研究課題/領域番号 |
21K18171
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研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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研究機関 | 東北大学 |
研究代表者 |
佐野 大輔 東北大学, 工学研究科, 教授 (80550368)
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研究分担者 |
野地 智法 東北大学, 農学研究科, 教授 (10708001)
斉藤 繭子 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (20598031)
久保田 健吾 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80455807)
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研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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キーワード | 都市下水 / 感染症 / 免疫細胞 / ヒト抗体遺伝子 / 抗体医薬 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では、都市下水からの抗体遺伝子回収・解析手法の開発、抗病原体抗体遺伝子の選抜手法の開発、及び抗体医薬合成手法の開発に取り組む。都市下水からの抗体遺伝子回収・解析手法の開発においては、都市下水中からターゲットである抗体遺伝子配列を増幅し配列解析を行う一連の技術を開発する。抗病原体抗体遺伝子の選抜手法の開発では、ある特定の病原体由来抗原をターゲットとして、特異的な抗体遺伝子をバイオパンニングにより選抜する技術を開発する。抗体医薬合成手法の開発においては、培養B細胞における対象ゲノム領域を下水から得られた抗体遺伝子と組み換えることで、培養B細胞から目的とする抗体を分泌させる技術を開発する。
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研究実績の概要 |
本研究は、都市下水から回収した抗体遺伝子を用いて抗体医薬の合成を行う手法の開発に取り組むものである。研究2年度である令和4年度においては、前年度にPCRにより下水から取得することに成功した免疫細胞由来遺伝子の増幅産物について、次世代シーケンス解析を行うためのプロトコル構築に取り組んだ。構築したプロトコルは全部で9ステップから成り、1)下水からの固形物回収、2)遺伝子抽出、3)cDNA合成、4)PCR(1回目)、5)PCR(2回目)、6)電気泳動、7)DNA濃度測定、8)ライブラリ作成用PCR、および9)次世代シーケンシング解析、である。さらに、次世代シーケンシング解析結果の分析方法についても、バイオインフォマティクス用ソフトウェアを用いて、分析シーケンス(パイプライン)を構築した。このパイプラインを適用することで、得られた遺伝子配列解析結果を用いて系統樹を作成することができる。最終的に、実際に下水から得られた遺伝子配列を用いて、PCRに用いるプライマーおよび温度設定を含め、上記の一連の作業をについて最適化を行った。その結果、Vollmersらが2013年に発表したプライマーを用い、アニーリング温度60度でPCRを行うことで、最も効率よくPCR産物を得ることが可能であることが判明した。以上の成果をもとに、研究3年度目である令和5年度においては、新型コロナウイルス感染症が発生していた期間に採取して保管してある下水を対象として、抗体遺伝子の取得を目指す。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
PCRを用いた下水中抗体遺伝子の増幅に成功し、およびその次世代シーケンシング解析のプロトコルの最適化を達成している。下水サンプルからの抗体遺伝子取得を進めるだけの段階に至っており、全体の半分まで研究は進んでいると言えるので、「おおむね順調に進展している」と評価した。
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今後の研究の推進方策 |
これまでに過去複数年間に渡って都市下水サンプルを冷凍保存しており、DNAである抗体遺伝子はこれらのサンプル中に無傷のまま残存していることが期待される。確立されたプロトコルをこれらのサンプルに適用し、抗体遺伝子の取得を進めていく。得られた結果は、当時流行していた感染症患者数との比較等により、下水中抗体遺伝子の出現傾向に関する分析にも用いる。
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