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2015 年度 実施状況報告書

ミスマッチDNA塩基の回転を利用したシーケンス選択的なメチル化解析

研究課題

研究課題/領域番号 26410168
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究グループ長 (50415676)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマイクロデバイス / エピジェネティクス / メチルシトシン
研究実績の概要

前年度に得られた知見に基づき、本年度はメチルシトシン検出用のデバイス開発をクレッチェマン配置型SPRをベースとして行った。研究代表者は、これまでに携帯型のSPR角計測器を開発している。この計測器を読み取り装置とする使い捨てのマイクロセンシングチップを作製した。マイクロセンシングチップ内に配置された平坦な厚さ50 nmの金薄膜をスパッタリング法でガラス基板上に作製した。さらに、カルボキシデカンチオールを含むトルエン溶液に浸漬することにより、金表面にカルボキシル基を固定化した。さらに、カルボジイミドカップリング法によりアビジンを固定化した。一方、流路深さ20ミクロンの薄層流路をポリジメチルシロキサンで作製し、金薄膜を有するガラス基板と貼り合わせることにより、マイクロセンシングチップを作製した。
測定対象シトシンがミスマッチであるビオチン化2本鎖DNAをマイクロセンシングチップへ導入することにより、アビジン-ビオチン反応により2本鎖DNAが補足される。その後、抗メチルシトシン抗体を導入し、外向きの(メチル/非メチル)シトシンと抗体との結合、つまりメチル化状態をSPR角変化から検知した。
測定対象シトシンがメチル化されている場合には、DNA濃度に依存したSPR角度上昇が確認された。一方、メチル化されていない場合には、SPR角度上昇は見られなかった。このことから、単一シトシンレベルでのメチル化情報取得が可能になった。加えて、測定対象シトシンをミスマッチとする際に、バルジ、AP-site, C/C,C/A, C/Tミスマッチとして測定したところ、SPR角度上昇はバルジの際に大きな角度変化を示すことを明らかにした。

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

計画書通りに進行しているため。

今後の研究の推進方策

本プロジェクトで検討した手法およびデバイスを用いて、ゲノムDNAへの応用を行う。具体的には、ガン、生活習慣病に関与する遺伝子プロモーターのメチル化解析を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

次年度、ゲノム計測に向けて非常勤職員を雇用し、研究を加速させるため

次年度使用額の使用計画

非常勤職員の雇用など

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] On-Chip Sequence-Specific Immunochemical Epigenomic Analysis utilizing Outward Turned Cytosine in a DNA Bulge with Handheld Surface Plasmon Resonance Equipment2015

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Hiroyuki Yanagisawa, Kyoko Yoshioka and Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 87 ページ: 11581-11586

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b03520

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical assessment of local cytosine methylation in genomic DNA on a nanocarbon film electrode fabricated by unbalanced magnetron sputtering2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yanagisawa, Ryoji Kurita, Takehito Yoshida, Tomoyuki Kamata and Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 221 ページ: 816-822

    • DOI

      10.1016/j.snb.2015.07.030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Site-specific immunochemical methylation assessment from genome DNA utilizing a conformational difference between looped-out target and stacked-in nontarget methylcytosines2015

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Hiroyuki Yanagisawa Kyoko Yoshioka and Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 70 ページ: 366-371

    • DOI

      10.1016/j.bios.2015.03.061

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] On-chip Electrochemical Assessment of cytosine methylation status from Genomic DNA with a Combined Bisulfite Restriction Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Kurita et al
    • 学会等名
      MicroTAS2015
    • 発表場所
      Korea
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-27
    • 国際学会
  • [学会発表] On-chip DNA Methylation Assessment by Bulge-Specific Immune-Recognition with Portable Surface Plasmon Resonance Equipment2015

    • 著者名/発表者名
      Kurita et al
    • 学会等名
      7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-06-10 – 2015-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面化学的アプローチによるマイクロバイオセンシングデバイスの開発2015

    • 著者名/発表者名
      栗田 僚二
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-08
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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