2022 年度研究成果報告書

反応場をナノサイズにした高感度病原性微生物センサーの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K18737
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
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
研究機関	北海道大学
研究代表者	佐藤久北海道大学, 工学研究院, 教授 (80326636)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	センサ / 病原体 / 水系感染症 / 核酸 / 簡易分析
研究成果の概要	水中の病原体由来RNA(例えば、RNAウイルス)を検出するための、単純で、迅速で、感度が高く、費用対効果の高いアッセイが、トランスクリプトーム解析に必要である。ここでは、オリゴヌクレオチド機能化金ナノ粒子プローブ(Auナノプローブ)の光散乱特性に基づいて、増幅されていないRNAを検出するための高感度アッセイを提示する。このアッセイは、RNA抽出の10分以内に逆転写およびcDNA増幅を伴わずに、細菌16S rRNAおよびmRNAの高感度定量(約10^2コピー/μL)を可能にする。さらに、このアッセイは、直接RNA定量のための以前に報告されたアッセイよりも3桁感度が高かった。
自由記述の分野	水環境工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	現在、世界全体では約20億人が安全な飲料水を利用できていない。2016年には安全でない飲料水供給施設や衛生設備の不足が原因で世界で87万人の関連死が発生した。そのため、高感度病原性微生物センサーの開発が望まれている。本法が完成すればPCR法によらずに、遺伝子抽出後は簡易に（DNAプローブとサンプルを混合するのみ）、迅速に（10分）、低コストで（1サンプル1円）病原体を検出できる。熟練の技術者がいない過疎地域や開発途上国でも飲料水中や公共用水域の病原体濃度を測定できるようになる。水の汚染発覚後、自治体は迅速に問題に対応できる。