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2016 年度 実施状況報告書

DNAクリック連鎖反応に最適なナノ界面の構築によるアルツハイマーの客観的早期診断

研究課題

研究課題/領域番号 15K04632
研究機関筑波大学

研究代表者

大石 基  筑波大学, 数理物質系, 講師 (90419242)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード金ナノ粒子 / miRNA / ナノ界面
研究実績の概要

本研究のねらいは、申請者が独自に開発した「ナノ界面構築法」および「DNAクリック連鎖反応」を基盤技術としてナノ粒子界面の最適化を行い、血中に存在するアルツハイマー認知症に関与するマイクロRNA(miRNA:バイオマーカー)を検出・定量できるシステムのプラットフォームを確立することである。本システムの特徴は、血液サンプルの複雑な前処理(エクソソームの単離とmiRNAの逆転写)をすること無く標的miRNAを高感度に直接検出・定量でき、かつ高選択性(ファミリー内の1つのmiRNA)、高い再現性(非酵素系により生体物質の阻害を受けない)および簡便性(目視でも検出可能)を有している。すなわち、本システムは現在の高齢化社会において決定的な診断法がないアルツハイマー認知症の診断・予防に非常に意義深いものである。前年度(平成27年度)は、本研究目的を達成するうえで極めて重要である金ナノ粒子界面におけるDNAハイブリダイゼーションにおいて、金ナノ粒子界面の構造を最適化することに成功している。平成28年度は、前年度の知見をもとにmiRNAの検出システムの構築を行なった。具体的には、金ナノ粒子界面にDNAおよび最適な長さのPEG(ポリエチレングリコール)を固定化したDNA/PEG化金ナノ粒子とDNA化磁性粒子を組み合わせた、酵素・装置フリーなmiRNAの比色検出システムを構築した。このシステムでは、10 pMの標的miRNAを目視(無色→赤色)で検出することが可能であった。また、このシステムは、高い塩基配列選択性を有していることが明らかとなった。さらに、このシステムでは、細胞抽出液存在下において標的miRNAを目視で検出することが可能であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度の研究計画は、前年度(平成27年度)最適化したナノ粒子界面を用いてmiRNAの検出システムの構築を行なうことであり、その計画どおり研究が進展している。

今後の研究の推進方策

平成29年度の当初の計画どおりに、1)検出システムの高感度化および2)血清サンプルからのmiRNAの検出を検討する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] An Efficient Particle-Based DNA Circuit System: Catalytic Disassembly of DNA/PEG-Modified Gold Nanoparticle-Magnetic Bead Composites for Colorimetric Detection of miRNA2016

    • 著者名/発表者名
      Motoi Oishi and Satomi Sugiyama
    • 雑誌名

      Small

      巻: 12 ページ: 5153-5158

    • DOI

      10.1002/smll.201601741

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] コロイドを用いたDNAサーキットシステム:DNA/PEG化金ナノ粒子と磁性粒子の複合体の触媒的脱会合による核酸の検出2016

    • 著者名/発表者名
      大石 基、杉山聡深
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川キャンパス(北海道旭川市)
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-24
  • [学会発表] DNA/PEG化金ナノ粒子・磁性粒子複合体のDNAサーキットによる酵素および装置フリーなmiRNAの検出2016

    • 著者名/発表者名
      大石 基、杉山聡深
    • 学会等名
      日本分析化学会第65回年会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [産業財産権] 複合体、試料中の対象核酸の検出方法及びキット2016

    • 発明者名
      大石 基、杉山聡深
    • 権利者名
      大石 基、杉山聡深
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-123934
    • 出願年月日
      2016-06-22

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公開日: 2018-01-16  

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