2019 Fiscal Year Annual Research Report
Distribution control of sugar chains for the highly sensitive influenza bio-sensor system
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17K05010
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
河原 敏男 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (80437350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大海 雄介 中部大学, 生命健康科学部, 助手 (10584758)
中内 靖 筑波大学, システム情報系, 教授 (50361324)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオセンサ / ナノカーボン応用 / 糖鎖の評価・最適化 / インフルエンザ感染性 / 糖鎖分布制御 / 機械学習 / ウイルス定量化・比較 / センサーネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で開発するバイオセンサは、グラフェンFETの表面にレセプターである糖鎖プローブを展開したものであり、糖鎖プローブのシアル酸配位によりインフルエンザウイルスの感染宿主を選択的に結合させる。高感度検出のための糖鎖プローブ構造最適化のため、展開手法の比較を行った。特に、効率的な検出のための糖鎖プローブの分布制御を行った。平成30年度に、Sialylglycopeptide (SGP)のゆらぎを抑えることに成功した。引き続き、糖鎖を持たないタンパク質であるBSA (Bovine serum albumin) への固定化プロセスを用いて、Sialyllactosamine (SiaLacNAc)とSialylglycopeptide (SGP)のウイルスとの反応性を比較検討した。まず、BSA固定化による糖鎖の制御手法について論文にまとめた。シアロ糖鎖ポリマー及びSiaLacNAc-BSAとウイルスの反応に対する吸光度から、ヒト型ウイルスに対して、2-6配位の糖鎖の反応性が高いこと、及び、BSA固定化により、ウイルスとの反応の効率が良くなったことが分かった。一方、各種ウイルスとの反応の比較から、SiaLacNAc-BSAに比べて、SGP-BSAではA/Aichi/28/2008への結合活性が低く、短い糖鎖がパンデミック株の検出に有用な可能性がある。この結果を学会発表した。さらに、糖鎖とウイルスの反応状態を調べて安定化のメカニズムを探り、高感度化のための糖鎖の空間配置も検討した。一方、ウイルスと細胞や糖鎖の結合に関して、微小な信号を解析しなければならないため、多数の感染実験から結合性を評価する必要がある。解析効率の向上により大電流化の要件の緩和が期待されるため、反応評価実験に使用するウイルスのプラーク写真のカウンティングに関して、機械学習を用いて自動解析を検討した。
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[Journal Article] Effective binding of sugar chains to influenza virus on the surface by bovine serum albumin localization2019
Author(s)
Toshio Kawahara, Hiroaki Hiramatsu, Yuhsuke Ohmi, Nongluk Sriwilaijaroen, Yasuo Suzuki, Shin-ichi Nakakita, Yohei Watanabe, Yasuhide Ohno, Kenzo Maehashi, Takao Ono, Yasushi Kanai, Kazuhiko Matsumoto
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 58
Pages: SIID03
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effect of Clustering on the Fluctuation in Binding Activity of Sugar Chains to Influenza Viruses2019
Author(s)
Toshio Kawahara, Hiroaki Hiramatsu, Yuhsuke Ohmi, Toshimitsu Hayashi, Yasuo Suzuki, Nongluk Sriwilaijaroen, Shin-ichi Nakakita, Yohei Watanabe, Yasuhide Ohno, Kenzo Maehashi, Takao Ono, Yasushi Kanai, Kazuhiko Matsumoto
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Journal Title
IEEE Conf. Proc.: 2019 25th Int. Conf. Noise and Fluctuations (ICNF)
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] インフルエンザウイルスセンサのためのsialylglycopeptideのbovine serum albumin固定化によるゆらぎの低減2019
Author(s)
河原敏男, 平松宏明, 大海雄介, 鈴木康夫, 林京子, 中北愼一, 渡邊洋平, 大野恭秀, 前橋兼三, 小野尭生, 金井康, 松本和彦
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Journal Title
表面と真空
Volume: 62
Pages: 470-475
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] グラフェントランジスタを用いたノイラミニダーゼ反応の計測基盤2020
Author(s)
小野尭生, 鎌田果歩, 林亮太, Piacenti Alba Rosa, Gabutt Calum, 宮川成人, 山本佳織, Sriwilaijaroen Nongluk, 平松宏明, 金井康, 小山知弘, 井上恒一, 牛場翔太, 品川歩, 木村雅彦, 中北愼一, 河原敏男, 家裕隆, 渡邉洋平, 鈴木康夫, 千葉大地, Contera Sonia, 松本和彦
Organizer
第67回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] インフルエンザウイルス検出のためのグラフェンFET上へのヒト型シアロ糖鎖修飾方法の検討2020
Author(s)
山本佳織, 小野尭生, 宮川成人, 金井康, 小山知弘, 谷奥正巳, 牛場翔太, 品川歩, 井上恒一, 渡邊洋平, 中北愼一, 河原敏男, 鈴木康夫, 木村雅彦, 千葉大地, 松本和彦
Organizer
第67回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] 抗インフルエンザ抗体を提示したグラフェンFETによるインフルエンザウィルス検出法の開発2020
Author(s)
南保舞子, 小野尭生, 宮川成人, 金井康, 小山知弘, 谷奥正巳, 牛場翔太, 品川歩, 井上恒一, 渡邊洋平, 中北愼一, 河原敏男, 鈴木康夫, 木村雅彦, 千葉大地, 松本和彦
Organizer
第67回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] マウス脳由来細胞におけるインフルエンザウイルス－糖鎖相互作用の解析2020
Author(s)
河原敏男, 平松宏明, 大海雄介, 鈴木康夫, 中北愼一, 渡邊洋平, 大野恭秀, 前橋兼三, 小野尭生, 金井康, 松本和彦
Organizer
日本薬学会第140年会
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[Presentation] Effect of Clustering on the Fluctuation in Binding Activity of Sugar Chains to Influenza Viruses2019
Author(s)
Toshio Kawahara, Hiroaki Hiramatsu, Yuhsuke Ohmi, Toshimitsu Hayashi, Yasuo Suzuki, Nongluk Sriwilaijaroen, Shin-ichi Nakakita, Yohei Watanabe, Yasuhide Ohno, Kenzo Maehashi, Takao Ono, Yasushi Kanai, Kazuhiko Matsumoto
Organizer
IEEE Conf. Proc.: 2019 25th Int. Conf. Noise and Fluctuations (ICNF)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Effects of a monogalactsyl diacylglyceride obtained from Coccomyxa sp. KJ, a green microalga, against mouse norovirus infection2019
Author(s)
Yuto Nomura, Kyoko Hayashi, Toshimitsu Hayashi, Toshio Kawahara, Jung-Bum Lee, Satoko Komatsu, Mana Kanazashi, Hitoshi Kuno, Kinya Atsumi
Organizer
25th International Glycoconjugate Organization
Int'l Joint Research
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[Presentation] グラフェン電界効果トランジスタ上のシアロ糖鎖修飾プロセスの検討グラフェン電界効果トランジスタ上のシアロ糖鎖修飾プロセスの検討2019
Author(s)
山本佳織, 小野尭生, 宮川成人, 金井康, 小山知弘, 谷奥正巳, 牛場翔太, 品川歩, 井上恒一, 渡邊洋平, 中北愼一, 河原敏男, 鈴木康夫, 木村雅彦, 千葉大地, 松本和彦
Organizer
第80回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] BSA固定化シアリルラクトサミンのインフルエンザウイルス結合活性2019
Author(s)
河原敏男, 平松宏明, 大海雄介, 鈴木康夫, 林京子, 中北愼一, 渡邊洋平, 大野恭秀, 前橋兼三, 小野尭生, 金井康, 松本和彦
Organizer
第80回応用物理学会秋季学術講演会
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