迅速な高性能蛍光免疫センサー構築を指向した直交ペプチドペアの高効率スクリーニング
| Project/Area Number |
22K20477
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安田 貴信 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (90963249)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 抗体 / コイルドコイル / ペプチド / バイオセンサー / バイオテクノロジー / 抗体工学 / ペプチド工学 / コイルドコイルペプチド |
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| Outline of Research at the Start |
Quenchbody(Q-body)は低分子からウイルスなどの高分子まで検体と混合するだけで簡便かつ高感度に抗原を検出できることから、迅速な診断が可能な免疫測定ツールとして臨床診断や生物学的研究分野での応用が期待されている。しかし、異なる2つの蛍光色素の修飾により構築されるUltra Q-bodyは実用に足る高い応答を示す反面、その構築は手間と時間がかかり容易ではなかった。そこで本研究では、ファージと酵母を利用したlibrary-versus-libraryスクリーニング法を新たに開発し、迅速かつ高効率なUltra Q-body構築に適した高親和性かつ互いに直交するペプチドペアを創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、抗体ベースの高感度バイオセンサーQuenchbody（Q-body）の構築に適する直交ペプチドペアを高効率に選抜できる新規スクリーニング法を開発することである。既報のコイルドコイル形成ペプチドペアE4/K4を用いることで抗体断片を迅速にバイオセンサー化できることは実証済みだが、さらなる高感度化のためにE4/K4とは相互作用しないが親和性は高い別のペプチドペアが望まれた。そこで、このようなペプチドペアを獲得するためにファージと酵母を利用した新たなスクリーニング法を着想した。本年度は、研究計画に従いスクリーニング用にE4/K4に変異を導入することで逆平行結合が抑制される数種類のペプチドペアを設計・合成し、これを用いて作製したQ-bodyについて狙い通り逆平行結合が抑制されることを確認した。このK4変異体に関して、ペプチドと色素間のリンカーを幾つか検討することで従来よりも高い応答を示すQ-bodyが得られることも分かった。逆平行結合抑制ペプチドペアによる蛍光応答の向上は天然抗体を直接Q-body化可能なQ-probeに適用した場合に顕著で、従来4倍であった蛍光応答が13倍まで向上することが判明した。また、将来的に獲得したペプチドペアを使って構築する2色標識Q-body構築に向けて、比較用のモデルとしてH鎖とL鎖の両方に同じE4変異体が融合されたFab断片を用いてQ-bodyを構築できることも実証した。以上、今後のスクリーニング系構築に向けて鋳型として適切な結合方向が制御されたペプチドペアを創出することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に実施予定の直交ペプチドペアスクリーニングに利用する逆平行抑制ペプチドペアの構築を上述の通り達成した。現在、K4を提示するファージとE4を提示する酵母を作製し実験モデルの実証に取り組んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度以降も基本的には計画通りに研究を推進する。スクリーニングにより濃縮されてきたペプチドペアの直交性評価と配列の同定に関して、計画段階ではELISAによる評価を考えていたが、より効率がいい酵母ツーハイブリッド法と次世代シーケンシングを組み合わせた方法も検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] The Patrol Yeast: A new biosensor armed with antibody-receptor chimera detecting a range of toxic substances associated with food poisoning2023
Author(s)
Jiulong Su, Bo Zhu, Akihito Inoue, Hiroyuki Oyama, Izumi Morita, Jinhua Dong, Takanobu Yasuda, Yoshiko Sugita-Konishi, Tetsuya Kitaguchi, Norihiro Kobayashi, Shiro Miyake, Hiroshi Ueda
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Journal Title
Biosensors and Bioelectronics
Volume: 219
Pages: 114793-114793
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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