ナノテクノロジーによる1分子ゲノム解析

使用纳米技术进行单分子基因组分析

• 批准号: 13202048
• 负责人: 馬場 嘉信
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13202048/
• 关键词: ゲノム; 1分子計測; マイクロ・ナノデバイス; ナノバイオ; システムオンチップ

本研究は、ナノスケールの微細加工技術を用いて、1個の細胞から特定の染色体を選定し、1分子のDNAを解析していく方法論を確立するための基礎研究を行うことにある。まず、染色体DNA等の長鎖DNAが分離可能なマイクロデバイスを作成するところから研究を始め、その後、凝縮した染色体を電気泳動や光ピンセット等によってマニピュレーションできるシステムを構築することを目指す。本年度は、染色体DNAのマイクロチップ上でのダイナミクスの研究とマイクロチップ上でのマニピュレーション法の研究を進める。マイクロチップ上のマイクロチャンネル中における、染色体DNAのダイナミクスについて1分子レベルで研究を進め、マイクロチャンネルに充填する媒体によって、その1分子DNAのダイナミクスが大きく異なることを見出した。また、同じ媒体においても濃度が異なることにより、DNAのコンフォメーションが大きく変化することを明らかにした。さらに、DNAのコンフォメーション変化を正確にイメージングする方法としてAFMについての研究を進め、1分子のDNAが天然の状態とインターカレート型試薬の存在下では、コンフォメーションが異なることを定量的に明らかにした。また、光ピンセットとナノ微粒子を組み合わせることにより、DNA分子をマニピュレートすることに成功した。さらに、10Hzの低周波交流電場をDNA分子に印加することでDNAを伸張させることを可能にし、100万塩基以上のDNAの伸張に成功した。本研究成果は、100万塩基以上のDNAを伸張した最初の結果であり、今後、この方法を基盤として染色体レベルのDNAの解析技術へと結実するものと期待される。

This study focuses on the application of microfabrication techniques, the selection of specific chromosomes in one cell, the establishment of methodologies for molecular DNA analysis, and the conduct of basic research. The long chain of DNA such as chromosome DNA can be separated from each other. This year, the research on chromosome DNA has been advanced. The study of chromosome DNA in molecular biology is progressing, and the study of chromosome DNA in molecular biology is progressing. The concentration of DNA varies greatly. In addition, the study of DNA gene transformation in the presence of DNA gene type test agents and the quantitative analysis of DNA gene transformation in the presence of DNA gene type test agents were carried out. The DNA molecule was successfully assembled. DNA molecules can be stretched in low frequency alternating current fields of 10Hz and 10 MHz respectively. The results of this study are expected to be the first results of DNA amplification of more than 1 million DNA bases and the second results of DNA analysis techniques for the future.

项目成果

Noritada Kaji: "Molecular Streching of Long DNA in Agarose Gel using AC Electric Fields"Biophys.J.. 82(1). 335-344 (2002)

Noritada Kaji：“使用交流电场在琼脂糖凝胶中进行长 DNA 的分子拉伸”Biophys.J.. 82(1)。

Noritada Kaji: "Direct Measurement of Conformational Changes on DNA Interacting with a Fluorescecne Dye in an Electrophoretic Buffer Solution by Means of Atomic Force Microscopy"Electrophoresis. 22(16). 3357-3364 (2001)

Noritada Kaji：“通过原子力显微镜直接测量电泳缓冲溶液中 DNA 与荧光染料相互作用的构象变化”电泳。

Ken Hirano: "Manipulation of a Coiled DNA Molecule Using Laser Clustering of Microparticles"Appl. Phys. Lett.. 80(3). 515-517 (2002)

Ken Hirano：“利用微粒激光聚集来操纵卷曲 DNA 分子”Appl。