2013 Fiscal Year Research-status Report
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25870310
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
飯嶋 益巳 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任助教 (40390728)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオナノカプセル / バイオセンサー / バイオセンシング / 分子整列化 / ナノバイオ |
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| Research Abstract |
研究代表者は現在までに、IgG-Fc領域を特異的に表面に固定化出来るバイオナノカプセル(ZZ-BNC)を開発し、抗体分子のクラスター化と整列化、更に固相上に整列化された抗体を検出する能力を有することを見出してきた。そして、ZZ-BNCを用いて、各種イムノアッセイやイムノセンサーを高機能化すると共に、抗体分子の整列化度合いを評価するプローブを開発した。そこで本研究は、同技術を抗体以外のセンシング分子にも応用し、バイオセンサー全般の飛躍的な機能向上を目的とした。H25年度は、まず、Protein GおよびProtein L由来の各IgG結合ドメインを、ZZ-BNCのZZドメインと置換したBNC(LG-BNC, LL-BNC)を作製し、水晶発振子微量天秤法(QCM)を用いて、ZZ-BNCでは結合力が弱いあるいは結合しない抗体(Mouse IgG1, Rat IgG, Human IgG3)と結合能を有することを見出したことから、より広範なイムノアッセイおよびイムノセンサーの高感度化、高機能化の可能性を示した。
次に、抗体以外のセンシング分子(レセプター(EGFR、レプチンR、プロラクチンR、TNFaR))については、QCMのセンサーチップ金基板上にZZ-BNCを固定化した後に、ヒト由来IgG-Fc融合各レセプターを固定化することで、対応する各分子(リガンド(EGF、レプチン、プロラクチン、TNFa))の検出感度、リガンド結合能が著しく上昇することを見出した。以上から、ZZ-BNCを用いた抗体以外の様々なセンシング分子整列化技術の開発に成功し、より広範なバイオセンサーの高感度化、高機能化を達成した。なお、これらの成果は、原著論文、学会、ホームページ等での発表、さらに特許申請を行い、社会・国民に向けて積極的に情報発信を行ったことから、本研究の意義、重要性は非常に高いと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ZZ-BNCを用いて抗体以外のセンシング分子整列化技術を開発し、バイオセンサー全般の飛躍的な機能向上を目的とした。H25年度は、Protein GおよびProtein L由来の各IgG結合ドメインを、ZZ-BNCのZZドメインと置換したBNC(LG-BNC, LL-BNC)を作製してZZ-BNCとの優位性を見出し、より広範なイムノアッセイおよびイムノセンサーの高感度化、高機能化の可能性を示した。また、ZZ-BNCを用いて、抗体以外のセンシング分子整列化技術を開発し、より広範なバイオセンサーの高感度化、高機能化を達成した。現在までの成果は、原著論文や学会において積極的に発表を行い、さらに1件の特許申請を行ったことから、当初の計画通り、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に得られた結果を基盤技術として、Fcと融合できないタンパク質(糖鎖、ペプチド、DNAアプタマーなど)について、化学修飾などによりFc結合タンパク質を作製し、BNCによる生体分子整列化技術を開発することで、更に広範なバイオセンサーの高機能化を目指す。さらに、BNCを用いた新規脂質平面分子膜を作製し、センシング用生体分子のナノレベ整列化技術の開発を行うことで、バイオセンサーのマイクロチップ化、検出法の多様化、およびチャネル、レセプター等の配向性を揃えた新次元のバイオセンサーの開発を目指す。なお、これらの研究により得られた成果は、原著論文、学会、ホームページ等で幅広く発表する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
H25年度に実施した研究において、BNCを用いた各種バイオアッセイの高感度化、高特異性化が可能となったことで、当初の使用計画で計上した物品費（消耗品費）の、特に抗体およびタンパク質試薬類の過剰な使用を削減できた。そこで本研究費は、次年度の研究計画に必要な物品費、特に使用頻度が増えることが予想されるバイオセンサー関連の消耗品費に使用することとしたため、次年度使用額が生じた。
H25年度と同様に、主に物品費（消耗品費）、旅費（学会発表（国内、国外））、その他（論文投稿費、印刷費）について使用する。なお、物品費（消耗品費）は、一般試薬、ガラスおよび使い捨て器具、抗体試薬、タンパク質試薬、センサーチップや金基板などを主として使用する。
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[Journal Article] High-throughput de novo screening of receptor agonists with an automated single-cell analysis and isolation system.2014
Author(s)
Yoshimoto, N., Tatematsu, K., Iijima, M., Niimi, T., Maturana, A.D., Fujii, I., Kondo, A., Tanizawa, K., Kuroda, S.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 4
Pages: 4242
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Oligomerization-induced conformational change in the C-terminal region of Nel-like molecule 1 (NELL1) protein is necessary for the efficient mediation of murine MC3T3-E1 cell adhesion and spreading.2014
Author(s)
Nakamura, Y., Hasebe, A., Takahashi, K., Iijima, M., Yoshimoto, N., Maturana, A.D., Ting, K., Kuroda, S., Niimi, T.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 289
Pages: 9781-9794
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cell surface-fluorescence immunosorbent assay for real-time detection of hybridomas with efficient antibody secretion at the single-cell level.2013
Author(s)
Kida, A., Iijima, M., Niimi, T., Matsurana, A.D., Yoshimoto, N., Kuroda, S.
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Journal Title
Anal. Chem.
Volume: 85
Pages: 1753-1759
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] An automated system for high-throughput single cell-based breeding.2013
Author(s)
Yoshimoto, N., Kida, A., Jie, X., Kurokawa, M., Iijima, M., Niimi, T., Maturana, A.D., Nikaido, I., Ueda, H.R., Tatematsu, K., Tanizawa, K., Kondo, A., Fujii, I., Kuroda, S.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 3
Pages: 1191
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A bio-nanocapsule containing envelope (E) protein domain III of Japanese encephalitis virus (JEV) protects mice against lethal JEV infection.2013
Author(s)
Miyata, T., Tafuku, S., Harakuni, T., Tadano, M., Yoshimoto, N., Iijima, M., Matsuo, H., Kuroda, S., Arakawa, T.
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Journal Title
Microbiol. Immunol.
Volume: 57
Pages: 470-477
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Enhancement of mass-detection sensitivity in wireless-electrodeless QCM biosensors by bio-nanocapsules.2014
Author(s)
Noi, K., Ogi, H., Iijima, M., Kuroda, S., Hirao, M.
Organizer
Biosensors2014
Place of Presentation
Melbourne, Australia
Year and Date
20140527-20140530
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[Presentation] Mechanical cell sorting using antibody-immobilized nanoneedle array2014
Author(s)
Miyazaki, M., Kawamura, R., Rao, S.R., Kobayashi, T., Iijima, M., Kuroda, S., Iwata, F., Nakamura, C.
Organizer
Biosensors2014
Place of Presentation
Melbourne, Australia
Year and Date
2014-05-27 – 2014-05-31
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