2022 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度バイオマーカー・ウイルス検出を実現する人工細胞センサーのボトムアップ構築
| Project Area | Bottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature |
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| Project/Area Number |
21H05226
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
築地 真也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40359659)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 健太 京都大学, 医学研究科, 准教授 (20616073)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Keywords | 人工細胞 / バイオセンサー / バイオマーカー / 情報伝達 / シグナル増幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、人工合成分子、脂質、タンパク質、蛍光プローブといった異種分子材料を組み合わせ、極微量のバイオマーカーやウイルスを超高感度に検出可能な「人工細胞センサー」をボトムアップ構築することを目的とする。本年度は以下の成果を達成した。
1）特定のバイオマーカー酵素に応答して、その情報を人工細胞内のタンパク質局在移行で読み出す原理を確立した。さらにその原理が複数の異なるバイオマーカー酵素に汎用的に適用できることを実証した。
2）1で確立したタンパク質局在移行誘導の原理を発展させ、特定のバイオマーカー酵素の存在を人工細胞内の発蛍光増幅シグナルとして読み出す原理を確立した。
3）1と2の原理を組み込むことで、標的特異性の異なる人工細胞センサーを複数種類、ボトムアップ構築することができた。
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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
上記のように本年度は、超高感度人工細胞センサーをボトムアップ構築するための要素システムを複数確立することに成功した。また、自己集合タンパク質からなる人工非膜オルガネラを人工細胞内で発現・構築する試みも検討を進めており、細胞のような区画や高次情報伝達機能を持つ人工細胞の構築へ向けて着実に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度に確立した要素システムをさらに改良・最適化する。特に、人工細胞内での蛍光シグナル増幅率をさらに大きく改善するための新原理の確立に力をいれる。また、並行して、バイオマーカーの検知情報を人工オルガネラへと伝達する原理を構築し、超高感度人工細胞センサー創出のための分子システム設計基盤の拡張を目指す。
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