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嗅覚器の細胞外構成成分を利用した、高感度生物模倣型匂いセンサーの基盤技術創出

研究課題

研究課題/領域番号 16H04226
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 (2018-2019)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2016-2017)

研究代表者

佐藤 幸治  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特任准教授 (20444101)

研究分担者 川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401702)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード匂いセンサー / 嗅覚 / 生体機能利用 / 電気化学 / 嗅覚受容体 / 嗅粘液 / 電気化学計測 / マイクロ流路 / シグナル伝達
研究成果の概要

最も優れた化学センサーである嗅覚器の超感受性を実現する分子機構を解明し、その再構成によって超高感度な匂いセンサーを実現するために、嗅覚受容体の感度に関わる細胞外物質の探索、遺伝子再構成系を利用した気体状匂い物質検出装置の開発、および電気化学的な揮発性有機化合物の測定法開発を行なった。その結果、匂い物質に対する感度を増大させるが、匂いとしては受容されない不揮発性物質の応答は増強しない物質を見出した。この物質を機能解析するために、一細胞レベルで気相匂い刺激に対する応答を測定する装置開発に成功した。また電気化学的手法で、溶液中の匂い物質を高速に検出する手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、イヌなどの様々な動物の嗅覚を用いた病気診断や環境測定の社会的ニーズが急速に増大している。しかし現場では生きた動物が必要となり、普及の足かせになっている。嗅覚の優れたしくみを解析し、それを人工的に再現することは、このような社会的ニーズに応える重要研究目標である。本研究により嗅覚に関わる分子機構の一端が明らかにされたとともに、人工的なセンサー開発に向けた重要基盤要素である、人工的な細胞に気体状匂い刺激を検知させる装置開発が加速することが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ミネソタ大学水産野生生物学部ソレンセン研究室(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 嗅覚の分子基盤とその生体外での再構築2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 幸治
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2 ページ: 62-64

    • NAID

      40021808356

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The Chemical Sensitivity and Electrical Activity of Individual Olfactory Sensory Neurons to a Range of Sex Pheromones and Food Odors in the Goldfish2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Koji、Sorensen Peter W
    • 雑誌名

      Chemical Senses

      巻: 43 号: 4 ページ: 249-260

    • DOI

      10.1093/chemse/bjy016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Microscale liquid layer on the olfactory receptors affects on the vapor chemical detection2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Sato
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気液界面を構成するマイクロスケール液相中での匂い物質移動計測2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 幸治
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Generation of a taste organoid from non-human primate2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Iwatsuki, Hiroo Imai, Yuzo Ninomiya, Peihua Jiang, Koji Sato, Takumi Yamane, and Yuichi Oishi
    • 学会等名
      XXVIIIth Annual Meeting of the European Chemoreception Research Organization
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キンギョにおける2種類のアミノ酸感受性嗅神経細胞2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 幸治、ピーター ソレンセン
    • 学会等名
      日本味と匂学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カイコ味覚受容体BmGr9のチャネル機能の分子基盤の解析2017

    • 著者名/発表者名
      森永 敏史、伊原 さよ子、弓田 智裕、佐藤 幸治、新村 芳人、東原 和成
    • 学会等名
      日本味と匂学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Tuning properties of goldfish olfactory receptor neurons to food odors and sex pheromones2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Sato, Peter W. Sorensen
    • 学会等名
      The 48th NIPS International Symposium - Neural circuitry and plasticity underlying brain function
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気化学測定法による匂い物質の検出2016

    • 著者名/発表者名
      宮澤 直美、佐藤 幸治、川野 竜司
    • 学会等名
      第3回サイボウニクス研究会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] プレスリリース-エサの匂いやフェロモンに応答するキンギョの嗅神経細胞を同定

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/release/2018/04/_41.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-05-20  

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