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2019 年度 実施状況報告書

近接位で協同的にはたらくバイナリーアプタマーの合理的取得とその自在なプローブ化

研究課題

研究課題/領域番号 19K05545
研究機関熊本大学

研究代表者

北村 裕介  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80433019)

研究分担者 勝田 陽介  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (50632460)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード核酸 / アプタマー / 分子協働性 / バイオセンサー / PD-L1 / がん免疫療法
研究実績の概要

1.0E+12の多様性を有する核酸ライブラリーを用い、まずPD-L1に結合しない核酸の除去を目的とした予備選択をPD-L1を固定化した磁気ビーズを用いて通常のSELEX法の手順にて行った。次に、合成したアントラセンカルボン酸活性エステルと5’末端アミノ化フォワードプライマーとのカップリングにより、フォーワードプライマーにアントラセンを導入した。これを用い、予備選択にて得られた核酸をPCRで増幅することによって、ライブラリーの5’末端にアントラセンを導入した(Ant-Lib)。また、アントラセン活性エステルと3’末端アミノ化抗PD-L1アプタマーとのカップリングにより、3’末端にアントラセンを有する抗PD-L1アプタマー(Ant-PD-L1)を得た。続いてPD-L1上でAnt-PD-L1の近接位に協同的に結合するAnt-Libの取得を試みた。まず、PD-L1とAnt-PD-L1を結合させ(PD-L1は担体等に固定化せず、溶液中で結合させた)、そこにAnt-Libを添加し、30分間37度でインキュベートした。そこに366 nmのLED光を30秒照射した後、ビオチンを末端に有するAnt-PD-L1の相補鎖を加え、アニーリングし、ストレプトアビジンカラムにより精製した。そのPCRによる増幅産物をポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った結果、目的物と想定される分子量にバンドが確認された。

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

各DNAコンジュゲートの合成を終え、タンパク上での光ライゲーション産物、つまり近接結合したアプタマー対となるものが得られていると想定されるデータを得たため。

今後の研究の推進方策

今後、結合親和性や結合位置に関与する淘汰圧を強めながら、この操作を繰り返すことでAnt-PD-L1の近傍位に強く結合しうるアプタマーが取得されると期待される。その後、SPRなどを用い、得られたセカンダリーアプタマーのPD-L1に対する結合定数を求める。連結型バイナリー化により、アプタマーの結合親和性が連結前より向上したことを確認する。協同的認識型バイナリー化においては、両者の近接末端同士にそれぞれFRETドナーとアクセプター(FITC、TAMRAなど)を修飾して用いる。大過剰のマトリックス(BSA、血清培地など)共存下、レシオ分析によってバイナリー検出の高選択性を実証する。機能導入型バイナリー化のモデルとして、アントラセン修飾バイナリーアプタマーの結合親和性が光照射により可逆的に制御できることを実証する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] A novel cholinesterase assay for the evaluation of neurotoxin poisoning based on the electron-transfer promotion effect of thiocholine on an Au electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shimada, Yuki Kiyozumi, Yuki Koga, Yoko Ogata, Yousuke Katsuda, Yusuke Kitamura, Masaaki Iwatsuki, Katsuhiko Nishiyama, Hideo Baba, and Toshihiro Ihara
    • 雑誌名

      Sens. Actuators B Chem.,

      巻: 298 ページ: 126893

    • DOI

      10.1016/j.snb.2019.126893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Formation of Luminescent Complex Clusters Based on Autonomous Strand Exchange Reaction of DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kitamura,* Akihiro Nozaki, Rie Ozaki, Yousuke Katsuda, and Toshihiro Ihara*
    • 雑誌名

      ACS Appl. Bio Mater.

      巻: 2 ページ: 2988-2993

    • DOI

      10.1002/anie.200902000

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Preparation of Two-Dimensional Quasi-nanosheets via Self-assembly of Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Cai, Dan Yang, Keng-Te Lin, Yifan Lyu, Bowen Zhu, Zhen He, Lili Zhang, Yusuke Kitamura, Liping Qiu, Xigao Chen, Yuliang Zhao, Zhuo Chen,* and Weihong Tan*
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 141 ページ: 1725-1734

    • DOI

      10.1021/jacs.8b12415

    • 査読あり
  • [学会発表] 電気化学モレキュラービーコンの開発とその均一溶液中における核酸検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      北村裕介、見汐航太郎、池田朋生、勝田陽介、井原敏博
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Fabrication of anti-EpCAM aptamer-modified gold substrate for capturing cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ayase Tashima, Yuki Kudo, Yusuke Kitamura, Yuta Nakashima, Keiichiro Yasuda, Masaaki Iwatsuki, Yousuke Katsuda, Kenshiro Nakatake, Hideo Baba, Yoshitaka Nakanishi, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      The 14th International Student Conference on Advanced Science and Technology (ICAST) Kumamoto
    • 国際学会
  • [学会発表] Amplified detection of cancer cells by DNA circuit2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kitamura, Yuki Kudo, Ayase Tashima, Yuta Nakashima, Keiichiro Yasuda, Masaaki Iwatsuki, Yousuke Katsuda, Hideo Baba, Yoshitaka Nakanishi, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] DNAサーキットを利用した発光性希土類金属錯体クラスターの触媒的生成2019

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、野崎 晃広、尾崎 理衣、勝田 陽介、井原 敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会 第68年会
  • [学会発表] 抗EpCAMアプタマー修飾金基板上へのがん細胞の捕捉2019

    • 著者名/発表者名
      田島 彩瀬、工藤 悠暉、北村 裕介、中島 雄太、安田 敬一郎、岩槻 政晃、勝田 陽介、馬場 秀夫、中西 義孝、井原 敏博
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
  • [学会発表] クロスオーバーSELEX による抗 CD24DNA アプタマーの取得とその機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      北村 裕介、後藤 広志、林田 泰起、勝田 陽介、井原 敏博
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
  • [学会発表] DNAサーキットによるシグナル増幅を利用したがん細胞の 検出に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      工藤 悠暉, 北村 裕介、田島 彩瀬、勝田 陽介、安田 敬一郎、中島 雄太、岩槻 政晃、馬場 秀夫、中西 義孝、井原 敏博
    • 学会等名
      第37回九州分析化学若手の会 夏季セミナー
  • [学会発表] DNAサーキットによるシグナル増幅を利用したがん細胞の検出2019

    • 著者名/発表者名
      工藤 悠暉, 北村 裕介、田島 彩瀬、勝田 陽介、安田 敬一郎、中島 雄太、岩槻 政晃、馬場 秀夫、中西 義孝、井原 敏博
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] Fabrication of EpCAM aptamer-modified gold substrate and specific capture of cancer cells on it2019

    • 著者名/発表者名
      Ayase Tashima, Yusuke Kitamura, Yuki, Kudo, Yuta Nakashima, Keiichiro Yasuda, Masaaki Iwatsuki, Yousuke Katsuda, Hideo Baba, Yoshitaka Nakanishi, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      第24回日本化学会九州支部 韓国化学会釜山支部合同セミナー
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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