臨床検査50巻12号

2006年11月発行

特集 ナノテクノロジーとバイオセンサ 各論 Ⅰ. ナノ粒子関連

2. 逆ミセルを用いた新規遺伝子診断法の開発

著者： 後藤雅宏¹

所属機関： ¹九州大学大学院工学研究院

ページ範囲：P.1353 - P.1361

はじめに

　30億塩基対からなるヒトゲノムの解読が完了し，その遺伝情報から疾患関連遺伝子の同定が現在盛んに研究されている．これらの遺伝情報は，予防医学，ゲノム創薬，テーラーメイド医療への応用が期待されている．ヒトゲノム塩基配列は，個人個人によりかなり多くの部分で異なっており，一般にこの塩基配列の違いは多型と呼ばれている．疾患に関連する遺伝子の多型には，通常遺伝によって受け継がれるものと，後天的に生じる突然変異がある．個人個人の疾患に対するかかりやすさは，このゲノムに存在する一塩基多型(SNP；single nucleotide polymorphisms)が重要な鍵を握っていることが明らかにされつつある．一塩基多型とは，遺伝子の塩基配列が1か所だけ違っている状態を指し，30億塩基対のうち，一塩基多型は，実に約300万個存在すると言われている．このようなSNPの検出には，短時間，安価，簡便かつハイスループットに検出する技術が求められている．このSNP解析技術として，ここ10年の間に電気化学的手法¹⁾，表面プラズモン法²⁾，QCM(Quartz Crystal Microbailance)法³⁾，比色検出法⁴⁾，マイクロチップ法⁵⁾など数多くの方法が開発されてきた．しかしながら多くの場合，プローブDNAの基盤への固定化の煩雑性や再現性などの問題が残されており，このことが遺伝子解析のコストを上げる1つの要因となっている．

　最近われわれは，DNAのハイブリダイゼーションを，逆ミセルという孤立したナノ空間で行うことに成功し，逆ミセル溶液中でのDNAのハイブリダイゼーション速度の違いを利用してSNPを検出する新しい手法を開発した^6～9)．本逆ミセル法では，プローブDNAの固定化を必要とせず，溶液系で簡便にSNPを検出可能である．ただ本手法は，新たなSNPを見つけ出す手法ではなく，様々な疾病に関連する既知のSNP情報から，そのSNPが存在するかどうかを簡便に判定(診断)する手法である．

参考文献

　１) Boon EM, Ceres DM, Drummond TG, et al：Mutation detection by electrocatalysis at DNA-modified electrodes. Nat Biotechnol　18：1096-1100, 2000

　２) Thiel AJ, Frutos AG, Jordan CE, et al：In situ surface plasmon resonance imaging detection of DNA hybridization to oligonucleotide arrays on gold surfaces. Anal Chem　69：4948-4956, 1997

　３) Wang J, Nielsen PE, Jiang M, et al：Mismatch sensitive hybridization detection by peptide nucleic acids immobilized on a quartz crystal microbalance. Anal Chem　69：5200-5202, 1997

　４) Elghanian R, Storhoff JJ, Mucic RC, et al：Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles. Science　277：1078-1081, 1997

　５) Schena M：DNA Microarray, Oxford University Press, New York, 1999

　６) 朴連春，後藤雅宏，古崎新太郎：逆ミセルを用いる遺伝子変異の検出．膜(MEMBRANE)　27：89-93, 2002

　７) 朴連春，舩井美樹，後藤雅宏：逆ミセルとインターカレータを利用したセル遺伝子変異の簡易検出．化学工学論文集　28：776-778, 2002

　８) Maruyama T, Park LC, Shinohara T, et al：DNA hybridization in nanostructural molecular assemblies enables detection of gene mutations without a fluorescent probe. Biomacromolecules　5：49-53, 2004

　９) Park LC, Maruyama T, Goto M：DNA hybridization in reverse micelles and its application to mutation detection. Analyst　128：161-165, 2003

　10) 後藤雅宏：分子集合体逆ミセルの生物工学的応用．膜(MEMBRANE)　26：179-184, 2001

　11) Imre VE, Luisi PL：Solubilization and condensed packaging of nucleic-acids in reversed micelles. Biochem Bioph Res Co　107：538-545, 1982

　12) Budker VG, Slattum PM, Monahan SD, et al：Entrapment and condensation of DNA in neutral reverse micelles. Biophys J　82：1570-1579, 2002

　13) Christensen U, Jacobsen N, Rajwanshi VK, et al：Stopped-flow kinetics of lacked nucleic acid (LNA)-oligonucleotide duplex formation：studies of LNA-DNA and DNA-DNA interactions. Biochem J　354：481-484, 2001