超高感度バイオマーカー・ウイルス検出を実現する人工細胞センサーのボトムアップ構築
| Project Area | Bottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature |
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| Project/Area Number |
21H05226
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
築地 真也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40359659)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 健太 京都大学, 医学研究科, 准教授 (20616073)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥148,330,000 (Direct Cost: ¥114,100,000、Indirect Cost: ¥34,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥25,220,000 (Direct Cost: ¥19,400,000、Indirect Cost: ¥5,820,000)
Fiscal Year 2022: ¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000)
Fiscal Year 2021: ¥47,450,000 (Direct Cost: ¥36,500,000、Indirect Cost: ¥10,950,000)
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| Keywords | 人工細胞 / バイオセンサー / バイオマーカー / 情報伝達 / シグナル増幅 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、人工合成分子、脂質、タンパク質、蛍光プローブといった異種分子材料を組み合わせ、極微量のバイオマーカーやウイルスを超高感度に検出可能な「人工細胞センサー」をボトムアップ構築することを目的とする。血液や唾液などのサンプル中の極微量のバイオマーカーやウイルスを短時間で超高感度に検出可能な人工細胞センサーを構築し、デバイス設計に必要な分子設計指針を明らかにすると同時に、革新的な次世代デジタル診断技術や体内感染診断技術へ展開する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、人工合成分子、脂質、タンパク質、蛍光プローブといった異種分子材料を組み合わせ、極微量のバイオマーカーやウイルスを超高感度に検出可能な「人工細胞センサー」をボトムアップ構築することを目的とする。本年度は以下の成果を達成した。
１）リポソーム膜を透過して、内水相中のタンパク質を膜へリクルートすることのできる合成分子を創製した。この合成分子は人工細胞内のタンパク質局在移行を誘導する化学インプットとして利用することができる。
２）１で開発した合成分子に酵素応答部位を導入することで、特定の酵素の存在下でのみ合成分子の膜透過性がオンとなるシステムを構築した。このシステムを用いることで、特定の酵素の存在を人工細胞内のタンパク質の局在移行で読み出すことが可能となった。
３）人工細胞内に人工相分離ドロップレット（人工オルガネラ）を構築するプロトコルを確立した。この人工オルガネラは今後、人工細胞内でのシグナル増幅の場として利用できる。
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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
上記のように本年度は、超高感度人工細胞センサーをボトムアップ構築するための要素システムを複数確立することに成功した。またリポソームからなる人工細胞の内部に人工オルガネラを構築するプロトコルの確立にも成功し、細部のような高次情報伝達機能を持つ人工細胞の構築へ向けて着実に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度に確立した要素システムをさらに改良・最適化すると同時に、人工細胞内でのシグナル増幅系を構築することで、超高感度人工細胞センサー創出のための分子システム設計基盤を確立する。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
