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2019 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 / マイクロデバイス / メチル化DNA
研究実績の概要

哺乳類では、ゲノムDNA中に含まれるシトシンの5位に様々な化学修飾を受ける。このエピジェネティクスと呼ばれる機構は遺伝子発現の調整に関与するとともに、各種疾患との関連性が報告されている。本研究の目的は、単一細胞に含まれるシトシン5位に受ける様々な化学修飾状態を迅速検知するための分析手法・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に資する基盤技術の開発を行うことである。
2019年度は、本研究課題で開発したリンカー修飾基板をマイクロ流体デバイス内に配置することで、迅速にゲノムDNAを基板上に補足し、さらに、測定対象となるシトシン5位の修飾を検知する抗体を逐次導入することで、シトシン5位のメチル化、ヒドロキシメチル化、ホルミル化、カルボキシル化の網羅的な迅速計測に成功した。さらに、微細加工技術により金薄膜で形成されたマイクロアレイデバイスを構築した。上記リンカー剤を介して当該基盤上へゲノムDNAを滴下することで、ゲノムDNAアレイを簡便に作成できることを確認した。さらに、固定化したゲノムDNAを小分子による蛍光染色や蛍光色素を標識した抗体、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、単一ゲノムレベルの観察を行った。異なるメチル化率を有するサンプル試料において、単一ゲノムレベルでのメチル化の差異を観察することができ、エピジェネティックな化学修飾の変化を一括計測可能な技術となりうることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Development of gapmer antisense oligonucleotide with deoxyribonucleic guanidine (DNG) modifications2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima Naoshi、Shrestha Ajaya R.、Akisawa Takuya、Piao Haishun、Kizawa Hideki、Ohmiya Yoshihiro、Kurita Ryoji
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids

      巻: 39 ページ: 258~269

    • DOI

      10.1080/15257770.2019.1668563

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Assessment of Multiple Epigenetic Modifications of Cytosine in Whole Genomic DNA by Surface Plasmon Resonance2019

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

      Analytical Chemistry

      巻: 91 ページ: 13933~13939

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03423

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of DNA on Biosensing Devices with Nitrogen Mustard?Modified Linkers2019

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

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      巻: 77 ページ: e85

    • DOI

      10.1002/cpnc.85

    • 査読あり
  • [学会発表] Immunochemical Assessment of 5-Methylcytosine and 5-Hydroxymethylcytosine Using Nitrogen Mustard Modified Linkers2019

    • 著者名/発表者名
      小島 直、須田 友美、栗之丸 隆章、栗田 僚二
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, The 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of New Material and Device for Biomolecular Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      4th International Conference on Nutraceuticals and Chronic Diseases
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エピゲノムの迅速分析に向けた材料創成とマイクロデバイス化2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemiluminescence derived from Surface Accumulable Co-reactant for Biomolecular Determinations2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      17th ISEAC & 3rd ECL
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 特異/非特異プローブによるマイクロフルイディクスでの生体分子検出2019

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      JASISカンファレンス
    • 招待講演
  • [学会発表] NITROGEN-MUSTARD COATED MAGNETIC BEADS FOR HYBRIDIZATION AND ELUTION-FREE CIRCULATING TUMOR DNA DETECTION2019

    • 著者名/発表者名
      Benediktus Nixon Hapsianto,小島 直、栗田 僚二,Hitoshi Yamagata,Hiroyuki Fujita,Teruo Fujii,Soo Hyeon Kim
    • 学会等名
      MicroTAS 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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