2020 Fiscal Year Annual Research Report
細菌識別機能を有するボロン酸型蛍光プローブ複合体の開発
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20J20891
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
三ヶ木 彩芽 上智大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 細菌認識 / 糖認識 / ボロン酸 / デンドリマー / 分光分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、蛍光と凝集作用を持つ分子プローブを新たに作成することにより、高感度かつ選択的な細菌識別法の開発を目指している。分子プローブは、樹状高分子であるデンドリマーの表面に、細菌認識部位としてボロン酸を修飾したナノ分子を基本とする。これは、分子プローブ表面のボロン酸が細菌表面の糖鎖と結合し、細菌とプローブの間で多点認識が起こる事を期待したものである。
令和2年度は、1)蛍光を有するボロン酸デンドリマーを合成し、2)蛍光測定で細菌認識力を評価した後、3)MTTアッセイによる抗菌活性試験を行った。
1)については、カップリング反応や縮合反応の条件検討を経て、数種の分子プローブの合成と単離精製に成功した。2)の評価に関しては、無蛍光のボロン酸デンドリマーではプローブの凝集作用に基づく濁度測定、蛍光を有するボロン酸デンドリマーでは蛍光測定により、細菌認識力を評価した。検討の結果、フェニルボロン酸修飾デンドリマーにダンシル基を追加修飾した蛍光プローブが、無蛍光のボロン酸デンドリマーの濁度測定と比べ、約1000倍の感度向上をもたらした。この結果から、同じフェニルボロン酸デンドリマーでも、蛍光測定を行うことでより高感度に細菌を認識可能なことが示された。3)の活性試験では、2)で良い結果が得られたダンシル基修飾ボロン酸デンドリマーを用いた。実験の結果、グラム陰性菌として用いた大腸菌はグラム陽性菌として用いた黄色ブドウ球菌よりも生存率が低く、本プローブが選択的な抗菌活性を有することが示唆された。
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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
申請計画の課題について、新たな蛍光プローブの合成と単離精製、蛍光測定に基づいた細菌認識の評価、細菌の生死判定等、複数の段階を経て順調に研究を進めることができた。特に、蛍光測定を行うことで細菌認識感度が向上し、さらに細菌の生死判定において大腸菌選択性が示唆された点は新しく、高感度で選択的な細菌認識を目指す上で重要な成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度も申請計画に従って、ボロン酸デンドリマーを軸としたプローブ合成とその細菌認識機能の評価に取り組む。より高感度で選択的なプローブを開発するため、プローブと菌の分子間相互作用が認識に及ぼす影響や、ボロン酸が細菌認識や抗菌活性に関して選択性を与えるメカニズムについても明らかにする。
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