Development of pathogen sensors based on the detection of host recognition molecules for the post-PCR era

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 23K17767
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Satoh Hisashi 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80326636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 伸吾 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60343018) ; 中屋 佑紀 北海道大学, 工学研究院, 助教 (60868735)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: センサ / アプタマー / 簡易分析 / 病原体 / 水

Outline of Final Research Achievements

Currently, microbial analysis methods for water include culture-based methods and non-culture-based methods such as direct microscopic counting, immunological methods, and biomarker detection. In this study, we developed a simple detection technique for Legionella pneumophila (ATCC 33152, referred to as Lp) in water using DNA aptamers (Apt). Dark-field microscopy observations revealed that Au-Apt bound to Legionella species. Since no binding was observed with Escherichia coli, it was confirmed that Au-Apt exhibits selectivity for Legionella species.

Free Research Field

水環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、水中の微生物は、培養に基づく方法と、培養を介さない方法で検出されている。培養しない方法で最も有名な方法はPCR法である。しかしこの方法では核酸を抽出する、高額な酵素を必要とする、という課題がある。本研究により、核酸抽出や、高価な試薬を必要としない方法の開発に成功した。通常病原体は蛍光色素で顕微鏡下で検出される。しかし、蛍光色素は短時間で褪色するので観察が非常に難しい。本研究では蛍光色素に金ナノ粒子を用いることで、強い光で長時間サンプルを顕微鏡観察することに成功した。