| 研究課題/領域番号 |
18300066
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
佐藤 孝明 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員 (20344187)
|
|---|
| 研究分担者 |
廣野 順三 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員 (50357878)
|
|---|
| キーワード | アルゴリズム / 人工知能 / 先端機能デバイス / 分子認識 / モデル化 / 嗅覚情報処理 |
|---|
| 研究概要 |
本研究課題では、嗅覚機能代替センサ開発研究の一環として、単一種ニオイ物質が有す複数種ニオイ要素の共通性とユニーク度の評価、及びそれらの相対強度評価について、個体レベルおよび嗅覚レセプタレベルでの解析を行う。得られた結果に基づいてセンサ信号からニオイ情報表現の形成を可能とする嗅覚模倣型ニオイ評価アルゴリズムの高度化を行う。
1)単一種ニオイ物質が有す複数種ニオイ要素の共通性とユニーク度の評価
ヒトで感度差が1億倍異なると報告されていた鏡像異性体ペアのニオイを行動実験で解析し、マウスでもほぼ同様の大きな感度差が示される結果を得た。応答した単離嗅細胞の最高感度を応答闘値濃度で比較すると、カルボン鏡像異性体より100倍高感度にこの鏡像異性体の高感度成分に応答する少なくとも2種の受容体が存在する結果が得られた。さらに、マウスの識別行動実験では、鏡像異性体ペア間のユニーク度の相違は、高感度成分のみ検知できる低濃度範囲で識別できない程度に小さい、検知-識別パラドックスを発見した。これらの結果から、ユニークな匂い要素の形成には少なくとも2種以上の共通しない高感度受容体の信号が必要であること、それらの信号がフィードフォワード抑制系を介して同期し加算されてユニークな要素情報が表現されることで、匂い識別が容易になる仮説が支持され、細部が解明された。データ検証のために3匹の行動実験データの追加収集が必要になっている。
2)嗅覚レセプタの単体成分と複合成分臭への応答性の相違
嗅覚機能代替センサ素子例である嗅覚レセプタ機能発現培養細胞系で、2成分混合刺激の応答を解析した結果、11種の応答阻害成分を発見し、レセプタ活性化機構について新たなモデルを構築した。また、この要素素子を利用した新たなニオイ検知方法に基づく人工の鼻開発の基盤を得た。得られた結果は論文に取りまとめ中である。
|
