Development of advanced speciation for the matabolism of biometals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System
• Project/Area Number: 19H05772
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Ogra Yasumitsu 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (40292677)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: ICP-MS / スペシエーション / テルル / セレン / メタロミクス / レーザーアブレーション / AF4

Outline of Final Research Achievements

In this study, the aim was to elucidate the dynamics of bio elements at the single-cell level, while developing analytical methods based on speciation as the fundamental research strategy. As many metal-containing metabolites are biosynthesized in the cell, we used advanced technology to analyze the metal-containing metabolome in the cell and took on the challenge of elucidating the unexplored mechanisms of biological reactions. As a result, analytical chemistry-related results, including the development of a single-cell analysis for some essential elements, and an toxicological result, the identification of an unknown metabolite of the rare metal, tellurium in higher plants, were achieved.

Free Research Field

毒性学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のレーザーアブレーション法では、元素の存在量しか知ることができなかったが、スペシエーションと組み合わせることにより、イメージングとスペシエーションを同時に達成した。このような多次元解析によって、生命金属の時空間変化を詳細に解析し、新たな生命現象の解明に貢献できると期待している。
またAF4を用い、新たな視点に基づく医薬品元素不純物試験法の確立を試みた。ナノ粒子をDDS基材とした医薬品が今後も精力的に開発されてくることが想定できるが、このような新規医薬品の有効性や安全性を担保するレギュラトリーサイエンス分野における新たな分析法をなることが期待できる。