研究者紹介

CRISPR機構の酵素/基質を集積化したセンサアレイに基づく迅速・簡便な多項目遺伝子検出法を開発しております(図)。今後は、CRISPRの簡便プロセスに基づき血糖値計の要領で遺伝子検出する酵素電極センサ、集積デバイスを凌駕する程の超並列処理能力で遺伝子配列を一斉解析する量子センサの開発を目指します。

感染症における病原菌・ウイルスの判別や癌検査において、複数種類の遺伝子配列・変異を同時に検出する手法の1つとしてDNAマイクロアレイが利用されている。しかし、その分析プロセスには、標的遺伝子の一本鎖化や信号素子の標識等の煩雑な操作が必要で汎用性に課題があった。 このプロセスを簡略化させる手段として、我々は標的遺伝子を二本鎖DNA (dsDNA)のまま認識して瞬時に信号応答を示すCRISPR/Cas12の酵素反応機構に注目し、本機構を微小集積化した新規マイクロアレイを考案した (図)。本アレイのスポットには、CRISPR RNA (crRNA)と複合化したCas12酵素と予め蛍光標識された一本鎖DNA (蛍光ssDNA) 基質が固定化されており、crRNA配列に相補的な標的dsDNAと反応すると、Cas12の活性化により周囲の蛍光ssDNAが切断される。この反応により、蛍光強度が減少したスポットから標的dsDNA配列の判別を可能とした。 本法は僅か20分の反応及び洗浄操作のみで実行可能な事から、敗血症診断や術中迅速病理診断等の緊急性の高い遺伝子診断への応用が期待される。