電気化学的モレキュラービーコンによる高速遺伝子検出法の開発

利用电化学分子信标的高速基因检测方法的开发

基本信息

批准号：
16651060
负责人：
清尾康志
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本起案研究ではこれらの問題点を解決すべく、チップに固定化することなく溶液の状態で、高精度に遺伝子の検出が可能な新しい電気化学リガンドの開発を提案して、その実現に向けた基盤研究を実施した。本起案研究で提唱した「電気化学的モレキュラービーコン」は、従来の蛍光化学的モレキュラービーコンと同様シグナルのON/OFF機能を有した電気化学的分子デバイスであり、従来、精巧な微小電極やチップ技術、高価な装置が必要であった電気化学的遺伝子検出を、安価かつ容易に行えるための基盤技術の提供を目指す。本年の研究ではフェロセンとイオノフォアとの組み合わせによる機能性超分子のデザインと、その合成を行い、イオノフォア構造をバックボーンに組み込んだチミジン二量体ユニットの合成を以下の要領で達成した。チミジンの5'水酸基をジメトキシトリチル基で保護し、3'水酸基のホルミルメチル化の条件を種々検討した。その結果、一旦3'水酸基をアリル化し、次いで、四酸化オスミウムによるジオール化、過ヨウ素酸酸化を経ることで目的とするホルミルメチル化を効率よく行うことができた。また同様の工程を用いて、3'水酸基をTBDMS基で保護した、5'ホルミルメチルチミジンも効率よく合成することができた。その後、このふたつのアルデヒド化合物を3,6-ジオキサオクテン-1,8-ジアミンと還元的アミノ化を行い、チミジン二量体を合成することができた。ついで、TBDMS基の除去とアミノ基の保護、水酸基のホスフィチル化を行い、目的とするチミジン二量体ユニットを合成した。また、これを用いたオリゴDNAの合成も行った。以上、本研究を通してイオノフォア構造をバックボーンに組み込んだDNA合成の最大の鍵となる二量体ユニットの合成法を確立することができた。今後は今回確立した合成法を用いて、種々のオリゴDNAの合成とフェロセン残基の導入を行い、そのハイブリダイゼーション特性の評価と電気化学特性の評価を行う。

为了解决这些问题，这项起草研究提出了一种新的电化学配体的开发，该配体可以在溶液中以很高的精度检测基因而不将其固定在芯片上，并进行了基础研究以实现这一目标。 The "electrochemical molecular beacon" proposed in this drafting study is an electrochemical molecular device that has the signal ON/OFF function just like the conventional fluorescent chemical molecular beacons, and aims to provide basic technology that allows for inexpensive and easy detection of electrochemical genes, which had previously been required to require sophisticated microelectrode, chip technology and expensive devices.在今年的研究中，我们通过将二代二世和离子载体结合并合成它们，并通过以下方式将胸苷二聚体单元合成，并实现了将胸苷二聚体单元合成的合成，并通过以下方式设计了功能性超分子。用二甲氧基甲基甲基对胸苷的5'羟基组进行保护，并研究了3'羟基的甲基甲基化的各种条件。结果，曾经将3'羟基烯丙基化，然后用四氧化os和周期性酸氧化二醇化，从而有效地进行所需的甲基甲基化。使用相同的过程，也有效合成了5'formylmethylthymidine，其中3'羟基受到TBDMS组的保护。之后，这两种醛化合物用3,6-二氧烯1,8-二胺还原以合成胸苷二聚体。然后除去TBDMS组，保护氨基组，并保护羟基磷酸化以合成所需的胸苷二聚体单位。此外，使用此方法合成了寡核DNA。通过这项研究，我们能够建立一种合成二聚体单位的方法，这是DNA合成的最大关键，将离子载体结构掺入骨架中。将来，将使用这次建立的合成方法来合成各种寡核DNA，并将对二培水残基进行介绍，并将评估杂交特性和电化学性能。