1998 年度実績報告書

統合型マイクロデバイス技術による疾患の高性能遺伝子診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号	09557190
研究機関	徳島大学
研究代表者	馬場嘉信徳島大学, 薬学部, 教授 (30183916)
研究分担者	荒井昭博島津製作所, 分析機器事業部, 主任研究員
キーワード	マイクロデバイス / マイクロチップ / 遺伝子診断 / PCR
研究概要	本研究は、小型高性能DNA解析装置であるマイクロチップ化キャピラリー電気泳動(MC-CE)と高性能遺伝子増幅法であるPCR法を有機的に組み合せた統合型マイクロデバイスを開発し、従来法の数百倍の能力を有する疾患の次世代超高性能遺伝子診断システムを開発することを目的とする。 1. 石英チップ上にマイクロチャンネルを作製し、マイクロチャンネル中を泳動するDNAの泳動挙動およびダイナミクスを直接観察するための蛍光顕微鏡型検出システムを開発した。この装置により、DNAのサイズと泳動挙動との関連を検討し、マイクロチップ上でのDNA解析の最適条件を決定した。 2. MC-CEによるDNA断片の解析を行い、1000塩基対までのDNA片を1分以内に解析できる条件を確立した。このシステムを用いて、一種類の疾患原因遺伝子における変異・多型を検出するシステムを開発し、このシステムを用いた場合の変異・多型検出の能力・速度・精度などを検討し、高速・高精度な疾患の遺伝子診断システムとしての可能性と限界を評価した。 3. さらに、マイクロチャンネルを100本程度並列化したキャピラリー中を泳動するDNAを全て同時に高感度検出できるMC-CEシステムを試作した。また、DNA前処理用・PCR用の反応層を作成し、同一チップ上にDNAの前処理およびPCR反応をも可能にする回路を組み込んだ統合型マイクロデバイスを試作した。これらの成果は、疾患の遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。以上の研究成果を基礎に、さらに、今後は、システムを発展させて、多数の疾患関連遺伝子を同時に解析できるシステムを開発するために、同一チップ上にPCR反応回路をも組み込んだ統合型マイクロデバイスシステムを完成させ、多数の遺伝子の多型を同時に検出できる疾患の超高速遺伝子診断システムを確立するための検討を進める予定である。

研究成果

(28件)

すべてその他

すべて文献書誌 (28件)

[文献書誌] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide Solution" Biophys.Chem.71. 111-122 (1998)
[文献書誌] H.Inoue: "Enhanced Separation of DNA Sequencing Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Gradient of Electric Field Strength" J.Chromatogr.A. 802. 179-184 (1998)
[文献書誌] Y.Baba: "Base-Specific Separation of Oligodeoxynucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Electrophoresis. 19・3. 433-436 (1998)
[文献書誌] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeat Size of Heart Disease Causing Gene by Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・2. 294-297 (1998)
[文献書誌] Y.Kiba: "Electrophoretic Behavior and Conformational Dynamics of Triplet Repeat DNA" Nucleic Acids Res.Symp.Ser.39. 129-130 (1998)
[文献書誌] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeats of Human Genome DlS80 Locus Using Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・10. 1639-1642 (1998)
[文献書誌] Y.Baba: "Novel Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip Fabricated By Synchrotron Radiation And Direct Observation Of Dynamics Of Dna Molecules Migrating In Microchannels" MESA. 331-334 (1998)
[文献書誌] Y.Baba: "Microfabeicated Tehcnology for Human Gnome Anlaysis and Proteome Analysis" ITAS. 165-168 (1998)
[文献書誌] 馬場嘉信: "キャピラリー電気泳動のマイクロチップ化" CEアドバンス. 2・2. 10-16 (1998)
[文献書誌] 上田正則: "電気泳動中のDNAのイメージング" バイオイメージング. 7・2. 31-37 (1998)
[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動を利用したトリプレットリピートDNAの泳動挙動解析に基づく特異な高次構造形成の推定" 生物物理. 38・6. 253-255 (1998)
[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるトリプレットリピートDNAの高次構造解析" 分析化学. 48・2. 193-203 (1999)
[文献書誌] C.Sumita: "Simultaneous Analysisi of PCR Products by Capillary Electrophoresis with a Laser-Induced Fluorescence Detector Using Stepwise Electric Field Strength" Chem.Pharm.Bull.47・1. 111-113 (1999)
[文献書誌] Y.Baba: "Genome Micro-Factory" IWMF. (発表予定). (1999)
[文献書誌] Y.Baba: "Simultaneous Genotyping of Cholesteryl-Ester Transfer Protein Gene by Duplex Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis Using Capillary Electrophoresis" J.Chromatogr.B.(発表予定). (1999)
[文献書誌] M.Ueda: "Development of Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip and Direct Observation of Dynamics of DNA Molecules Migrating in Microchannels" The Transactions of The Institute of Electrical Engineers of Japan. (発表予定). (1999)
[文献書誌] Y.Baba: "Capillary Affinity Gel Electrophoresis: New Tool for Specific Recognition of DNA Sequence and the Mutation Detection of DNA" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)
[文献書誌] Y.Baba: "Microchip Technology for DNA Analysis" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)
[文献書誌] Y.Baba: "Genomic and Proteomic Drug Discovery" Eur.J.Pharm.Sci.(発表予定). (1999)
[文献書誌] 馬場嘉信: "CE及びMSとマイクロチップテクノロジーの融合によるゲノム・プロテオーム解析の高性能化" Jpn.J.Electrophoresis. (発表予定). (1999)
[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるDNA解析" Chromatography. (発表予定). (1999)
[文献書誌] 馬場嘉信: "半導体集積化技術のバイオテクノロジーへの応用:マイクロチップ・ナノチップテクノロジーによるDNAの超高速解析" STEPねっとわーく. (発表予定). (1999)
[文献書誌] 中西博昭: "マイクロマシニング技術を用いる石英及びガラス製電気泳動チップの作製とそれらの基本特性評価" 分析化学. 47・6. 361-368 (1998)
[文献書誌] 馬場嘉信: "「最新電気泳動実験法」" 医歯薬出版, 470 (1999)
[文献書誌] 井上晴夫: "「基礎化学コース分析化学III」第2章" 丸善(発表予定),
[文献書誌] 木村彰: "「医療におけるバイオテクノロジー」第2章3節" 医薬ジャーナル(発表予定),
[文献書誌] K.Mitchelson: "Capillary Electrophoresis of Nucleic Acids" Humana Press(発表予定),
[文献書誌] M.H.Heller: "Integrated Microfabricated Device Technologies:Advances in Genomic,Drug Discovery, and Clinical Diagnostic Applications" Marcel Dekker Publisher(発表予定),

1998 年度 実績報告書

統合型マイクロデバイス技術による疾患の高性能遺伝子診断システムの開発

研究代表者

馬場 嘉信 徳島大学, 薬学部, 教授 (30183916)

研究成果

[文献書誌] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide Solution" Biophys.Chem.71. 111-122 (1998)

[文献書誌] H.Inoue: "Enhanced Separation of DNA Sequencing Products by Capillary Electrophoresis Using Stepwise Gradient of Electric Field Strength" J.Chromatogr.A. 802. 179-184 (1998)

[文献書誌] Y.Baba: "Base-Specific Separation of Oligodeoxynucleotides by Capillary Affinity Gel Electrophoresis" Electrophoresis. 19・3. 433-436 (1998)

[文献書誌] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeat Size of Heart Disease Causing Gene by Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・2. 294-297 (1998)

[文献書誌] Y.Kiba: "Electrophoretic Behavior and Conformational Dynamics of Triplet Repeat DNA" Nucleic Acids Res.Symp.Ser.39. 129-130 (1998)

[文献書誌] A.Nishimura: "Analysis of Variable Number of Tandem Repeats of Human Genome DlS80 Locus Using Capillary Electrophoresis with Laser-Induces Fluorescence Detector" Chem.Pharm.Bull.46・10. 1639-1642 (1998)

[文献書誌] Y.Baba: "Novel Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip Fabricated By Synchrotron Radiation And Direct Observation Of Dynamics Of Dna Molecules Migrating In Microchannels" MESA. 331-334 (1998)

[文献書誌] Y.Baba: "Microfabeicated Tehcnology for Human Gnome Anlaysis and Proteome Analysis" ITAS. 165-168 (1998)

[文献書誌] 馬場嘉信: "キャピラリー電気泳動のマイクロチップ化" CEアドバンス. 2・2. 10-16 (1998)

[文献書誌] 上田正則: "電気泳動中のDNAのイメージング" バイオイメージング. 7・2. 31-37 (1998)

[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動を利用したトリプレットリピートDNAの泳動挙動解析に基づく特異な高次構造形成の推定" 生物物理. 38・6. 253-255 (1998)

[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるトリプレットリピートDNAの高次構造解析" 分析化学. 48・2. 193-203 (1999)

[文献書誌] C.Sumita: "Simultaneous Analysisi of PCR Products by Capillary Electrophoresis with a Laser-Induced Fluorescence Detector Using Stepwise Electric Field Strength" Chem.Pharm.Bull.47・1. 111-113 (1999)

[文献書誌] Y.Baba: "Genome Micro-Factory" IWMF. (発表予定). (1999)

[文献書誌] Y.Baba: "Simultaneous Genotyping of Cholesteryl-Ester Transfer Protein Gene by Duplex Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis Using Capillary Electrophoresis" J.Chromatogr.B.(発表予定). (1999)

[文献書誌] M.Ueda: "Development of Microfabricated Capillary Array Electrophoresis Chip and Direct Observation of Dynamics of DNA Molecules Migrating in Microchannels" The Transactions of The Institute of Electrical Engineers of Japan. (発表予定). (1999)

[文献書誌] Y.Baba: "Capillary Affinity Gel Electrophoresis: New Tool for Specific Recognition of DNA Sequence and the Mutation Detection of DNA" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)

[文献書誌] Y.Baba: "Microchip Technology for DNA Analysis" J.Biochem.Biophys.Methods. (発表予定). (1999)

[文献書誌] Y.Baba: "Genomic and Proteomic Drug Discovery" Eur.J.Pharm.Sci.(発表予定). (1999)

[文献書誌] 馬場嘉信: "CE及びMSとマイクロチップテクノロジーの融合によるゲノム・プロテオーム解析の高性能化" Jpn.J.Electrophoresis. (発表予定). (1999)

[文献書誌] 喜羽百合子: "キャピラリー電気泳動によるDNA解析" Chromatography. (発表予定). (1999)

[文献書誌] 馬場嘉信: "半導体集積化技術のバイオテクノロジーへの応用:マイクロチップ・ナノチップテクノロジーによるDNAの超高速解析" STEPねっとわーく. (発表予定). (1999)

[文献書誌] 中西博昭: "マイクロマシニング技術を用いる石英及びガラス製電気泳動チップの作製とそれらの基本特性評価" 分析化学. 47・6. 361-368 (1998)

[文献書誌] 馬場嘉信: "「最新電気泳動実験法」" 医歯薬出版, 470 (1999)

[文献書誌] 井上晴夫: "「基礎化学コース 分析化学III」 第2章" 丸善(発表予定),

[文献書誌] 木村彰: "「医療におけるバイオテクノロジー」 第2章3節" 医薬ジャーナル(発表予定),

[文献書誌] K.Mitchelson: "Capillary Electrophoresis of Nucleic Acids" Humana Press(発表予定),

[文献書誌] M.H.Heller: "Integrated Microfabricated Device Technologies:Advances in Genomic,Drug Discovery, and Clinical Diagnostic Applications" Marcel Dekker Publisher(発表予定),

1998 年度実績報告書

馬場嘉信徳島大学, 薬学部, 教授 (30183916)

[文献書誌] 井上晴夫: "「基礎化学コース分析化学III」第2章" 丸善(発表予定),

[文献書誌] 木村彰: "「医療におけるバイオテクノロジー」第2章3節" 医薬ジャーナル(発表予定),