Development of novel bio-nanodevice for sustainable agriculture

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19117
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Hirayama Takashi 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (10228819)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 靖彦 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (50314084) ; 持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ナノセンサー / カーボンナノチューブ / 活性酸素 / 植物ホルモン

Outline of Final Research Achievements

Research on the development of biological nanosensors for observing physiological states of living organisms at any time was conducted on plants. In this research, we demonstrated that an increase in reactive oxygen species in response to injury in plant leaves could be detected by nanosensors based on carbon nanotubes. We also worked on the development of sensors for plant hormones by taking several different approaches and were able to confirm the feasibility of their development. It would be highly expected that the development of actual sensors for plant hormones in near future.

Free Research Field

植物分子遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

データ科学により飛躍的な発展が期待される生命科学において、経時的に生理状態を把握するセンサーの開発が求められている。本研究課題で取り組んだカーボンナノチューブを基礎とした生体ナノセンサーは、汎用性が高くさまざまな生体分子のセンサーの開発が可能である。本研究課題では、植物体においてカーボンナノチューブを利用したセンサーが機能することを確認し、さらに新規生体化合物のセンサー開発も期待できる知見を得ることができた。これらの成果は、今後のセンサー開発を後押しするものであり、その意義は大きいと考える。