直交性人工核酸を用いた、誤作動の無いロバストなシグナル増幅回路の設計

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03933
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 浅沼 浩之 名古屋大学, 予防早期医療創成センター, 教授 (20282577)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: DNA / RNA / D-aTNA / Orthogonality / miRNA / Amplification circuit / SNA / fluorescent probe

研究成果の概要

D-aTNAは、天然のDNAやRNAとは二重鎖を形成しない。それに対し、我々が開発した人工核酸SNAは、これら３つの核酸と配列特異的に二重鎖を組むことができる。そこでこれらの関係を利用し、SNAをインターフェースに使用して、天然のRNA入力で、これと直交するD-aTNAのみで構成されるシグナル増幅回路が起動するシステムを構築した。こうして入力RNAとクロストークしない直交核酸でシグナル増幅回路を設計・構築し、ヌクレアーゼおよび夾雑DNAやRNAの存在する環境下でも微量のマイクロRNA(miR21)をロバストに検出可能なシグナル増幅回路を実現した。

自由記述の分野

核酸化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究が実現したことで、細胞内で微量のRNAをロバストに検出可能な新たな蛍光プローブの設計が可能になり、miRNAを標的とした病理診断など診断薬の開発が期待できる。またこれまの核酸の直交性の概念は天然のDNAあるいはRNAの配列特異性のみに留まっていたが、人工核酸が加わったことで天然および人工核酸間での二重鎖形成能に基づく直交性へと、直交性の概念が大きく拡張された。