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酸化セリウムナノ粒子を触媒としたゲノム解析キットの開発

使用氧化铈纳米颗粒作为催化剂开发基因组分析试剂盒

基本信息

批准号：
21K05235
负责人：
須磨岡淳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で開発を目指す「酸化セリウムナノ粒子を触媒としたゲノム解析キット」は、DNA切断活性を持つ酸化セリウムナノ粒子と塩基配列を認識するペプチド核酸（PNA）から構成されている。従来の我々が開発した人工DNA切断酵素では、触媒としてCe(IV)/EDTAを使用していた。この触媒は、一本鎖DNAには活性があるが二本鎖DNAはほとんど活性がないという特長があり、これを利用してPNAが二本鎖DNAにdouble-duplex invasionすることにより形成する一本鎖部分を切断して選択的な切断を実現していた。今年度は、この、一本鎖DNAと二本鎖DNAの識別能を酸化セリウムナノ粒子が有するかの検討を行った。従来のCe(IV)/EDTAと同様の特長を有していれば、ゲノムDNAの標的部分の切断が実現し、ゲノム解析キットの開発につながることが期待される。昨年度までの研究で、基質としてチミジリル（3’→5’）チミジン（TpT）が市販の酸化セリウムナノ粒子により迅速に加水分解されることを明らかにしている。そこで、今年度はPCR産物の二本鎖DNA（約400塩基対）やDNAオリゴマー（一本鎖DNA約80 mer、および、これに相補的な約40 merのDNAを加えて部分的に二本鎖としたもの）を基質として使用し、酸化セリウムナノ粒子の触媒活性をポリアクリルアミドゲル泳動を用いて評価した。その結果、酸化セリウムナノ粒子は、DNAオリゴマーに対しても触媒活性があることが明らかになった。また、その切断活性は、わずかであるが一本鎖DNAと二本鎖DNAとで異なっていた。しかし、PNAによる標的部位での一本鎖部分の形成能が不十分であり、より高効率なdouble-duplex invasionを実現することが重要な課題である。ここで、PNAの末端をある種のシアニン色素で修飾すると、特定の条件下においてinvasion複合体が安定化することが明らかになってきた。

This study aims to develop the understanding of the catalytic properties of acidic particles, the DNA cleavage activity of acidic particles, and the molecular structure of nucleic acids (PNA). The use of Ce(IV)/EDTA as a catalyst in the development of artificial DNA cleavage enzymes The first part of the DNA chain was cut off and the second part of the DNA chain was cut off. This year, the identification ability of one-strand DNA and two-strand DNA is investigated. Ce(IV)/EDTA has the same characteristics as Ce(IV)/EDTA. The target part of DNA must be cut off. The target part of DNA must be analyzed. Last year's research showed that the matrix and substrate were rapidly decomposed into small particles. This year, the PCR product of the two-part lock DNA (about 400 base pairs) and DNA (about 80 mer, about 40 mer, about 40 mer, about 80 mer, about 40 mer, about 40 mer) was used to evaluate the catalytic activity of the substrate and the acidification of the particle. As a result, the acid content of the particles was reduced, and the DNA content was reduced.また、その切断活性は、わずかであるが一本锁DNAと二本锁DNAとで异なっていた。The formation of a self-locking part of the target part of the PNA is an important problem with high efficiency and double-duplex invasion. The terminal of PNA is modified by pigment and stabilized under certain conditions.