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2018 年度 実績報告書

単一細胞・ゲノムアレイによるエピゲノム解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03084
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (50415676)

研究分担者 小島 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30356985)
吉岡 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50358321)
冨田 峻介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50726817)
栗之丸 隆章  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50769693)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードエピジェネティクス / バイオセンサ / メチルシトシン
研究実績の概要

本研究の目的は、単一細胞由来のゲノムDNAの化学修飾を一括計測可能な分析手法・材料、デバイスを提案し、細胞集団内のエピジェネティックな揺らぎを明らかにすると共にメチル化異常を有する単一細胞検知を目指すことである。細胞から抽出したゲノムDNAのアレイ化からシトシンのメチル化とヒドロキシメチル化の免疫化学的計測までをすべて室温、中性溶液で行うことでインタクトなゲノムDNAの情報を得る。これによりクローニングすることなく、個々の細胞のメチル化情報を数千~数万細胞単位で一括計測することが可能になる。
平成30年度では、リンカー修飾基板を作製し、抽出したゲノムDNAを滴下するだけでゲノムDNAアレイとなる条件を確認した。その後、抗DNA抗体位や抗メチルシトシン抗体によるメチル化計測を行い、単一ゲノムでのメチル化解析を行った。ゲノムDNAの検出に関して、先ずはゲノム全長が均一で明らかなλDNAをモデル試料として用い、DAPIなどの蛍光染色や蛍光色素を標識した抗メチルシトシン抗体、さらには抗メチルシトシン抗体での多重染色を行い、落射型正立蛍光顕微鏡観察により、単一ゲノムDNAが捕捉される条件を求めた。その結果、金基板上に単一ゲノムDNAごとに捕捉されることを確認することができ、さらに抗メチルシトシン抗体で染色することによって単一ゲノムでのメチル/非メチルゲノムを見分けることに成功した。本結果は、単一細胞由来のゲノムDNAの化学修飾を一括計測可能な分析手法として重要な基盤技術となる。

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

計画書通りに推移しているため

今後の研究の推進方策

単一ゲノムごとに、規則正しいアレイ状に固定化することにより、より簡便に解析できるようになる。実施計画書に従い、アレイ化金基板を作製することで。より高度な解析を行う予定。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] One-Component Array Based on a Dansyl-Modified Polylysine: Generation of Differential Fluorescent Signatures for the Discrimination of Human Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sugai Hiroka、Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 4 ページ: 827~831

    • DOI

      10.1021/acssensors.9b00247

  • [雑誌論文] Biomimicry Recognition of Proteins and Cells Using a Small Array of Block Copolymers Appended with Amino Acids and Fluorophores2019

    • 著者名/発表者名
      Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 ページ: 6751~6758

    • DOI

      10.1021/acsami.8b18118

  • [雑誌論文] Immobilization of DNA with nitrogen mustard?biotin conjugate for global epigenetic analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Kojima Naoshi、Suda Tomomi、Kurinomaru Takaaki、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1043 ページ: 107~114

    • DOI

      10.1016/j.aca.2018.09.008

  • [雑誌論文] N6-Methylation Assessment in Escherichia coli 23S rRNA Utilizing a Bulge Loop in an RNA?DNA Hybrid2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Kyoko、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 ページ: 7578~7582

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b01223

  • [学会発表] マイクロデバイスによるメチル化DNAの迅速分析2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      CBI学会
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロデバイスによるDNAの化学修飾分析2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      高分子学会有機エレクトロニクス研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] やわらかさを活かした生体分子計測2018

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      つくばソフトマター研究会
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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