| 研究課題/領域番号 |
21K19117
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
平山 隆志 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (10228819)
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| 研究分担者 |
林 靖彦 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (50314084)
持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | ナノセンサー / カーボンナノチューブ / 活性酸素 / 植物ホルモン / 人工知能 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物の環境ストレス応答や成長状態の指標となる植物ホルモンや代謝物の内性量の把握は、農業および基礎生物学において重要でこれらの物質を観測する生体ナノセンサーが嘱望されている。本研究課題では、新規のカーボンナノチューブ(CNT)修飾技術を用い様々なCNTナノセンサーを開発する一方、植物ホルモン等の実測値との比較データから人工知能を用いてCNTの反応性と化学修飾の関連を明らかにしつつ、植物ホルモン等の生体ナノセンサー/デバイスの開発に挑戦する。さらにそれを利用した圃場作物の成長・生理状態をモニタリングするシステム構築を通じて、持続可能な農業の実現と、基礎生物学における植物観測方法の刷新を目指す。
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| 研究成果の概要 |
生体の生理状態を随時観測するための生体ナノセンサーの開発研究を、ナノセンサーの導入が容易な植物を対象に行った。この研究で、活性酸素に応答するカーボンナノチューブを基礎としたナノセンサーを用いて、植物の葉における傷害に応答した活性酸素合成増加を観測することに成功した。また、植物ホルモンのセンサー開発にも異なる手法で取り組み、その開発の可能性を確認することができた。今後、実際のセンサー開発が期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
データ科学により飛躍的な発展が期待される生命科学において、経時的に生理状態を把握するセンサーの開発が求められている。本研究課題で取り組んだカーボンナノチューブを基礎とした生体ナノセンサーは、汎用性が高くさまざまな生体分子のセンサーの開発が可能である。本研究課題では、植物体においてカーボンナノチューブを利用したセンサーが機能することを確認し、さらに新規生体化合物のセンサー開発も期待できる知見を得ることができた。これらの成果は、今後のセンサー開発を後押しするものであり、その意義は大きいと考える。
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