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DNAオリガミ分子機械を活用した可動式人工抗体の構築と超高感度抗体標識法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K22261
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関関西大学

研究代表者

葛谷 明紀  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (00456154)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードDNAオリガミ / 人工抗体 / 分子機械
研究開始時の研究の概要

本研究は、医療診断分野で広く用いられている抗体分子に関して、その製造コストの問題を解決するために、「抗体がもつ特長を全て備えつつ、さらにこれを凌駕した機能をもつ『人工抗体』を、タンパク質以外をつかって構築する」ことを目的とする。そのために、研究代表者が世界に先駆けて独自に開発した「ターゲット分子を挟むように結合することでX字型の開いた構造から=字型の閉じた構造に変形するDNAオリガミ分子機械(Nature Commun. 2011, 2, 449. DNA PliersとDNA Chopsticks)」を本体に使用することで、DNAでできた「人工抗体」を構築することをめざす。

研究成果の概要

免疫染色やELISAでも用いられる実践的なターゲットを認識する「基質認識部位」、およびDNAオリガミ分子機械の構造変化を蛍光や酵素活性として検出するための「シグナル発信部位」を、研究代表者独自の動いて機能する「DNAオリガミ分子機械」に組み込むことで、世界に類例のない「アロステリック人工抗体」の実用化をめざした。特に、DNAオリガミ分子機械のこれまでにない動作機構を採用することで、選択的なシグナル発信のオンオフ制御に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日までにがんの治療薬として「抗体医薬」の有用性が広く認知されてきたが、タンパク質である抗体分子の製造には大きなコストがかかるため、これらの普及は同時に、我が国の今後の医療費の高騰を引き起こす可能性があることが指摘されてきた。本研究が目的とする核酸ベースの人工抗体を実用化することができれば、抗体医薬の抗原認識部位だけを取り出して活用することで、非常に安価な後発医薬品を広範に提供できるプラットフォームを確立できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 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 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Single-Molecule AFM Study of DNA Damage by 1O2 Generated from Photoexcited C602020

    • 著者名/発表者名
      Ray Ankita、Liosi Korinne、Ramakrishna Shivaprakash N.、Spencer Nicholas D.、Kuzuya Akinori、Yamakoshi Yoko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 11 号: 18 ページ: 7819-7826

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c02257

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of DNA Quadruplex Hydrogels Prepared from Polyethylene Glycol-Oligodeoxynucleotide Conjugates to Cell Culture Media2019

    • 著者名/発表者名
      Shizuma Tanaka, Shinsuke Yukami, Yuhei Hachiro, Yuichi Ohya, Akinori Kuzuya
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 号: 10 ページ: 1607-1607

    • DOI

      10.3390/polym11101607

    • 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] DNA OrigamiのAFM観察を活用した単分子抗原検査法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      南出悠貴、西山健太郎、仁木智哉、秋葉宏樹、永田諭志、鎌田春彦、大野浩章、葛谷明紀
    • 学会等名
      第 5 回分子ロボティクス年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of Antigen Binding on DNA Origami Using Atomic Force Microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Minamide, Kentaro Nishiyama, Tomoya Niki, Hiroki Akiba, Satoshi Nagata, Haruhiko Kamada, Hiroaki Ohno, Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      CBI学会2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time AFM Observation of DNA-Capped CyD Rotaxane Attached to a DNA Origami Pegboard2020

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      BIONANO2020 Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-Time Single-Molecular AFM Observation of DNA Origami Nanomachines2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      The 14th International Symposium in Science and Technology at Chulalongkorn University
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA Quadruplex Hydrogels Prepared by Liquid-Phase Large Scale DNA Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      Commemorative International Symposium of Nucleic Acid Chemistry (CISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 知能分子学研究室

    • URL

      https://wps.itc.kansai-u.ac.jp/mol-mach/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 関西大学 学術情報システム

    • URL

      https://gakujo.kansai-u.ac.jp/profile/ja/e43atXUd5P3aff3deIc240Ib6.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 関西大学 学術情報システム

    • URL

      http://gakujo.kansai-u.ac.jp/profile/ja/e43atXUd5P3aff3deIc240Ib6.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 関西大学 学術情報システム

    • URL

      http://gakujo.kansai-u.ac.jp/profile/ja/e43atXUd5P3aff3deIc240Ib6.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 核酸構造体2020

    • 発明者名
      葛谷明紀、高橋望、岡本祐太、河野幸子、加藤千尋、齋藤敬太
    • 権利者名
      セルスペクト株式会社、関西大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-132829
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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