金ナノ粒子による新規遺伝子診断法の開発

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機能性高分子や無機材料をタンパク質やDNAなど生体成分と結合させ、新たな機能を保持させた化合物を作製し、それを利用した診断、解析法を開発することを目的とした。機能性高分子は組織工学の分野ですでに再生医療として実用化段階に入りつつある。しかしタンパク質やDNAといった分子との複合体の利用は研究途上にあり、実用化を目指したものは少ない。そこで本研究では診断法の開発という立場から機能性高分子および無機材料を利用し、新たな解析、検出システムを構築した。まず、DNA修飾ナノ粒子の非架橋型凝集現象を見いだし、これを解析に応用できる可能性を示した。これは粒子表面のDNAが長さ・配列ともに完全に相補する場合は粒子が速やかに凝集し、末端の一塩基にミスマッチがある場合には分散を保つというものである。さらに、プライマー伸長反応を組み合わせることにより、実試料への応用を試みた。試料は大腸がん培養細胞株を用いた。常法に従いDNA抽出、PCR、磁性ビーズによる精製、一塩基プライマー伸長反応を行い、反応生成物とDNA修飾金ナノ粒子と混合した。プライマー伸長反応産物がDNA修飾金ナノ粒子と相補する配列の場合にのみ凝集が起こり、赤い金ナノ粒子溶液が紫色に変化することが見られた。これにより、本法が目視遺伝子診断法として実用可能であることが示された。