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2017 年度 実績報告書

核酸の動的構造をプログラムして汎用の増幅型バイオセンサをつくる

研究課題

研究課題/領域番号 15H03829
研究機関熊本大学

研究代表者

井原 敏博  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40253489)

研究分担者 吉本 惣一郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (30323067)
今堀 龍志  東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (90433515)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード化学的ライゲーション / DNAコンジュゲート / DNAサーキット / 電気化学法 / シクロデキストリン / フェロセン
研究実績の概要

ABA-DNAコンジュゲートの合成:ABA(アシルベンジルアミン)は、連続するシッフ塩基形成による環化、および酸化を経てピラジン環を形成し、蛍光性の生成物ABA2を与えると考えられる。前年度からABAの活性エステル体の合成を行なっているが、最終段階のメチルエステルのけん化において光保護基が分解してしまう問題が生じている。そこで、合成ルートを変え、カルボン酸を使用せず、アルコール誘導体からアミダイト試薬とすることにした。この方法により、ABA構造を末端に修飾したDNA(ABAーDNA)の合成に成功した。ABAの修飾は、DNA合成の最終ステップ、すなわち固相担体上での反応になるので5’末端のみの修飾となった。そのため、ライゲーションの検討はC2対象な二本鎖構造のシークエンスにABAを内向きにして三本鎖形成により結合した二つのコンジュゲート間で行なった。残念ながら、実験条件下、HPLCによる生成物分析においてライゲーション生成物を同定することはできなかった。三本鎖の向かい合う5’末端間の距離は非常に長く、反応し難いことはわかっている。タンデムに形成した二本鎖構造、あるいは三本鎖であれば3’末端間のライゲーション、あるいは脱水能をもつ触媒等を用いることで反応を進行させることができるかもしれない。
CyD-DNA/Fc-DNA系によるDNAの増幅型電気化学検出:これまで、CyD-DNA/Fc-DNA系のDNAサーキットによるDNA複合体の解離によりFcがCyDから脱離してシグナルが触媒的に回復することを確認することができたが、その増幅率は期待したほどではなかった。そこで、Fc-DNAに相補的なDNAを電極上に固定化し、系からリリースしたFc-DNAを電極上に濃縮することで格段の感度向上を目指した。結果、電極上でFc-DNAを選択的にトラップすることで感度を数倍増大させることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Sensing of Neurotoxic Agents Based on Their Electron Transfer Promotion Effect on an Au Electrode2017

    • 著者名/発表者名
      Shimada Hiroshi、Noguchi Shiori、Yamamoto Masahiro、Nishiyama Katsuhiko、Kitamura Yusuke、Ihara Toshihiro
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 89 ページ: 5742~5747

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b04229

    • 査読あり
  • [学会発表] 核酸を基体とするバイオセンシン グ2017

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      高分子学会九州支部 有機材料研究グループ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Target Recognition by Global DNA Structural Control2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工DNAの構造制御 バイオ分析・機能制御を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      第50回 歯工連携講演会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNAを鋳型とするルテニウムー白金混合錯体の形成脱離と質量分析による核酸検出への応用2017

    • 著者名/発表者名
      北村裕介、川口隼也、船木遼、井原敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
  • [学会発表] Capture of cancer cells on a gold substrate modified with DNA aptamer2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitamura, A. Tashima, M. Nakamura, Y. Nakashima, K. Yasuda, M.Iwatsuki, Y. Katsuda, H. Baba, Y. Nakanishi, T. Ihara
    • 学会等名
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2017
    • 国際学会
  • [図書] Advances in Bioorganometallic Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ihara
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考] 井原研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.analyticalchemistry-ihara.com

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公開日: 2018-12-17  

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