2013 Fiscal Year Research-status Report
生体機能指向性エレクトリックノーズを作製し、匂いコードモデルを検証する
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25440164
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩佐 達郎 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00133926)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | リポカリン / 部位特異的変異導入 / 表面弾性波 / Chemosensory Protein |
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| Research Abstract |
匂いセンサー素子として利用するCp-Lip1と2タンパク質について生理的機能に関する研究を行った．まず、共焦点レーザー顕微鏡の資料台に還流チャンバーを設置し、嗅組織切片の匂い応答のカルシウムイメージングを試み、時間応答測定の可能な系を構築できた．嗅上皮切片を10 mMの匂い分子溶液で刺激したところカルシウム応答が見られた．しかし、低濃度（1 mM）では応答は見られなかった．そこに、Cp-Lip1 タンパク質（10 uM）を共存させると、カルシウム応答の認められなかった低濃度の匂い分子溶液にもカルシウム応答を示すようになった。これはCp-Lip1タンパク質が匂い応答の感度を高めていることを示唆する結果である．
種々の匂い分子結合特性を持つ匂いセンサー素子を作製するために、Cp-Lip1タンパク質のバレル内腔部分（A74, T76）および、その入り口部分（T86, M87, Q125, N126）に変異を導入し、匂い分子結合特性の変化を測定した．その結果、これらの変異体において匂い分子結合特性の変化が認められ、匂い分子結合特性の異なるセンサータンパク質素子の作製に成功したと言える．しかし、結合させたい分子種にあった変異の導入（分子デザイン）を行うまでには、更にリポカリンタンパク質と匂い分子の結合様式についての知見が必要である．
表面弾性波（Saw)デバイスを作成し、Cp-Lip1タンパク質と bis-ANSの相互作用を検出できることを示した。これによりSawデバイスを用いたセンサーデバイスの作製は可能であることが示された．しかし、Sawデバイスからの信号を取り込み解析するためには信号取り出し用装置を付け加える必要のあることが分かった．
匂いセンサー素子候補タンパク質として、アリの CSP7 （Chemosensory Protein 7）タンパク質遺伝子の発現・精製系を構築した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「タンパク質匂いセンサー素子」の作製については、目的とした「異なる匂い分子結合特性を持つ」１０種類の変異体を作製でき、おおむね順調に進んでいる．しかし、センサーデバイスでは計画にあったナノゲート電極電界効果トランジスター（FET）の作製が遅れ、本年度は表面弾性波（Saw）デバイスで研究を行った．また、多変量解析を行うには現存のSawデバイスシステムから信号取り出し装置を増設する必要のあることが分かり、対応中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
「タンパク質匂いセンサー」素子作製については現状の研究を推進する．また新たなセンサー素子候補として、アリのCSPタンパク質についても研究を進める．CSPタンパク質は匂い分子結合特性がCp-Lipとは大きく異なり、また、大量発現が容易であることから、生物物理学的研究の進展が期待できる．
センサーデバイスについては、表面弾性波（Saw）デバイスをメインに研究を進め、遅れていたFETについても研究を開始する．まず表面弾性波（Saw）デバイスで、信号を取り出し多変量解析を開始したい．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ほぼ計画通りに使用したが、次年度への繰り越しが可能なので、無理に残金をゼロにすることはしなかった．
2014年度には当初予想していた以外にSawデバイスの信号取り出し装置等が必要になるので、物品費が予定より多く必要と見込まれる．そこに組み込んで合わせて使用する予定である．
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[Presentation] Highly Sensitive Analysis of Water-insoluble Nanoparticles and Soluble Protein in Liquid by Resonant Surface Acoustic Wave Modulation Measurement2013
Author(s)
K. Ogawa, T.Abe, Y. Seino, T. Torigoe, Y. Tada, K. Uesugi, H. Fukuda, K. Sawada, T. Iwasa,
Organizer
26th International Microprocess and Nanotechnology Conference
Place of Presentation
Sapporo, Royton Sapporo
Year and Date
20131105-20131108
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