2015 Fiscal Year Annual Research Report
嗅覚受容体センサアレイを用いた香りの記録再生と要素臭探索
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25289120
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中本 高道 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20198261)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神崎 亮平 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40221907)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 嗅覚受容体 / フロー測定系 / センサアレイ / 蛍光細胞画像 / パターン認識 / 匂いセンサ / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
匂いセンサ素子の構築では、これまでに確立した細胞系統の作出技術に基づき、複数種類のキイロショウジョウバエ一般臭嗅覚受容体を対象に、嗅覚受容体を発現する細胞系統の作出を試みた。その結果、導入した嗅覚受容体の選択性に従い蛍光応答を示す2種類の細胞系統を作出した。様々な匂い物質に対する応答を取得したところ、作出した細胞系統はそれぞれ異なる応答特性で匂い物質を検出することを示した。これにより、異なる匂い物質を検出する匂いセンサ素子を完成した。
次にフロー測定系の検討を行った。フローの駆動に用いる液体ポンプを検討し、マイクロポンプと比べて流量の安定性に優れたシリンジポンプの方が応答のバラツキが小さいことがわかった。そこで、大型な市販シリンジポンプの代わりに、ステッピングモータ駆動の液体ディスペンサを導入し駆動回路と制御ソフトを製作した。さらにチャンバの形状を検討した。デッドスペースがあるが高密度に細胞を実装できるチャンバとデッドスペースは小さいが流路から細胞を導入するために細胞密度が低いチャンバを比較した結果、前者の方がデータの安定性が優れていることがわかった。
その後、最適化された実験パラメータを用いて、蛍光励起光を点滅させてそれに同期した成分だけを検出するロックイン計測法をさらに導入し、外乱光の影響の低減とSN比の改善を行った。その結果、OR56a発現細胞の場合、ジオスミン50nM, OR13a発現細胞の場合、1-octen-3-ol23nMまで応答を確認できた。
最後に、蛍光画像全体をセンサアレイとみなしそれから匂いの分類、定量を行うために、複数種類のOR発現細胞をチャンバに導入した。OR56a, BmOR3発現細胞をチャンバに導入して、細胞の位置をハフ変換で検出しラベル付けを行うことができた。その結果、細胞画像をパターン認識して匂い種類の識別ができるようになる。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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