ボロン酸を利用した新規イオンシーケンシング法の開発

• 研究課題/領域番号: 26702013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 松元 亮 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (70436541)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: ボロン酸 / ピロリン酸 / 核酸増幅 / シーケンサー / 生体計測 / DNA

研究成果の概要

いくつかのピリジル系ヘテロ環含有ボロン酸誘導体が、ピロリン酸とその一部の誘導体と特異的かつ可逆的、pH依存的に結合することを定量的に明らかにした。この知見を元に、電極修飾材料を開発し、ピロリン酸を30μM以上の感度で電位検出することに成功した。さらに、ピロリン酸に応答して溶解性転移を呈する材料を新たに創成し、溶液条件等を最適化することにより、核酸増幅反応におけるサーマルサイクルとの組み合わせにより、より高感度かつ簡便な電気的計測を可能とする方法論を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Demonstration of Thermo-Sensitive Tetra-Gel with Implication for Facile and Versatile Platform for a New Class of Smart Gels (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto, Shohei Sato, Tomoko Sakamaki, Mai Sanjo, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Taka-aki Asoh, Akihiko Kikuchi, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 巻: 印刷中 号: 10-12 ページ: 1000-1009
  • DOI: 10.1080/09205063.2017.1316536
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Boronate-functionalized Polymer Gel-based Insulin Delivery System with Improved Stability in Performance: A Comparative Structure–Function Study (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto, Mai Yuasa, Mai Sanjo, Miyuki Tabata, Tatsuro Goda, Toru Hoshi, Takao Aoyagi, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 4 ページ: 460-462
  • DOI: 10.1246/cl.151177
  • NAID: 130005143983
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boronate Based Metal-Free Platform for Diphosphate-Specific Molecular Recognitions (2015)
  • 著者名/発表者名: Mai Sanjoh, Daisuke Iizuka, Akira Matsumoto, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 17 号: 3 ページ: 588-591
  • DOI: 10.1021/ol5036003
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Directions in the Design of Phenylboronate-Functionalized Polymers for Diagnostic and Therapeutic Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto, Kazunori Kataoka, Yuji Miyahara
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 46(8) 号: 8 ページ: 483-491
  • DOI: 10.1038/pj.2014.42
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phenylboronic Acids-based Diagnostic and Therapeutic Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Mai Sanjoh, Yuji Miyahara, Kazunori Kataoka, Akira Matsumoto
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 30 号: 1 ページ: 111-117
  • DOI: 10.2116/analsci.30.111
  • NAID: 130004442231
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Synthetic boronate gel-driven "closed-loop" insulin delivery system with feasible safety and efficacy in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto
  • 学会等名: 11th International Gel Symposium
  • 発表場所: Nihon University, Nagatsuda, Chiba
  • 年月日: 2017-03-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 体に貼りつける人工膵臓デバイス (2017)
  • 著者名/発表者名: 松元 亮
  • 学会等名: （独）日本学術振興会先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会 平成28年度 第7回研究会
  • 発表場所: ライフイノベーションセンター（神奈川県・川崎市）
  • 招待講演
• [学会発表] Preparation of environment-sensitive tetra-gel by using stimuli-sensitive macromer (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki T, Matsumoto A, Kondo S, Sakai T, Sato S, Kikuchi A, Tei Y, Goda T, Miyahara Y
  • 学会等名: 3rd International Conference on Biomaterials Science in Tokyo
  • 発表場所: The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Electronics-free and synthetic polymeric materials based approach toward artificial pancreas (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Suganami T, Matsumoto H, Tanaka M, Ochi K, Moro-oka Y, Ogawa Y, Ishii T, Kataoka K, Miyahara Y
  • 学会等名: 3rd International Conference on Biomaterials Science in Tokyo
  • 発表場所: The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of environment-sensitive tetra-gel by using stimuli-sensitive macromer (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki T, Matsumoto A, Kondo S, Sakai T, Sato S, Kikuchi A, Tei Y, Goda T, Miyahara Y
  • 学会等名: International Symposium on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Nihon University, Nagatsuda, Chiba
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] Demonstration of environment-sensitive tetra-gel by using stimuli-sensitive macromer (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki T, Matsumoto A, Kondo S, Sakai T, Sato S, Kikuchi A, Tei Y, Goda T, Miyahara Y
  • 学会等名: The International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation in conjunction with Symposium on the Research Activities of Joint Usage
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expo Park, Suita, Osaka
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Phenylboronate based Strategies for Drug Delivery Systems and Nanobiosensing (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto
  • 学会等名: 8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: Nagoya University, Aichi, Japan
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthetic Gel based Approaches towards “Electronics-free” Artificial Pancreas (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A.
  • 学会等名: EPFL, Tokyo Tech, TMDU Joint Workshop
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都・文京区）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electronics-free and Symthetic Materials Based Appproach toward Artificial Pancreas (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Takayoshi Suganami
  • 学会等名: Seminar at City of Hope
  • 発表場所: City of Hope, Pasadena, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ボロノレクチン”を利用した生体計測とDDS (2016)
  • 著者名/発表者名: 松元 亮
  • 学会等名: 先端科学・材料技術部会 新素材分科会講演会
  • 発表場所: 新科学技術推進協会（東京都・千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] ボロノレクチンを利用した生体計測とドラッグデリバリーシステム (2016)
  • 著者名/発表者名: 松元 亮
  • 学会等名: 化学特別講義２セミナー
  • 発表場所: 東京理科大学神楽坂キャンパス（東京都・新宿区）
  • 招待講演
• [学会発表] 糖尿病患者のQOL向上を目指したエレクトロニクスフリーな人工膵臓の開発」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松元 亮
  • 学会等名: 再生・細胞医療産業化促進セミナー
  • 発表場所: ライフイノベーションセンター（神奈川県・川崎市）
  • 招待講演
• [学会発表] Boronate-based pyrophosphate-specific molecular recognitions (2015)
  • 著者名/発表者名: Iizuka D, Goda T, Matsumoto A, Miyahara Y, Sanjoh M
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ボロン酸を利用した生体計測とDDS (2015)
  • 著者名/発表者名: 松元 亮
  • 学会等名: コロイド先端技術講座2015バイオ・アクティブ・ソフトマター
  • 発表場所: 日本化学会
  • 年月日: 2015-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Electrochemical quantitative monitoring of isothermal nucleic acid amplification (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Tabata M, Yang H, Mannan F, Katayama Y, Goda T, Seichi A, Suzuki K, Miyahara Y
  • 学会等名: 2nd COINS International Symposium
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] Borono-lectin" based strategies for biosensing and smart drug delivery systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Miyahara Y
  • 学会等名: 12th International Symposium on Stimuli-responsive Materials
  • 発表場所: Sonoma, USA
  • 年月日: 2015-10-23
  • 国際学会
• [学会発表] Electrochemical label-free degranulation monitoring for in-situ evaluation of cellular function (2015)
  • 著者名/発表者名: Tabata M, Goda T, Matsumoto A, Miyahara Y
  • 学会等名: the 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2015-08-25
• [学会発表] Synthetic gel based approach toward "electronics-free" artificial pancreas (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Matsumoto
  • 学会等名: City of Hope Seminar
  • 発表場所: Pasadena, USA
  • 年月日: 2015-08-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] バイオトランジスタによる生体計測とその界面設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松元亮，田畑美幸，合田達郎，三條舞，宮原裕二
  • 学会等名: 電気学会「統合化バイオサーキット技術調査専門委員会」技術講演会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-12-22
  • 招待講演
• [学会発表] A Synthetic Gel Based Approach Toward Self-Regulated Insulin Delivery (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Ishii T, Matsumoto H, Suganami T, Tanaka M, Ogawa Y, Kataoka K, Miyahara Y
  • 学会等名: 2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston（米国）
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] Borono-lectin" Based Strategies for Biosensing and Smart Drug Delivery Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Miyahara Y
  • 学会等名: AMDI-5 & 6th IBB Frontier Symposium
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] Borono-lectin" Based Strategies for Smart Drug Delivery Systems and Biosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A
  • 学会等名: 6th TMDU International Summer Program (ISP 2014)
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] A new molecular basis for specific pyrophosphate chemosencing (2014)
  • 著者名/発表者名: Sanjoh M, Matsumoto A, Miyahara Y
  • 学会等名: APCOT2014
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-02
• [学会発表] Boronolectin" Based Strategies for Drug Delivery and Biosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A
  • 学会等名: Seminar at Birmingham University
  • 発表場所: Birmingham（英国）
  • 年月日: 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] Boronolectin" Based Strategies for Drug Delivery and Biosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A
  • 学会等名: RSC Carbohydrate 2014
  • 発表場所: Bath（英国）
  • 年月日: 2014-04-29 – 2014-05-01
  • 招待講演