| 研究課題/領域番号 |
19H02531
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 幸治 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (20444101)
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| 研究分担者 |
川野 竜司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90401702)
岩槻 健 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50332375)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 匂いセンサー / 嗅覚 / 生体機能利用 / 電気化学 / 嗅粘液 / 味覚 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、嗅覚などの化学感覚が物質を感じる仕組みとその関連遺伝子は、ほとんどが明らかにされている。しかしそれらを培養細胞で再構成してもいまだ、イヌの鼻のような優れた分子認識機能を実現するには至っていない。本研究では主に嗅覚器を対象に、細胞外物質と化学感覚器の相互作用の観点から、嗅覚の超感受性を実現する分子機構の解明を目指す。さらに微細加工技術との技術統合により、化学感覚を模倣して生体の高機能性を再現した化学センサーの応用展開を試みる。
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| 研究成果の概要 |
嗅覚器は超高感度な匂いセンサーであり、それに関わるほとんどの遺伝子の機能が明らかにされている。しかしこれらの遺伝子を細胞に機能的に発現させても嗅覚の超感受性は再現されず、嗅覚をベースとする匂いセンサーの開発の大きな支障となっている。本研究では、超高感度センサーを実現するための基盤技術開発を目的として、細胞外物質による嗅覚感度調節に着目しその分子機構解明やデバイス開発を実施した。その結果、匂い応答の指標であるcAMPのリアルタイム計測など、様々な嗅覚と関連した測定技術の開発に成功し、嗅覚には超感受性だけでなく高速応答性が独自に備わっていることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の最大の成果は、脊椎動物で匂い応答の直接指標となるcAMPの高速イメージングに成功し、嗅覚には超感受性だけでなく、動物が素早く匂いを検出するための高速応答性が備わっていることを明らかにしたことである。これまで生物模倣型の匂いセンサー素子として、電気信号を直接発する昆虫の嗅覚受容体が主に利用されていたが本技術により、イヌも含めた脊椎動物の嗅覚受容体をセンサーに利用できるようになった。また嗅覚器を模倣するための人工粘液の作製や匂い物質の無細胞計測など、匂いセンサー開発に関連する様々な基盤技術を発展させることができた。
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