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2018 年度 実施状況報告書

シトシンバリアントの網羅的解析法の開発と細胞評価への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K14258
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードイムノアッセイ / DNA / エピジェネティクス / シトシンバリアント
研究実績の概要

これまでに、表面プラズモン共鳴(SPR)のセンサー基板上へDNAを効率的に固定化するために、片側にナイトロジェンマスタードを持ち、もう片側に環状ジスルフィドを有するリンカー分子L1を使用してきた。しかし、L1を使用した実験系では抗体がセンサー基板へ非特異吸着することがわかり、複数のシトシンバリアント計測に適さないと考えた。そこで、環状ジスルフィドをビオチンに置換した新規リンカー分子L2を新たに開発した。異なるL2濃度で修飾したオリゴDNAをSPRにて評価したところ、センサー基板上でDNAが十分に固定化され、かつ抗体の非特異吸着がほとんど生じないことを確認した。さらに、4種のシトシンバリアント(5-メチルシトシン, 5mC; 5-ヒドロキシメチルシトシン, 5hmC; 5-ホルミルシトシン, 5fC; 5-カルボキシルシトシン, 5caC)をそれぞれ有するオリゴDNAを固定化し、各種抗体を送液したところ、それぞれの抗体によってシトシンバリアントを選択的に識別することに成功した。また、次年度実施予定の細胞のゲノムDNAのシトシンバリアント率評価の予備検討として、4種のシトシンバリアントを含有するゲノムDNAをin vitroで調製した。具体的には、非メチル化λDNAをCpGメチラーゼによって5mCを導入し、さらにTET1によって5mCを5hmC/5fC/5caCに変換した。調製したλDNAをSPRで評価した結果、ゲノムDNAのシトシンバリアントを一括で評価することに成功した。

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

既存のリンカー分子L1から新規のリンカー分子L2に変更したことで、予定していたSPRイムノアッセイによるシトシンバリアントの識別に成功した。また、ゲノムDNAのシトシンバリアント計測も実現し、次年度以降の計画をスムーズに進められると考えている。

今後の研究の推進方策

次年度は、細胞から抽出したゲノムDNAのシトシンバリアント分析を重点的に行う。薬剤や分化誘導因子を介して選択的に分化する細胞(C2C12, ES cell等)を選定し、抽出したゲノムDNAのシトシンバリアントを実際に計測可能か調べる。また、選定した細胞の分化過程にてゲノムDNAのシトシンバリアントを評価し、分化過程におけるシトシンバリアントの変動を追跡する。

次年度使用額が生じた理由

平成30年度では比較的安価な合成オリゴDNAを用いて分析を実施してきた。令和元年度はゲノムDNAの分析を中心に行うため、培養細胞・培養試薬・DNA抽出試薬等の調達に使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of the Bioluminescent Immunoassay for the Detection of 5-Hydroxymethylcytosine in Dinoflagellate2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Chun、Kurinomaru Takaaki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 ページ: 301~305

    • DOI

      doi.org/10.2116/analsci.18P401

    • 査読あり
  • [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

      doi: 10.1016/j.aca.2018.09.008

    • 査読あり
  • [学会発表] シトシンバリアントの迅速計測にむけたSPRイムノアッセイの開発2019

    • 著者名/発表者名
      栗之丸 隆章
    • 学会等名
      関西バイオ医療研究会 第8回講演会
  • [学会発表] Microfluidic device for epigenome analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Takaaki Kurinomaru, Naoshi Kojima
    • 学会等名
      The Second International Workshop by the 174th Committee JSPS on Symbiosis of Biology and Nanodevices
  • [学会発表] Detection of Cytosine Variants of DNA Using Surface Plasmon Resonance-Based Immunoassay2018

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kurinomaru, Naoshi Kojima, Ryoji Kurita
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 2st Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
  • [学会発表] エピゲノムのオンチップ分析向けたアルキル化リンカーの創成と応用2018

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二, 須田 友美, 栗之丸 隆章, 小島 直
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究会(CHEMINAS38)
  • [学会発表] エピゲノムのオンチップ分析向けたアルキル化リンカーの創成2018

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二, 栗之丸 隆章, 小島 直
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
  • [学会発表] エピゲノム修飾の包括的評価にむけたSPRイムノアッセイの開発2018

    • 著者名/発表者名
      栗之丸 隆章, 小島 直, 栗田 僚二
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 核酸固定化試薬の開発とメチル化シトシンイムノアッセイへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      小島 直, 栗之丸 隆章, 須田 友美, 栗田 僚二
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第4回年会
  • [学会発表] シトシンバリアントの一括計測に向けたSPRイムノアッセイの開発2018

    • 著者名/発表者名
      栗之丸 隆章, 小島 直, 栗田 僚二
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会(CHEMINAS37)
  • [備考] 個人HP

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/kurinomaru.t/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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