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2013 年度 実施状況報告書

ゲノム完全化学合成を指向した長鎖DNAの革新的化学合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24550184
研究機関東京工業大学

研究代表者

大窪 章寛  東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (60376960)

キーワード核酸合成 / DNA / ゲノムDNA / 固相合成
研究概要

本研究の最終目的は、細菌(マイコプラズマやシアノバクテリア)の数百万塩基対以上のゲノムDNAをハイスループットで効率よく「完全化学合成」する手法の確立である。我が国は核酸合成技術の開発で常に米国に遅れをとってきたが、有機化学的視点にたったDNA合成の本質的な見直しをおこなうことで世界最高峰のゲノムDNA合成技術を創成する。そのために、我々がこれまで世界に先駆けて開発してきた「核酸塩基部位に保護基を使用しない革新的なDNA合成法(塩基部無保護法)」を駆使し、従来のゲノムDNA合成が抱えていた問題点の克服を目指す。本研究課題では、「鎖伸長効率の向上」と「精製作業の簡略化」を目指して、合成担体の改良および新規キャップ化反応(鎖伸長しなかった水酸基をふさぐ反応)の開発をおこない、今まで合成が困難とされてきた300~500量体程度のDNAオリゴマーをパラレルに化学合成できるシステムを構築する。
H25年度は、前年度におこなった「a. 鎖伸長効率の向上」と「b. 作業簡略化」で得られた結果をもとに、「c.長鎖DNA合成フローシステムの構築」の基礎検討をおこなった。具体的には、これまでに検討をおこなっている活性化剤内包型固相担体を用いた縮合反応と、亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用し、30量体程度のDNAオリゴマーの合成をおこない本手法の有用性を確認した。また、DNA合成フローシステムのためのフィルター型ポーラスガラス担体を合成し、この担体上での反応性を詳細に調べた。

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

本年度は、当初予定していたフィルター型ポーラスガラス上での反応性検討や、活性化剤内包型固相担体を用いた縮合反応と亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用したDNAオリゴマーの合成検討に成功していており、次年度につながる重要な成果が挙げられている。以上のことは、申請書に記載した内容通りであり、本研究は概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

これまでの結果をふまえ、合成するDNA鎖長を数百量体までのばし、他種類の配列を同時に合成出来る合成フローシステム構築を行っていく予定である。また、合成したDNAオリゴマーの酵素による連結も併せて行っていく。

次年度の研究費の使用計画

研究が順調に進展し試薬合成が効率良く行えたため、当初の計画より546,486円の繰越金が発生した。
次年度は、この繰越金とH26年度予算を利用して、長鎖DNA合成フローシステムの構築のために必要な消耗品や少額備品の購入を行っていく予定である。また、学会や学術誌等で本研究課題で得られた成果を積極的に報告していく。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 61. Base recognition of gap sites in DNA-DNA and DNA-RNA duplexes by short oligonucleotides2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, A. Ohkubo, Y. Esaka, T. Kanamori, Y. Masaki, K. Seio, M. Sekine
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 23 ページ: 3448-3451

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2013.03.054.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 62. Fluorescent properties of oligonucleotides doubly modified with an indole-fused cytosine analog and 2-aminopurine.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Seio, T. Kanamori, M. Tokugawa, H. Ohzeki, Y. Masaki, H. Tsunoda, A. Ohkubo, M. Sekine
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 21 ページ: 3197-3201

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2013.03.034.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical synthesis of U1 snRNA derivatives.2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ohkubo, Y. Kondo, M. Suzuki, H. Kobayashi, T. Kanamori, Y. Masaki, K. Seio, K. Nagai, M. Sekine
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 ページ: 4386-4389

    • DOI

      10.1021/ol401917r.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 64. Modified oligodeoxynucleotide primers for reverse-transcription of target RNAs that can discriminate among length variants at the 3′-terminus.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Iijima, S. Kojima, E. Kodama, S. Kurohagi, T. Kanamori, Y. Masaki, A. Ohkubo, M. Sekine, K. Seio,
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 11 ページ: 8276-8282

    • DOI

      10.1039/c3ob41901k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 65. Assembly of pyrene-modified DNA/RNA duplexes incorporating a G-rich single strand region.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Seio, M. Tokugawa, H. Tsunoda, A. Ohkubo, H. Arisaka, M. Sekine,
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 23 ページ: 6822-6824

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2013.10.012.

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of oligodeoxynucleotides incorporating conformational restriction at the 5’-terminus and their application to discrimination of RNA length variants2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Iijima, Sayako Kurohagi, Erika Kodama, Shun Kojima, Takashi Kanamori, Yoshiaki Masaki, Akihiro Ohkubo, Mitsuo Sekine, Kohji Seio
    • 学会等名
      The 40th international symposium on nucleic acids chemistry
    • 発表場所
      Kanagawa University (Yokohama)
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Chemical synthesis of U1 snRNA derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Haruki Kobayashi, Akihiro Ohkubo, Makoto Suzuki, Takashi Kanamori, Yoshiaki Masaki, Kohji Seio, Mitsuo Sekine, Hideya Yuasa
    • 学会等名
      The 40th international symposium on nucleic acids chemistry
    • 発表場所
      Kanagawa University (Yokohama)
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [備考] 湯浅・大窪研究室

    • URL

      http://www.yuasa-lab.bio.titech.ac.jp/

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公開日: 2015-05-28  

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