2011 Fiscal Year Research-status Report
心臓組織におけるストレスホルモン様化学物質評価系の構築
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23750096
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
金 誠培 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究員 (60470043)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 生物発光酵素 / 一分子型生物発光プローブ / ストレスホルモン / 分子イメージング / 超高輝度 / バイオ診断 / 臓器組織分化 / 高感度・高輝度化 |
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| Research Abstract |
当該研究計画書で定めた目的として「ストレスホルモンプローブの開発と高輝度化、及び生物発光顕微鏡による時空間的な分解能の向上」を掲げたことから、新たな生物発光酵素を樹立し、ストレスホルモンプローブに適用することによって、プローブの高輝度化・高感度化を図った。 そのために、深海発光プランクトン由来の生物発光酵素にポイント変異を導入することにより、従来酵素より10倍程度明るくて、発光安定性の優れた生物発光酵素を樹立できた（Kim et al. Anal. Chem., 2011, 83, 8732-8740）。また、このプランクトン由来の発光酵素を搭載した新規ストレスホルモン可視化プローブを開発した。この新規可視化プローブは、分子内構造を最適化したものであり、以前当該研究者が開発したストレスホルモンプローブに比べて約10倍程度検出感度を向上できた。この高感度性を用いて約15人の健常人の唾液からストレスホルモンを計測することに成功した。この結果をアメリカ化学会（ACS）のBioconjugate Chemistryに報告した（Kim et al. Bioconju. Chem., 2011, 22, 1835-1841）。 また、前記ストレスホルモンプローブの分子設計に関する当該研究から得た新しい知見を元に、分子設計手法に関する論文を発表した（Kim, Protein Eng. Design Sel., 2012, 印刷中； DOI: 10.1093/ protein/ gzs016）。 この一連の研究から、ストレスホルモンを高感度で検出する材料、プローブ設計、手法に関する新たな研究成果を対外に発信できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ストレスホルモン可視化プローブの性能の高輝度化・高感度化に成功した。また、分子設計を改良することによって検出感度を10倍まで改善した。この可視化プローブを癌細胞に導入し、その発光特性を計測できた。論文の質・数からも当初想定した以上の成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今までの研究から、極めて高感度のストレスホルモン可視化プローブを開発できたことから、この新規プローブを生体組織へ適用する実験を推進する。具体的には、未分化細胞に生物発光プローブ遺伝子を導入した後、分化誘導後の臓器組織で、プローブの性能（応答性、発光強度等）を評価する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
これから臓器組織イメージングを行うことから、基質などの試薬も一段と多く使用するであろうと予測される。研究計画の最終年度であることから、研究成果の発信にも一部の予算を使用する予定である。
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