2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of drug screening robot microscope by super resolution molecular dynamics analysis
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16K00413
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小塚 淳 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (10432501)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超解像 / スクリーニング / １分子計測 / ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現代の生命科学において、各種疾病のメカニズムの解明など生命現象の根本的な理解には分子レベルでの研究アプローチが必須であり、超解像技術を駆使し、生体分子1個の動態や機能、構造を分析し、細胞／組織／個体の各階層で見られる現象の理解を目指す研究が近年広く行われている。今後、創薬における薬剤スクリーニングやゲノム多型における表現型解析、疾病の診断において生体分子の動態から定量される値を基に種々の判断を下し、分子メカニズムに即した詳細かつ正確、分析的な新しい医療技術へと発展させることが期待される。しかし、生体分子動態の物理・化学パラメータを高精度・高効率で求めるには技術的ブレークスルーが必要である。そこで本研究では、分子動態変化から薬効評価を行うハイスループットロボット顕微鏡開発を行う。また、超解像分子動態解析（細胞膜近傍の分子１個の動態（拡散や構造変化等）計測からレセプターの状態分布やその遷移レート、レセプター分子と下流のアダプター分子の動態相関など、様々な物理・化学パラメータを定量する手法）により定量される細胞内情報伝達や遺伝子発現、内在化、適応といった細胞機能の薬剤応答を指標とした新規スクリーニング（細胞内1分子スクリーニング）システムの構築を目指す。本年度は、開発したシステムの論文発表を行ったM. Yasui, et.al, "Automated single-molecule imaging in living cells," Nat Commun, vol. 9, p. 3061。人工知能支援顕微鏡法に基づき生細胞分析のために開発された自動単一分子イメージングシステムは系統的な細胞シグナル伝達分析のための自動化単一分子イメージングが実行可能であり、単一分子スクリーニングに適用することができる。したがって生物学的および薬理学的研究への広い貢献が期待できる。
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