金ナノ粒子による新規遺伝子診断法の開発

使用金纳米粒子开发新的遗传诊断方法

基本信息

批准号：
16750067
负责人：
佐藤香枝
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750067/
关键词：
金ナノ粒子 SNPs 遺伝子診断個別医療目視 DNA 目視法

项目摘要

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。

目的是将功能性聚合物和无机材料与生物学成分（例如蛋白质和DNA）相结合，以产生保留新功能的化合物，并使用这些化合物开发诊断和分析方法。功能性聚合物已经进入了组织工程领域的再生医学实践阶段。但是，目前正在研究中使用蛋白质和DNA等分子的复合物，很少有人旨在实用。因此，在这项研究中，我们从开发诊断方法的角度使用功能性聚合物和无机材料构建了一个新的分析和检测系统。首先，我们发现了DNA修饰的纳米颗粒的非交联聚集现象，并证明了这可以应用于分析的可能性。这意味着，如果粒子表面上的DNA在长度和序列上都是完全互补的，则粒子将迅速聚集，并且如果在末端的单个碱基处存在不匹配，则颗粒将保持分散。此外，通过结合引物扩展反应，尝试了对实际样品的应用。样品是培养的结肠癌细胞系。根据常规方法进行DNA提取，PCR，通过磁珠纯化和单碱基引物延伸反应，并将反应产物与DNA修饰的金纳米颗粒混合。只有当引物延伸反应产物与DNA修饰的金纳米颗粒互补时才发生聚集，而红金纳米颗粒溶液则变成紫色。这表明该方法可以用作视觉遗传诊断方法。