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ヒスタミンに応答するインテリジェント人工細胞の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19944
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

横林 洋平  沖縄科学技術大学院大学, 核酸化学・工学ユニット, 教授 (70769752)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード人工細胞 / リボスイッチ / 合成生物学 / RNA工学 / バイオセンサー / アプタマー / リポソーム
研究成果の概要

本研究では、アレルギーなどに関連するヒスタミンという化学物質を検知し、任意のタンパク質を合成する「リボスイッチ」という遺伝子スイッチを開発した。さらにそのリボスイッチを、人工細胞膜に封入し、「人工細胞」を構築した。この人工細胞は外部から加えたヒスタミンに応答して、蛍光を発するタンパク質を合成したり、細胞膜にナノサイズの穴を作って、細胞内の化学物質を放出したりすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の機能を、細胞を使わずに再現することを目指す、「人工細胞」の研究が進んできている。このような「人工細胞」は、我々が細胞の機能を理解するために役立つだけでなく、将来医療や環境分野での応用も期待される。本研究では、このような「人工細胞」に、化学物質に応答して、別の化合物を放出したり、自己破壊する機能を持たせた。このような研究の積み重ねにより「人工細胞」がより高度で複雑な機能を装備し、本物の細胞に近づき、さらには超えていくことを目指す。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] セルフリーシステムにおける人工リボスイッチの構築2020

    • 著者名/発表者名
      横林 洋平
    • 雑誌名

      生物工学

      巻: 98 ページ: 655-658

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Programmable Artificial Cells Using Histamine-Responsive Synthetic Riboswitch2019

    • 著者名/発表者名
      Dwidar Mohammed、Seike Yusuke、Kobori Shungo、Whitaker Charles、Matsuura Tomoaki、Yokobayashi Yohei
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 28 ページ: 11103-11114

    • DOI

      10.1021/jacs.9b03300

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-powered RNA nanomachine driven by metastable structure2019

    • 著者名/発表者名
      Kobori Shungo、Nomura Yoko、Yokobayashi Yohei
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 号: 11 ページ: 6007-6014

    • DOI

      10.1093/nar/gkz364

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systematic minimization of RNA ligase ribozyme through large-scale design-synthesis-sequence cycles2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Yoko、Yokobayashi Yohei
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 号: 17 ページ: 8950-8960

    • DOI

      10.1093/nar/gkz729

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a histamine aptasensor for food safety monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Dwidar Mohammed、Yokobayashi Yohei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 16659-16659

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52876-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] セルフリーシステムにおける人工リボスイッチの構築2020

    • 著者名/発表者名
      横林 洋平
    • 学会等名
      生物工学Webシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Designing RNA Devices in Test Tubes and Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Yokobayashi Y
    • 学会等名
      46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工細胞でも使える(?)RNAデバイスの作成2019

    • 著者名/発表者名
      横林 洋平
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会12.0
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expanding Chemical Interface of Artificial Cells by Synthetic Riboswitch2019

    • 著者名/発表者名
      Yokobayashi Y, Dwidar M, Seike Y, Kobori S, Whitaker C, Matsuura T
    • 学会等名
      Cell Free Systems Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Throughput Screening of Cell-Free Riboswitches by Droplet Sorting2019

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi T, Yokobayashi Y.
    • 学会等名
      Cell Free Systems Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematic Minimization of RNA Ligase Ribozyme Through Large-Scale Design-Synthesis-Sequence Cycles2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Y, Yokobayashi Y.
    • 学会等名
      46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ヒスタミンに応答する人工細胞を初めて合成

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/34046

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Synthesizing Chemical-sensing Cells from Scratch

    • URL

      https://www.oist.jp/news-center/press-releases/synthesizing-chemical-sensing-cells-scratch

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] AN RNA APTAMER THAT SPECIFICALLY BINDS HISTAMINE2020

    • 発明者名
      Yokobayashi Y, Dwidar M
    • 権利者名
      Yokobayashi Y, Dwidar M
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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