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2013 年度 実績報告書

RNAの編集、化学修飾情報の1分子レベル解析技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24350084
研究機関大阪大学

研究代表者

川井 清彦  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード遺伝子診断 / RNA / エピジェネティクス / 1分子計測(SMD) / DNA
研究概要

RNAは転写後、アデニン(A)のイノシン(I)への編集、そしてシトシン(C)やAのメチル化など、100種類以上の化学修飾を受けていることが知られる。これらRNAのエピジェネティックな化学修飾は、様々な生命現象を制御していることが明らかになりつつあり、細胞内で発現している極微量のRNAから、そのエピジェネティックな化学修飾を検出・定量する新技術の開発が望まれている。極微量しか発現されないRNAの編集や化学修飾を解析するためには、通常cDNAへの逆転写、PCRによる情報増幅が不可欠となるが、多くのエピジェネティックな情報はこれら過程で失われてしまい、RNAの転写後の編集・化学修飾を解析することは困難であった。本研究課題では、ターゲットRNAを1分子レベルで解析し、極微量のRNAからエピジェネティックな情報を失うことなくそのまま迅速に読み出す新技術の開発を目指す。非常に小さな構造の違いを読み出すため、申請者はDNA/RNAハイブリッドの電荷移動特性に着目し、1分子レベルでの電荷移動速度の測定からRNAのエピジェネティックな化学修飾の読み出しを達成する。24年度の研究では、主にDNA/DNA二本鎖中の電荷移動測定の配列拡張について研究した。25年度の研究では、DNA/DNA二本鎖において、DNAの一塩基多型と関わるミスマッチや一塩基欠損、そして化学修飾などの一塩基違いを1分子レベル電荷移動測定により読み出せることを示した。次に、蛍光分子修飾DNAプローブを用いて、相補鎖RNA間で生じるDNA/RNA二本鎖中での電荷移動測定を達成した。さらに、電荷移動速度が、RNAの編集や化学修飾に応じて変化することを見出した。

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

25年度の研究において、蛍光分子修飾DNAプローブを用いて、相補鎖RNA間で生じるDNA/RNA二本鎖中での電荷移動測定を達成した。また、電荷移動速度が、RNAの化学修飾に応じて変化することを見出した。

今後の研究の推進方策

実際に変異が癌化と深く関わっている事が知られるRNA配列をターゲットとし、電荷移動測定に基づく情報読み出しを達成する。この際、実際に読み出しに必要となるRNA数の限界値に挑戦する。読み出し可能なRNA化学修飾の拡張を行う。

次年度の研究費の使用計画

研究の進捗に伴い、蛍光分子修飾プローブDNAの精製・分析を可能とする、高速液体クロマトグラフィーが必要となったが、金額的に25年度中の納入か困難であり、次年度に繰り越した。
26年度補助金と合算し、蛍光分子修飾プローブDNAの精製・分析を可能とする、高速液体クロマトグラフィーの購入に使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Detection of Single-Nucleotide Variations by Monitoring the Blinking of Fluorescence Induced by Charge Transfer in DNA2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima, Atsushi Maruyama
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 14 ページ: 1430-1433

    • DOI

      10.1002/cbic.201300380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hole Transfer Kinetics of DNA2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 46 ページ: 2616-2625

    • DOI

      10.1021/ar400079s

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光分子の溶媒接触表面積に基づくblinking2014

    • 著者名/発表者名
      川井清彦、古下嵩、丸山厚、真嶋哲朗
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      20140330-20140330
  • [学会発表] Detection of Single-Nucleotide Variations by Monitoring the Blinking Triggered by Charge Separation in DNA2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima, Atsushi Maruyama
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      横浜(神奈川大学)
    • 年月日
      20131114-20131114
  • [学会発表] Blinking観測によるDNA 1塩基違いの検出2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦、真嶋哲朗、丸山厚
    • 学会等名
      光化学討論会2013
    • 発表場所
      松山(愛媛大学)
    • 年月日
      20130912-20130912
  • [学会発表] 分子の輝きから情報を読む2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      東京工業大学生命理工学部セミナー
    • 発表場所
      横浜(東京工業大学)
    • 年月日
      20130530-20130530

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公開日: 2015-05-28  

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