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2008 年度 実績報告書

自律型マイクロチップによるPCRレス・SNPタイピング

研究課題

研究課題/領域番号 19310086
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

細川 和生  独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (00373366)

キーワードマイクロチップ / 電気泳動 / DNA / 一塩基多型 / テーラーメイド医療 / 増幅
研究概要

本課題の目的は,独自の自律型マイクロチップを用いることにより,PCR不要の簡便な遺伝子識別法を実現することであった.昨年度までは電気泳動でこの目的を達成する方針であったが,検出感度が思うように向上しなかったため,本年度は方針を変更し,自律型マイクロチップの流路壁面で標的DNAを捕捉した後,独自の「層流樹状増幅法」を用いて信号を増強することにより,高感度検出を達成することとした.
まず末端をビオチン化した21塩基のDNAを標的として条件の最適化を行なった.標的と相補的な30塩基のプローブDNAをガラス基板上に固定化した後,Y字型流路を加工したPDMS基板を接合してマイクロチップを完成した.流路にサンプルを注入して標的DNAを補足した後,増幅試薬(蛍光標識アビジンとビオチン化抗アビジン抗体)を注入することにより信号増幅した.結果として1.7pMの検出限界が得られ,これは増幅しない場合に比べて1000倍以上高感度であった.
次にサンドイッチ法を適用することにより,非標識56塩基DNA中のSNP識別を試みた.標的配列はヒトCYP2D6遺伝子とした.上記と同様に標的DNAを捕捉し,さらにSNP識別用のビオチン化プローブDNAを結合させた後,増幅を行なった.この場合は特異性を上げた分,感度は若干犠牲となり,検出限界は10pM程度となった.検出に要した時間は25分であった.本マイクロチップで使用する試料体積はわすか1μLなので,上記検出限界をDNA分子数に換算すると10^6-10^7コピーとなり,これはヒト血液0.1-1mLに含まれるDNA分子数と同等であるので,この血液サンプル中のDNAを完全に抽出,濃縮できれば,本法によるPCRレス・SNPタイピングが原理的に可能であることが示された.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spatial distribution of laminar flow-assisted dendritic amplification2009

    • 著者名/発表者名
      細川和生
    • 雑誌名

      Lab on a Chip 9

      ページ: 464-468

    • 査読あり
  • [学会発表] DNAナノ構造体による金ナノ粒子上でのオリゴDNA固定化位置の制御2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木健二
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] マイクロチップアフィニティー電気泳動によるキナーゼ活性の測定2009

    • 著者名/発表者名
      韓愛善
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] マイクロチップ用の新規信号増幅法LFDAとその高感度DNAセンサーへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      細川和生
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] Characterization of laminar flow-assisted dendritic amplification2008

    • 著者名/発表者名
      細川和生
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2008-10-12
  • [学会発表] AC electrokinetic phase separation, focusing and concentration in microchannel2008

    • 著者名/発表者名
      佐々木直樹
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2008-10-12
  • [学会発表] SNP検出のためのマイクロチップ電気泳動における補助DNAの利用2008

    • 著者名/発表者名
      韓愛善
    • 学会等名
      日本分析化学会第57年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-10
  • [学会発表] 交流動電相分離とその濃縮操作への応用(2):濃縮機構の検討2008

    • 著者名/発表者名
      佐々木直樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第57年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-10
  • [学会発表] 自律駆動マイクロチップと新規信号増幅法を利用したDNAセンサー2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴寛
    • 学会等名
      日本分析化学会第57年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-10
  • [学会発表] マイクロチップ用の信号増幅法LFDAにおける増幅産物の空間分布2008

    • 著者名/発表者名
      細川和生
    • 学会等名
      日本分析化学会第57年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-10
  • [学会発表] 交流動電相分離とその濃縮操作への応用2008

    • 著者名/発表者名
      佐々木直樹
    • 学会等名
      第17回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-05-10
  • [学会発表] 補助DNAを利用したマイクロチップ電気泳動によるSNP検出2008

    • 著者名/発表者名
      韓愛善
    • 学会等名
      第17回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-05-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/index.htm

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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