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Development of Organized Molecular Assembly-Based Array Systems Toward On-site Proteomics

Research Project

Project/Area Number 20K15318
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Minamiki Tsukuru  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40793980)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords分子集積体 / 分子認識 / トランジスタアレイ / 自己組織化単分子膜 / オンサイト分析 / 金属錯体型レセプタ / プロテオミクス
Outline of Research at the Start

タンパク質の翻訳後修飾情報(プロテオミクス)は,医療や創薬の精度を高めるうえで重要である。しかしながら,従来の分析技術ではプロテオミクス分析の簡略化・高速化や低コスト化が困難であった。そこで本研究では,多彩な修飾に合わせて任意に認識能を調節可能な分子集積体ライブラリと,微細トランジスタアレイを組み合わせることで,プロテオミクスのオンサイト分析を実現する基盤技術の創出を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Post-translational modification (PTM) for proteins is one of the beneficial sensing targets in medical treatments and drug discovery because the expression pattern of PTM highly corresponds to the appearance and advance of various diseases. However, on-site sensing systems for achieving comprehensive and quantitative analyses of PTM is not established yet. To achieve the on-site analysis of PTM information, this research developed a rapid and straightforward discrimination system for chemical compounds with mutual molecular structures by combing a transistor array device and molecular assembly with easy-tunable analyte selectivity. As a result, the simultaneous discrimination of model units of PTM (=phosphorous compounds) was successfully demonstrated. We believe that our strategy can pave the way for the construction of innovative analytical platforms to accelerate the utilization and application of PTM information in diagnostics and related fields.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

多岐に渡るタンパク質の化学修飾の全てに対応する分析試薬を揃えることは非現実的であり、従来技術では極微量のタンパク質の多彩な修飾状態を定量的かつ網羅的に同定することは困難であった。本研究で得られた知見は、翻訳後修飾解析におけるスループットの向上に大きく貢献するものであり、医療・創薬の現場にて高次元でのタンパク質情報の利活用が期待できる。また、従来技術を凌駕する時間分解能によって、疾病の発症・進行過程と翻訳後修飾の連続的変化とを関連付けることが可能となり、発症メカニズムの解明や新たな治療方針の策定などへの発展が期待される。

Report

(2 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Molecular array device and multivariate analysis for biological fluids2020

    • Author(s)
      冨田 峻介, 菅井 祥加, 南木 創, 栗田 僚二
    • Journal Title

      Denki Kagaku

      Volume: 88 Issue: 3 Pages: 262-271

    • DOI

      10.5796/denkikagaku.20-TE0006

    • NAID

      130007897246

    • ISSN
      2433-3255, 2433-3263
    • Year and Date
      2020-09-05
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] The Power of Assemblies at Interfaces: Nanosensor Platforms Based on Synthetic Receptor Membranes Sensitivity using an Organic Field-Effect Transistor2020

    • Author(s)
      Tsukuru Minamiki, Yuki Ichikawa, Ryoji Kurita
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 20 Issue: 8 Pages: 2228-2228

    • DOI

      10.3390/s20082228

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 機能性界面・空間のマルチスケール制御に立脚したバイオ分析基盤の開発2020

    • Author(s)
      南木 創
    • Organizer
      第4回TIA-EXA広域エレクトロニクス融合セミナー
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 選択的相互作用により駆動する固体発光ポリマーシステム2020

    • Author(s)
      南木 創
    • Organizer
      新技術説明会(JST)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 分子認識能の自在変調を指向した混成単分子膜修飾トランジスタの開発2020

    • Author(s)
      市川 佑貴, 南木 創, 栗田 僚二
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第42回研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高スループットかつ定量的な微生物解析に向けたデジタルマイクロアレイの開発2020

    • Author(s)
      田中 裕真, 南木 創, 小笠原 渉, 栗田 僚二
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 多彩な分子応答性を示す混成単分子膜に基づいたFET化学センサの開発2020

    • Author(s)
      南木 創, 市川 佑貴, 栗田 僚二
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Preparation of a Polythiophene Luminescent Film Based on the Polymer Composite System2020

    • Author(s)
      南木 創, 江坂 亮祐, 栗田 僚二
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 研究者個人HP

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/t.minamiki/

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 産業技術総合研究所 ナノバイオデバイス研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/bmd/biomed-nbd/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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