| 研究課題/領域番号 |
20K15153
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
杉浦 広峻 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10844805)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | MEMS / microfluidics / force sensor / micro-TAS / 水晶振動子 / microTAS / 膜タンパク / AFM / 脂質二重膜 / イオンチャネル / electrophysiology |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，AFMおよびイオン電流計測の統合にもとづく創薬標的イオンチャネルの解析システムを開拓する．近年，創薬標的となるイオンチャネルを評価するスクリーニング手法が発達している．しかしながら，実験プロトコルやイオンチャネルの動態そのものに不確定性が大きく，光学顕微鏡による観察も難しいことから，実験の正確性，再現性の向上が課題となっている．そこで， (I)環状配置電極によりイオンチャネルの存在位置を探索する機構，(II)原子間力顕微鏡（AFM）によりイオンチャネルの状態を可視化する機構を統合した新手法を提案する．これにより，偽陽性検出リスクの抑制や，複雑なイオンチャネルの動態解析が可能となる．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，イオンチャネルの創薬スクリーニングに向けて，脂質二重膜を有するマイクロ流体デバイスに膜タンパクを導入し，特異的な電流検出器でイオンチャネルの特性とデバイス上の空間位置を検出，AFMでイオンチャネルの状態を同時スキャンできるようなデバイスの要素技術検討を行った．マイクロ流体デバイスは，脂質二重膜を有機溶媒の汚染がない状態で安定的に形成する手段を実現した．また，誘電泳動力を用いた膜タンパクの強制的な導入手法を実現した．イオンチャネルの特性と空間位置検出デバイスについては，原理的な実証が完了した．イオンチャネルをスキャンするAFMについては高感度カンチレバーを実現した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，AFMおよびイオン電流計測の統合にもとづく創薬標的イオンチャネルの解析システムを開拓する．近年，in-vitro系に細胞膜環境を再現することで，創薬標的となるイオンチャネルを評価するスクリーニング手法が発達している．しかしながら，実験プロトコルやイオンチャネルの動態そのものに不確定性が大きく，光学顕微鏡による観察も難しいことから，実験の正確性，再現性の向上が課題となっている．本研究より，偽陽性検出リスクの抑制や，複雑なイオンチャネルの動態解析が可能となる．これは，とりわけ化学受容性評価に正確性を要するイオンチャネル創薬の領域で 必要不可欠な基盤技術となる．
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