一塩基多型認識蛍光プローブとしての新規修飾核酸塩基の関発

新型修饰核碱基作为单核苷酸多态性识别荧光探针的参与

• 批准号: 03J05595
• 负责人: 田井中 一貴
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J05595/
• 关键词: DNA; 蛍光プローブ; 一塩基多型; 修飾核酸塩基; ナフトピリドピリミジン; FRET; ベンゾピリドピリミジン

ヒト遺伝子の全塩基配列が解読された現在、ポストゲノム時代に突入し、塩基配列の個人相違を調べるゲノム多型解析に注目が集まっている。具体的には、ヒト遺伝子変異で最も頻度が高い一塩基多型検出があげられ、この多型が疾病リスク、薬剤代謝等と密接な関わりを持つことが示唆されている。すなわち、このゲノムDNAの個人相違を示す一塩基多型を統計的に整備することにより、究極的には特定疾病リスク診断、オーダーメイド医療への応用が可能であり、現在までに蛍光を用いた様々な一塩基多型検出法が報告されてきた。一塩基多型検出を目指して二本鎖において相手側の塩基がアデニンのとき強く発光し、相手側の塩基がグアニンのとき完全に消光されるという性質を持つ蛍光性修飾核酸塩基ナフトピリミドピリミジン(NPP)を開発した。現在、一塩基多型の蛍光による検出は広く研究されているが、検出が二本鎖形成の有無に依存しているため、ターゲットDNAのラベル化が必須、溶液条件の厳密な制御が困難なため生じる測定上の不正確さなど、様々な課題を残している。これに対し、二本鎖を形成した上での一塩基認識という全く新しい概念の検出法を提示することで、ターゲットDNAのラベル化が不必要であり、また溶液条件に依存しないために簡便かつ正確な測定を行うことができるので、上記の問題解決の可能性を示すことができる。本研究はこのように応用性の面においても非常に優れている。また、これらを用いてDNAチップ等のアレイでの可視光領城での検出が可能な系を構築した。修飾核酸塩基を含むプローブDNAの末端に、より長波長領域に吸収、及び発光帯を持つ蛍光分子を導入し、FRETを用いることで可視光領域での一塩基多型の認識を行った。その後、実際の疾病遺伝子の蛍光による遺伝子診断を行ったところ、非常に感度良く一塩基多型の検出が可能となった。

现在，人类基因的整个基础序列已经被解密，我们正在进入基因组时代，并且注意力集中在基因组多态性分析上，该分析研究了基本序列中的个体差异。具体而言，已经认为是最常见的人类基因突变类型的单核苷酸多态性检测与疾病风险，药物代谢等密切相关。换句话说，通过从统计上制备显示基因组DNA个体差异的单个核苷酸多态性，最终有可能诊断特定疾病的风险并将其应用于定制的医疗保健中，以及迄今为止，已经报道了使用荧光检测单核苷酸多态性的各种方法。为了检测单个核苷酸多态性，我们开发了一种荧光修饰的核苷酶核酶环虫嘧啶（NPP），当合作伙伴基础是双链中腺嘌呤时，其特性强烈发射，并且在伴侣基础为甘油时完全淬火。当前，对单核苷酸多态性的荧光检测进行了广泛的研究，但是检测取决于存在双链形成的存在或不存在，留下了各种问题，包括在严格控制解决方案条件下难以在严格控制解决方案中引起的测量中的目标DNA和不准确性的标记。相比之下，通过提出一种在形成双链后检测单碱基识别的全新方法，不必标记目标DNA，并且可以执行简单准确的测量，因为它不依赖于溶液条件，因此可以解决上述问题。这项研究在应用方面也非常出色。此外，使用这些系统，能够检测到DNA芯片阵列中的可见光城堡等系统。在含有修饰的核碱酶的探针DNA的末端引入了具有吸收和发射带的荧光分子，并通过使用FRET，在可见光的光区中识别出单核苷酸多态性。之后，使用实际疾病基因的荧光进行了遗传诊断，并且可以检测具有极高敏感性的单核苷酸多态性。

项目成果

SNPs typing by base-discriminating fluorescence DNA probe

通过碱基识别荧光 DNA 探针进行 SNP 分型

• 发表时间: 2005
• 期刊: Nucleic Acids Symposium Series 49
• 作者: Okamoto;A.;Tainaka;K.;Ochi;Y.;Saito;I.
• 通讯作者: I.

Monitoring DNA structures by dual fluorescence of pyrene derivatives

• DOI: 10.1021/ja053609e
• 发表时间: 2005-09-28
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Okamoto, A;Tainaka, K;Saito, I
• 通讯作者: Saito, I

Okamoto A., Tainaka K., Saito I.: "A facile incorporation of the aldehyde function into DNA : 3-formylindole nucleoside as an aldehyde-containing universal nucleoside."Tetrahedron Letters. 43. 4581-4583 (2002)

Okamoto A.、Tainaka K.、Saito I.：“将醛功能轻松整合到 DNA 中：3-甲酰基吲哚核苷作为含醛的通用核苷。”四面体快报。

Okamoto A., Tainaka K., Saito I.: "Detection of AIG single nucleotide alteration in RNA using base-discriminating fluorescent oligodeoxynucleotides."Chemistry Letters. 32. 684-685 (2003)

Okamoto A.、Tainaka K.、Saito I.：“使用碱基识别荧光寡脱氧核苷酸检测 RNA 中的 AIG 单核苷酸改变。”化学快报。