？蛍光の点滅を見てDNAを調べよう (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦
  • 学会等名: 生物有機化学講演会
  • 発表場所: 長浜（長浜バイオ大）
  • 年月日: 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光の点滅（blinking）を見てDNAを調べる (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦
  • 学会等名: 第 6 回分子ナノテクノロジーセンター講演会
  • 発表場所: 姫路（兵庫県大）
  • 年月日: 2014-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光の点滅（blinking）から核酸の情報を読む (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦
  • 学会等名: 学術講演会
  • 発表場所: 京都（京都大）
  • 年月日: 2014-04-16
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光分子の溶媒接触表面積に基づくblinking (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、古下嵩、丸山厚、真嶋哲朗
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋（名古屋大学）
• [学会発表] DNA内ホール移動における電荷非局在化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、小阪田泰子、真嶋哲朗
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] DNA内π空間を介したホール移動の高速化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、林 光雄、真嶋哲朗
  • 学会等名: 高次π空間の創発と機能開発第9回公開シンポジウム
  • 発表場所: シーサイドホテル舞子ビラ神戸(兵庫県)
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] Blinking観測によるDNA 1塩基違いの検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、真嶋哲朗、丸山厚
  • 学会等名: 光化学討論会2013
  • 発表場所: 松山（愛媛大学）
• [学会発表] Detection of Single-Nucleotide Variations by Monitoring the Blinking Triggered by Charge Separation in DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima, Atsushi Maruyama
  • 学会等名: The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 横浜（神奈川大学）
• [学会発表] 分子の輝きから情報を読む (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦
  • 学会等名: 東京工業大学生命理工学部セミナー
  • 発表場所: 横浜（東京工業大学）
• [学会発表] Single molecule level DNA analysis based on charge transfer measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
  • 学会等名: The First International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2012)
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] Hole-transfer dynamics determined by DNA flexibility (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Mitsuo Hayashi, Tetsuro Majima
  • 学会等名: 第39回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] Dynamics of Hole Transfer through DNA across Guanine-Cytosine Repe (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Osakada, Kiyohiko Kawai, and Tetsuro Majima
  • 学会等名: 高次π空間の創発と機能開発第4回国際シンポジウム
  • 発表場所: 浜名湖ロイヤルホテル(静岡県)
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Hole Transfer through DNA : Mechanism and Single-Molecule Level Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
  • 学会等名: Japan-India Bilateral Seminar on Supramolecular Nanomaterials for Energy Innovaiton
  • 発表場所: アルファあなぶきホール(香川県)
  • 年月日: 2012-10-14
• [学会発表] DNAの柔軟性がホール移動速度に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、林 光雄、真嶋哲朗
  • 学会等名: 光化学討論会2012
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] DNA内ホール移動速度の核酸塩基HOMOレベル依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、林光雄、真嶋哲朗
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] Charge Transfer through DNA : Toward Single-Molecule Level DNA Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai
  • 学会等名: Molecular Biology and Biochemistry, Simon Fraser University, Seminar
  • 発表場所: Vancouver (Canada)(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] CHARGE TRANSFER DYNAMICS IN DNA AT THE SINGLE MOLECULE LEVEL (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Kawai, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
  • 学会等名: XX International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2012-08-06
• [学会発表] DNAの柔軟化によるDNA内ホール移動の高速化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦、林光雄、真嶋哲朗
  • 学会等名: 高次π空間の創発と機能開発第8回公開シンポジウム
  • 発表場所: ホテルアローレ(石川県)
  • 年月日: 2012-07-19
• [図書] “遺伝子の蛍光ラベル化、蛍光標識” “光と生命の事典” (2016)
  • 著者名/発表者名: 真嶋 哲朗
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Springer-Verlag (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Majima
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: “Photoinduced charge-separation in DNA” in “Topics in Current Chemistry: Photoinduced phenonmena in nucleic acids II”
• [図書] “Increasing the hole transfer rate through DNA by chemical modification” in “Topics in Current Chemistry: Chemical science of pi-electron systems” (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Majima
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer-Japan
• [図書] 高次π空間の創発と機能開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井清彦
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mec/kawairesearch.html
• [備考] 川井 清彦「研究紹介」
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mec/kawairesearch.html