| Project/Area Number |
22K14576
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 28040:Nanobioscience-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
Ishiwata Hitoshi 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主任研究員 (30784897)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 量子計測 / 細胞生物学 / タンパク質解析技術 / 量子生命 / 表面化学 / 量子材料 / 量子センサ / NMR |
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| Outline of Research at the Start |
筋萎縮性側索硬化症(ALS)は国内に一万人程度の患者が存在する難病の一つであり原因の解明に課題が存在する。FUS凝集体が病原性の発現に重要な可能性が示唆されており、凝集体を形成するFUSの単一構造・ダイナミクス解析が必須である。しかし、現状単一タンパク質解析は感度の問題から非常に困難である。
NVセンタを用いた微小領域量子計測は(5nm)3の微小体積からNMR計測を実現する。計測において感度を決定するのはNVセンタと観測対象の距離であり、NVセンタ表面形成技術と観測対象の表面固定の二点が重要な要素となる。本研究では表面近傍に形成されたNVセンタ直上にFUS等単一タンパク質固定技術を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we implemented a chemical treatment on diamond surfaces that facilitates the formation of carboxyl groups, and quantitatively verified the surfaces using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Peaks corresponding to sp2, sp3, C-Hx, C-O-C, C=O, and COOH were identified in the C1s spectrum observed on the diamond substrate surface. By using the reported values for sp2 and sp3 as references, we evaluated the relative binding energy values to confirm the formation of carboxyl groups. The surface analysis technology developed in this study is expected to contribute not only to protein analysis but also to the understanding and application of surface measurement techniques using quantum measurements.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
細胞内タンパク質の構造とダイナミクスの変化は細胞機能の発現を決定し、人の病気の発生にも大きな影響を及ぼす。例えば、筋萎縮性側索硬化症（ALS）は、国内に約一万人の患者がいる難病で、原因の解明と治療法の開発には大きな課題が存在する。タンパク質の凝集体が病原性の発現に重要な役割を果たす可能性が示唆されているため、これらの凝集体を形成するタンパク質の単一構造とダイナミクスの解析が必要である。本研究の成果によって確立された高感度量子計測技術とタンパク質と結合する化学修飾法は、単一タンパク質解析技術の進展に寄与し、難病の解明における大きな社会的意義を有する。
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