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2018 Fiscal Year Annual Research Report

単一細胞・ゲノムアレイによるエピゲノム解析

Research Project

Project/Area Number 17H03084
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (50415676)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小島 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30356985)
吉岡 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50358321)
冨田 峻介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50726817)
栗之丸 隆章  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50769693)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsエピジェネティクス / バイオセンサ / メチルシトシン
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、単一細胞由来のゲノムDNAの化学修飾を一括計測可能な分析手法・材料、デバイスを提案し、細胞集団内のエピジェネティックな揺らぎを明らかにすると共にメチル化異常を有する単一細胞検知を目指すことである。細胞から抽出したゲノムDNAのアレイ化からシトシンのメチル化とヒドロキシメチル化の免疫化学的計測までをすべて室温、中性溶液で行うことでインタクトなゲノムDNAの情報を得る。これによりクローニングすることなく、個々の細胞のメチル化情報を数千~数万細胞単位で一括計測することが可能になる。
平成30年度では、リンカー修飾基板を作製し、抽出したゲノムDNAを滴下するだけでゲノムDNAアレイとなる条件を確認した。その後、抗DNA抗体位や抗メチルシトシン抗体によるメチル化計測を行い、単一ゲノムでのメチル化解析を行った。ゲノムDNAの検出に関して、先ずはゲノム全長が均一で明らかなλDNAをモデル試料として用い、DAPIなどの蛍光染色や蛍光色素を標識した抗メチルシトシン抗体、さらには抗メチルシトシン抗体での多重染色を行い、落射型正立蛍光顕微鏡観察により、単一ゲノムDNAが捕捉される条件を求めた。その結果、金基板上に単一ゲノムDNAごとに捕捉されることを確認することができ、さらに抗メチルシトシン抗体で染色することによって単一ゲノムでのメチル/非メチルゲノムを見分けることに成功した。本結果は、単一細胞由来のゲノムDNAの化学修飾を一括計測可能な分析手法として重要な基盤技術となる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画書通りに推移しているため

Strategy for Future Research Activity

単一ゲノムごとに、規則正しいアレイ状に固定化することにより、より簡便に解析できるようになる。実施計画書に従い、アレイ化金基板を作製することで。より高度な解析を行う予定。

  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] One-Component Array Based on a Dansyl-Modified Polylysine: Generation of Differential Fluorescent Signatures for the Discrimination of Human Cells2019

    • Author(s)
      Sugai Hiroka、Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      ACS Sensors

      Volume: 4 Pages: 827~831

    • DOI

      10.1021/acssensors.9b00247

  • [Journal Article] Biomimicry Recognition of Proteins and Cells Using a Small Array of Block Copolymers Appended with Amino Acids and Fluorophores2019

    • Author(s)
      Tomita Shunsuke、Ishihara Sayaka、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 11 Pages: 6751~6758

    • DOI

      10.1021/acsami.8b18118

  • [Journal Article] Immobilization of DNA with nitrogen mustard?biotin conjugate for global epigenetic analysis2018

    • Author(s)
      Kojima Naoshi、Suda Tomomi、Kurinomaru Takaaki、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1043 Pages: 107~114

    • DOI

      10.1016/j.aca.2018.09.008

  • [Journal Article] N6-Methylation Assessment in Escherichia coli 23S rRNA Utilizing a Bulge Loop in an RNA?DNA Hybrid2018

    • Author(s)
      Yoshioka Kyoko、Kurita Ryoji
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 90 Pages: 7578~7582

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b01223

  • [Presentation] マイクロデバイスによるメチル化DNAの迅速分析2018

    • Author(s)
      栗田僚二
    • Organizer
      CBI学会
    • Invited
  • [Presentation] マイクロデバイスによるDNAの化学修飾分析2018

    • Author(s)
      栗田僚二
    • Organizer
      高分子学会有機エレクトロニクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] やわらかさを活かした生体分子計測2018

    • Author(s)
      栗田僚二
    • Organizer
      つくばソフトマター研究会
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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