2021 Fiscal Year Annual Research Report
生体内分子イベントを指標とした老化要因物質の高速発光判定基盤技術の創成
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20K21851
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
金 誠培 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60470043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 紀郎 国立研究開発法人理化学研究所, 情報システム本部, ユニットリーダー (20415160)
桝屋 啓志 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 室長 (40321814)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 生物発光 / 可視化 / 化学物質 / バイオアッセイ / イメージング / 発光プローブ / 環境リスク / 健康リスク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、データベース規模の化学物質から潜在的な環境リスクを洗い出すために、理研独自の化学物質のセマンティックウェブ（機械可読な形で記述された意味符号）技術によりリスク候補群をランク付け、産総研の高速発光スクリーニング技術により評価することを目的とした。
今年度は、理研の5万種以上の化学物質のセマンティックウェブ情報から得られた上位100種類の化学物質リストの信頼性を再検証すると共に、産総研ではその評価研究を行った。理研からのリスク候補群を対象に、それに特異的な発光バイオアッセイシステムの構築と高速発光スクリーニングを実施した。まず、発光バイオアッセイに使う新規発光基質を合成し1件の特許出願を行った。また、高速評価のために、化学物質の多色発光イメージングシステムを開発した。この新規システムを虹色発光イメージングプラットフォームと名付け、Sci Reports (NPG) に論文発表した。さらに、前述のリスク候補群に着目して、それぞれの化学物質に対応する発光プローブの開発研究を行った：具体的には、ラパマイシン（免疫毒性物質）、レチノイン酸（催奇形性物質）、小分子性ホルモン類似体にそれぞれ応答するプローブの開発とそのプロトコルを専門誌に11件論文発表（一部は出版待ち）した。これらの知見を基にした研究総説を分析化学の専門誌であるAnal Sciに発表した。関連して、1冊の単行本（Live Cell Imaging, Springer Nature）を出版し、2冊の単行本（Bioluminescence 4th edition Vol. 1 & 2, Springer Nature）が出版待ちである。
これらの成果は、当初計画したAI技術を用いた化学物質リスクのIn Silico検索と発光基盤のバイオアッセイ系の開発と実施ができた点で、研究計画を予定通り達成することができた。
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