次世代型デジタルバイオアッセイのための動的フェムトリアクタ技術

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H05624
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分D
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野地 博行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00343111)
• 研究期間 (年度): 2019-06-26 – 2024-03-31
• キーワード: 1分子計測 / デジタルバイオ分析 / フェムトリアクタ / ウイルス粒子 / ナノバイオ

研究成果の概要

本プロジェクトは、既存のデジタルバイオ分析技術を刷新するため、液液相分離現象やSoret効果など特異な物理学現象を効果的に取り込み「動的ナノリアクタ技術」という新しい領域を開拓した。その結果、自律的にターゲット分子を濃縮するリアクタ技術、相分離ドロプレットをパターニングする技術、自律成長する「人工細胞リアクタ」などを開発した。これらの成果は家庭などオンサイトで高感度な生化学検査を可能とする「次世代型デジタルバイオ分析技術」の基礎となる。また、酵素分子・ウイルス粒子の「個性」の定量計測を行い、個性発現メカニズムの一端を明らかにした。さらに、分子間個性と進化能が相関を持つという発見にも至った。

自由記述の分野

1分子生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義として「動的ナノリアクタ技術」の確立があげられる。そこから派生した「人工細胞リアクタ工学」は、合成生物学およびバイオ工学に新しい潮流を生み出す可能性がある。加えて、デジタルバイオ計測の特性を活かして「分子個性と進化能の相関」を示した成果は、今後の酵素進化理論および進化分子工学に大きな影響を与えるものと期待される。社会的意義としては、動的ナノリアクタ技術を活用したオンチップ分子濃縮技術に基づくデジタルバイオ計測の高感度化が挙げられる。これによって、在宅で超高感度バイオ検出を可能とする次世代型デジタルバイオ分析法が拓けた。