Development of a high-speed luminescence assay of aging chemicals based on molecular events in living subjects

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21851
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: KIM SUNG BAE 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)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 発光 / イメージング / 化学物質 / バイオアッセイ / セマンティックウェブ / In Silico / 健康リスク / スクリーニング

Outline of Final Research Achievements

During the 2-year’s research period, we conducted an in-silico screening of potential risky chemicals from the database of 50,000 chemicals and ranked the potential impacts on human body. The top-ranked chemicals were further examined if the risks are practical using a highspeed bioluminescence screening system. As the results, we accomplished the development of (i) new bioluminescent substrates, (ii) new single-chain bioluminescent probes, for example, for determining aging chemicals, and (iii) multicolor bioluminescent portfolio. The experimental results were reported in form of 11 scientific journals, reviews, patents, and books.

Free Research Field

環境科学、分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生涯にわたる化学物質の非意図的な曝露は潜在的な健康リスクである。当研究は、データベース規模の化学物質より老化要因物質などの健康リスクを効果的に評価する手法を提示するものである。今回のIn Silico研究とWet実験系の技術的融合と連携プレイにより、これまで不可能と思われたデータベース規模の化学物質を対象に、健康リスクという物差しで定量評価できた。今後、化学物質のリスク評価分野において技術的ブレイクスルーを引き起こすことを期待している。また本研究結果は、一般市民にも、化学物質選択の際に、「老化要因性」のような健康リスクを判断資料の一つとして提案するものであり、今後の社会変革に資する研究である。