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KIST、アルツハイマー病を容易に診断できる多重遺伝子増幅技術を開発

高麗大と共同で、ハイドロゲル利用し同時検出可能···遺伝疾患診断への利用に期待


「ハイドロゲル」を利用して疾患の遺伝子を容易に検出する技術が開発され、アルツハイマー病などの遺伝子疾患の診断に応用できる見通しとなった。

韓国研究財団(チョ・ムジェ理事長)はKISTのチェ・ナクウォン博士と高麗大学校のチェ・ジョンギュ教授共同研究チームがハイドロゲルの柱を利用したリアルタイム核酸増幅(qPCR : quantitative polymerase chain reaction)連鎖反応」に成功したと11月8日に発表した。

リアルタイム核酸増幅は極少量の遺伝物質を増幅して疾患遺伝子の有無を判断する方法。がんやアルツハイマー病などの遺伝疾患の診断や予後観察に広く使用されている。

しかし既存の溶液基盤のリアルタイム核酸増幅は単一のサンプルで3~4個の遺伝子だけ同時に検出できる。また目標とする遺伝子を増幅する開始剤であるプライマー(primer)を精巧に構成しても非特異的な増幅が生じるという限界があった。

研究チームはハイドロゲルを使用すれば多数のプライマーの空間的隔離が可能で、これまでの限界点を克服できると予測して研究を開始した。ハイドロゲルは水分の含有量が90%の親水性高分子で、すぐれた生体親和性により人工臓器や薬物伝達受容体などに使用されている。

研究チームはプラスチックのチップにいくつかのハイドロゲルの柱を紫外線を照射して固定した。これによりハイドロゲルの柱を位置別に区分できるようにした。そしてハイドロゲルの中には特定のマイクロRNAを増幅するためのプライマーを固定した。

マイクロRNA(miRNA)はタンパク質重合体の内部のアミノ酸を翻訳する機能のmRNA(messenger RNA)からタンパク質が翻訳されるのを抑制するRNA。

ハイドロゲルは紫外線のエネルギーによって気孔の大きさを調節することができ、これによりマイクロRNAとリアルタイム核酸増幅に必要な物質がハイドロゲル内部に自由に拡散するようにした。またハイドロゲルの柱まで落とすことでフォワードプライマー(forward primer)が互いに干渉しないようにした。

こうして製造されたハイドロゲルの柱はリアルタイム核酸増幅が進むにつれて、フォワードプライマーのあるハイドロゲルの柱にのみ蛍光を帯びる。複雑なプライマー構成がなくてもいくつかの種類のマイクロRNAが互いについてだけ反応するようにした。また、ハイドロゲルの柱の数だけ最大で27個の遺伝子を同時に検出でき、従来に比べて同時多重検出の効率性が大幅に増加した。

研究チームは検証モデルとしてアルツハイマー病と関連のある5種類のマイクロRNAを人間の血漿(Plasma)の中でも選択的に検出した。研究に当ったKISTのチェ・ナクウォン博士は「ハイドロゲルを利用していくつかの遺伝子を同時に精密に検出できる最適の技術を開発した。アルツハイマー病などの遺伝疾患の診断に役立つと思う」と話している。

研究成果は『Biosensors & Bioelectronics』に10月19日付で掲載された。







[2017-11-13]

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