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2023 年度 実施状況報告書

エラー制御の物理が生み出す革新的バイオ技術

研究課題

研究課題/領域番号 23K17658
研究機関東北大学

研究代表者

鳥谷部 祥一  東北大学, 工学研究科, 教授 (40453675)

研究期間 (年度) 2023-06-30 – 2026-03-31
キーワードバイオ技術 / PCR / ブロッカー法 / エラー制御
研究実績の概要

今年度,計画していた2つの研究を主に進めた.
1つは,PCRによるウイルス検査で用いるブロッカー法の拡張である.ブロッカー法は,間違ったプライマー結合をブロックしてエラーを抑制する方法で,反応速度を落とさずにPCRのエラーを劇的に抑制できる.ただし,この方法は既知のエラーに対応した特異的なブロッカーを用いるため,エラーが未知である場合は使えず,実用性に限界があった.そこで,複数の配列のブロッカーを用いてエラーを抑制するという新しい方法を試したところ,未知のエラーに対してもエラーを抑制することができることを実証した.特に,網羅的な実験によりモデル化に成功した.これは,他の鋳型配列などにも応用できる技術の開発成功を意味し,波及効果が期待できる.現在,論文の執筆をほぼ終えた状況であり,2024年度の初めに投稿予定である.
もう1つは,カスケードによるエラー抑制の開発である.生体内では,速度論的校正という多段階のメカニズムにより,掛け算的な情報複製のエラー抑制を実現している.この方法は極めて強力だが,複雑なため,バイオ技術に応用されていない.我々は,DNAライゲーションによるDNA複製がカスケード的な反応によるエラーを掛け算的に抑制できるというアイデアを得て,これをバイオ技術へ応用することを試みた.今年度,この実証実験を行い,確かに,DNAライゲーションで掛け算的にエラーが抑制できるということが分かった.ただし,そのためにはある程度条件を調整する必要があることが分かった.

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

当初計画していた通りに実験が進んでおり,ブロッカー法に関しては,現在,論文を準備中である.

今後の研究の推進方策

ブロッカー法によるPCRの未知エラー抑制に関しては,論文執筆を進め,2024年度の初めに論文投稿を行う.また,カスケードによるエラー抑制については,実験条件のさらなる検討を進めて,カスケードが生じる条件を探る.データが撮り終わり次第論文を執筆し,2024年度前半に投稿する.

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Cascade Error Suppression of Information Replication Inherited by Template-Directed Ligation2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Aoyanagi, Yasuhiro Magi, Shoichi Toyabe
    • 学会等名
      ICBP2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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