| Project/Area Number |
23K17862
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡本 行広 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50503918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大城 敬人 大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授(常勤) (10462665)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | エマルジョン / 脂質 / 抽出 / 電気化学検出 / 機械学習 / ナノポア / 多様性 / 前処理 |
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| Outline of Research at the Start |
DNAやタンパク質などの水溶性分子は疾患研究と関連して，分離法や解析法が精力的に研究されてきた．しかし，脂質などの非水溶性分子に関しては，分離法や解析法は存在するが，疾患研究で要求される分離性能，濃度感度，操作の簡便さなどの点で，これら手法は依然として課題を多く抱えている．そこで，脂質分子の研究を加速させ，疾患研究に応用可能な分離法・解析法の研究が必須であり，これを本課題では取り組む．
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂質分子は，核酸・タンパク質に続くバイオマーカーとして注目されている．現状のリピドミクス分析では，(i)細胞からの脂質抽出および液体クロマトグラフィーにより脂質を分離後，(ii)質量分析による構造解析が行われている．しかし，現行法は，分離性能，検出限界，脂質の構造解析の能力の点で，限界に到達しており，リピドミクスの飛躍をこれ以上望めない．つまり，リピドミクスの発展には新規原理の確立が不可欠である．そこで，新たなリピドミクス解析法の確立を目指す．このため，本年度は，以下の２項目に関して研究を実施し，以下の成果を得た．
(I) 脂質抽出法の確立；脂質分子単独，またリポソーム単独の試料を用いて，抽出剤による脂質分子の抽出性能(回収率，選択率など）を評価した．その結果，条件の再検討(抽出時間、温度などの条件）は必要と思われるが，現状の手法と遜色ない結果を得ることに成功した．また，同時に，抽出に及ぼす抽出剤の特性を解析し，細胞からの脂質分子の抽出に最適と考えられる抽出剤を決定した．
(II) ナノポア電極による脂質1分子検出と機械学習の併用による脂質1分子の構造解析の実証: 各種脂質分子に対して，ナノポア電極による検出および機械学習による構造解析を試みた．その結果，脂質分子をナノポア電極で検出することに成功するとともに，機械学習により，各種の脂質に特徴となるシグナルを見出し，本手法が脂質の検出・解析に利用可能であるという結論に至った．また，各種の機械学習の方法を比較検討し，最適と考えられる機械学習法を見出しつつある状況である．
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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
今年度計画していた脂質抽出法の評価，そしてナノポア電極による脂質1分子検出と機械学習の併用による脂質1分子の構造解析の実証を行い，申請時に想定している方法論により，本申請の目的の達成の見込みがたったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，当初の予定どおり，申請者間で共同で実施して、細胞からの脂質分子の抽出/検出/解析の統合デバイスの開発を試みる．この目的のため，抽出と検出をスムーズに実施可能な統合デバイスの設計および作製，そして，一貫操作を行う際の問題点を検討し，それを基に，操作条件の最適化を行っていく．
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