機能性核酸を用いた遺伝子解析システムの開発

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近年のポストゲノムの流れで一塩基多型や繰り返し配列などの特殊配列の認識・読み出しなど標的核酸配列が変化してきた。しかしながら、たった一塩基の差を長鎖の核酸から検出することはそれぞれ極めて厳しいハイブリダイゼーション条件の設定が必要であり、高いハイブリダイゼーションエラーを一元的に解決する系までは到達していない。我々は、相補鎖上の核酸塩基に応答して蛍光発光したり消光したりする分子システムを構築できれば、ハイブリダイゼーション効率に依存することなく特定の塩基の種類を蛍光発光によって決定することが可能になるのではないかと考え、期間内に上記分子システムの構築を目指した。1)塩基特異的蛍光発光機能を含む人工核酸による簡便な一塩基多型検出法新たな機能性人工核酸として塩基識別型蛍光性核酸塩基を含むDNAプローブ(BDFプローブ)を初めて合成した。BDFプローブは、紫外光を照射しても蛍光を生じないが、相補的DNAと二重らせんを形成するとその蛍光が顕著に強くなる。一方、ミスマッチ塩基対が存在すると、その蛍光強度はわずかになった。BDFプローブを遺伝子中の一塩基多型検出にも適用し、成功を収めた。2)核酸配列特異的シトシンメチル化判定法の開発PNAが二本鎖DNAに効果的に割り込むという性質を利用し、メチル化の有無を判定したい遺伝子配列を二本鎖からはじき出し制限酵素で処理することによってメチル化の有無を判定することができた。従来のbisulfite処理法や単なる制限酵素処理と比べて、正確かつ配列選択的であり、また比較的微量のサンプルに対しても応答が増幅されるため、これまでにない極めて効果的かつ正確な配列選択的メチル化法である。我々が開発した方法では、メチル化を蛍光発光で検出することができ大変有用であると思われる。この研究で開発された手法は、シトシンメチル化の判定のみならず、選択的な遺伝子機能の改変など他に利用可能であると孝えられる。私は、以上のように、機能性核酸を用いた遺伝子解析システムの開発研究において、人工核酸を利用した種々の配列特異的核酸塩基検出法を見いだすことができた。いずれの成果も高い実用性が期待され、本科学研究費は、大変有効に役立てることができたと考えている。