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2021 年度 実施状況報告書

独自のマイクロ流体チップによるマイクロRNAの高感度検出

研究課題

研究課題/領域番号 18K04917
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

細川 和生  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (00373366)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードマイクロ流体チップ / マイクロRNA
研究実績の概要

マイクロRNA(miRNA)はがんなどを早期に非侵襲で診断するための次世代バイオマーカーとして期待されている.診断目的のmiRNA検出法として,定量逆転写PCRが最も有力であるが,測定時間やコストの点でまだ課題がある.本研究では,申請者が独自に開発してきたマイクロ流体チップを活用することにより,定量逆転写PCRよりはるかに短時間・低コストなmiRNA検出法を開発することを目的としている.これまでの研究で,外部ポンプを必要としない「自律駆動マイクロ流体チップ」によって20分でmiRNAを検出することに成功しているが,その感度は十分ではなかったため,本研究では感度の改善が一つの主眼である.
昨年度までに,反応溶液の組成を最適化することによりmiRNAの検出感度が10倍ないし100倍程度改善されることを見出し,さらにこの条件がヒト由来トータルRNA検体に適用できることを実証した.今年度は反応手順の見直しによってさらに高感度化ができないかどうかを検討した.具体的には,これまでは標的miRNAと検出プローブ(DP)をチップ上で混合・反応させ,その直後(計算上は約1秒後)にこの複合体をチップ上の固定プローブと反応させるという手順であったが,これを見直し,まずmiRNAとDPをチップ外で混合し,5分,15分,または30分反応させた後にこの混合液をチップに注入して,それ以降はこれまでと同様の検出反応を行なった.標的配列はmiR-451a,濃度は1 pMと10 pMの2種類で信号強度を評価した.その結果,信号強度はチップ外での反応時間(従来の0分を含む)と相関を示さず,この手順変更は高感度化に寄与しないことが示唆された.言い換えれば,miRNAとDPの反応時間は従来の1秒程度で十分であることが示唆された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウィルスの影響に加え,令和3年度は組織改変に伴う所属変更があった関係で研究環境の立ち上げ作業があり,実質的な実験が十分にできなかったため.

今後の研究の推進方策

人工核酸プローブやhybridization chain reactionの導入,検出プローブの最適化などにより,さらなる高感度化を試みる.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響に加え,令和3年度は組織改変に伴う所属変更があった関係で研究環境の立ち上げ作業があり,実質的な実験が十分にできなかったため,消耗品の使用に残余が生じた.旅費を使用する機会も皆無であった.
補助事業期間が延長されたので次年度執行する.主として消耗品に使用する.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Multiplex MicroRNA Detection on a Surface-Functionalized Power-Free Microfluidic Chip2021

    • 著者名/発表者名
      ISHIHARA Ryo、KITANE Ryoichi、AKIYAMA Yoshitsugu、INOMATA Shoko、HOSOKAWA Kazuo、MAEDA Mizuo、KIKUCHI Akihiko
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 ページ: 747~751

    • DOI

      10.2116/analsci.20SCP17

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたミトコンドリアゲノム置換2021

    • 著者名/発表者名
      和田健一,細川和生,伊藤嘉浩,前田瑞夫
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第43回研究会

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公開日: 2022-12-28  

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