DNAと色素のコンジュゲーションによる新規機能性超分子の開発

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遺伝子多型は近年、ある種の疾病との関連が明らかになっており注目されている。特に塩基欠失多型は本来の遺伝子配列から塩基が失われる現象であり、近年遺伝病との相関が報告されていることから迅速かつ簡便な検出法の開発が急務である。しかしながら、これまでの検出法では時間・コストなどの面でやや問題点があった。本研究では、蛍光色素であるピレンをDNA鎖中に導入することにより、遺伝子欠失を検出することに成功した。ピレンは二分子が会合することにより本来のモノマー発光より長波長側にエキシマー発光するという特徴を持っている。そこで、野生型ではピレン間の距離が離れモノマー発光のみが観察されるが、一塩基欠失型ではピレンが近接し、エキシマー発光を観察することに成功した。このプローブは1〜3塩基の欠失を検出することが出来た。このように、蛍光発光波長の違いによって塩基欠失多型の検出を実現した。このような遺伝子多型検出法は蛍光分光光度計を利用しているため、従来の電気泳動や質量分析などと比べ、短時間かつ低コストで遺伝子多型を検出可能である。また、ピレンとN, N-ジメチルアニリンとのエキシプレックス発光を利用した位置塩基欠失の検出にも成功した。更に、エキシプレックス発光、エキシマー発光との発光強度の違いを利用した複数多型の同時検出を実現した。すなわち、欠失多型と一塩基変異多型(SNPs)、挿入多型を単一プローブで検出することに成功した。効率的な同時検出にむけては更なる最適化が必要であるが、従来にはない全く新しい設計であり、今後の核酸プローブの設計に大きな指針を与えたと考えられる。このように、本研究では色素をDNAに導入し、色素同士の会合現象を利用することで遺伝子多型を検出する材料の開発に成功した。