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本研究では、遺伝子検出技術の分野では未開拓であった“生物発光”を利用した新しい遺伝子検出システムの開発を目標に、以下の課題を設定した。課題1）遺伝子配列情報を生物発光シグナルに変換するための新規核酸プローブの作製、課題2）グアニジン核酸を利用した核酸プローブの機能強化、課題3）上記2つの技術の組み合わせによる高感度遺伝子検出システムの確立。従来用いられている蛍光を利用した遺伝子検出技術では、細胞内夾雑分子由来の自然蛍光が高感度検出の障害となっていた。一方で生物発光は細胞内夾雑物の影響がないため、高感度な遺伝子検出が可能になると期待される。
課題１：遺伝子配列情報を生物発光に変換する新たなシステムとして、標的配列上で発光基質を化学的に構築する“発光基質構築型核酸プローブ”に加え、標的配列への結合を引き金にして発光基質を放出する“発光基質放出型核酸プローブ”についても開発を進めた。研究最終年度である今年度は、主に後者のプローブの化学合成について検討を行い、種々の改良を加えることで最適な分子構造を見いだすことができた。
課題２：miRNA等の短鎖配列への核酸プローブの結合を安定化する技術として、グアニジン核酸を導入した核酸プローブの開発を進めた。グアニジン核酸は、DNAのリン酸ジエステル結合がグアニジニウム結合に置き換わった構造を持ち、正電荷を有していることが最大の特徴である。本年度は合成核酸の3’-末端部位に導入するための新規ダイマー型固相担体試薬、および配列内部や5’-末端部位に導入可能な新規ダイマー型アミダイト試薬の化学合成を達成した。さらにこれらを用いてグアニジン核酸を導入した複数のオリゴヌクレオチドを合成し、二本鎖の熱的安定性に及ぼす影響等を評価した。
現在、新規高感度遺伝子検出システムの実施に向けた研究を継続している。
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