On-chip統合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の開発

用于片上集成数字生物测定的动态毫微反应器技术的开发

• 批准号: 19H00849
• 负责人: 野地 博行
• 金额: $ 29.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00849/
• 关键词: １分子バイオ計測; フェムトリアクタ; デジタルバイオ計測; マイクロデバイス; デジタルアッセイ; 液ー液相分離

これまでに我々は、フェムトリットルサイズの超微小溶液リアクタアレイ技術を開発し、これを利用した1分子バイオ分析分野を牽引してきた。特に、酵素分子を確率的に1分子単位でfLリアクタに封入し、酵素反応による蛍光信号を二値化することで酵素分子数を決定するデジタルアッセイは、次世代の超高感度診断技術として世界的に注目を浴びている。ただし、これまでのfLリアクタは受動的に溶液を収納するだけであり、その応用範囲には制限があった。そこで、本プロジェクトでは、これまでの「静的」なリアクタ技術から、「動的」なリアクタ技術へと基盤技術を一新することを目指した。しかしながら、本プロジェクトは、今年度下期より基盤(S)に引き継がれることが決定したため、基盤(A)は本年11月25日で終了することになった。したがって、研究期間は実質１年のみとなったが、当初より計画していた動的フェムトリアクタ技術に関する３つの技術開発要素「分子濃縮」「連続溶液交換」「リアクタ回収」は、それぞれ順調に研究が進展した。「分子濃縮」では、PEG/Dexのマイクロ相分離ドロプレットをリアクタに保持することでDNA分子濃縮に成功した。また、「連続溶液交換」では、空気封入法を用いて１０回以上の溶液交換に成功し、インフルエンザウイルスのタミフル耐性を１粒子毎に計測すること成功した。これにより、ウイルス粒子の0.5%程度が平均よりも１０倍程度高いタミフル耐性を有することを示す結果を得た。さらに、「リアクタ回収」では、光ピンセットでリアクタ回収に成功している。これらの成果は基盤(S)に引き継がれ知財化・原著論文化を目指す。

In this paper, we introduce the technology of ultra-fine solution analysis, which is based on the analysis of molecular mass analysis. Special, enzyme molecular confirmation rate of "1" molecule, "fL", "optical signal" of enzyme, the number of enzyme molecules determine the number of enzyme molecules, the next generation of ultra-high sensitivity technology technology, the world's attention. The solution that is affected by the fL system is used to control the temperature. The temperature is limited by the range. In this paper, we are interested in the development of basic technology in the field of basic technology. In the second issue of this year, we have decided to make a decision on November 25 this year. During the period of the study, there have been one-year training sessions during the research period, and the factors of technology development, such as molecular chemistry, linked solution exchange, and research progress have been carried out during the research period. "Molecular DNA" and "PEG/Dex" are separated from each other in order to maintain the success of the DNA molecule. Test, "link solution exchange", "air" sealing method, using more than 10 cycles of solution exchange "success", "tolerance" of 1 particles to calculate the success of the solution. The average degree of particles is 0.5%. The average degree of tolerance is 10 times higher than that of others. Please tell me that you are successful in getting back to you. Based on the results (S), the author introduces the knowledge of the original works, culture and culture.

项目成果

Diversity of rotation dynamics of F1-ATPase and implications on allostericity

F1-ATP酶旋转动力学的多样性及其对变构的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiroyuki Noji

Revealing the Metabolic Activity of Persisters in Mycobacteria by Single-cell D2O Raman Imaging Spectroscopy.

• DOI: 10.1021/acs.analchem.9b03960
• 发表时间: 2019-11
• 期刊: Analytical chemistry
• 影响因子: 7.4
• 作者: H. Ueno;Yota Kato;K. Tabata;H. Noji

Accurate high-throughput screening based on digital protein synthesis in a massively parallel femtoliter droplet array

• DOI: 10.1126/sciadv.aav8185
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Science Advances
• 影响因子: 13.6
• 作者: Yi Zhang;Yoshihiro Minagawa;H. Kizoe;K. Miyazaki;R. Iino;H. Ueno;K. Tabata;Y. Shimane;H. Noji

人工細胞リアクタで「はかる」「つくる」「ふやす」

使用人造细胞反应器“测量”、“创造”和“生长”。

• 发表时间: 2019
• 作者: Yamae Taiki;Takeuchi Naoki;Yoshikawa Nobuyuki;野地博行
• 通讯作者: 野地博行

Phylogenetic of Rotation dynamics of F1-ATPase

F1-ATP酶旋转动力学的系统发育

• 发表时间: 2019
• 作者: K. Shimoda;M. Miyasawa;S. Ishikawa W. Ueda;Hiroyuki Noji
• 通讯作者: Hiroyuki Noji