FT-ICR, MSメタボロミクスによる超微量マーカー探索から一細胞定量への展開

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【研究の目的】フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分離装置(FT-ICR/MS)による超高分解能・超高感度質量分析を基礎として, 組織や単離オルガネラ, さらに一細胞を材料とした生体分子の超微量同定・定量のための基盤創造を目指す.【方法】未知代謝産物の構造情報取得を目指して微生物・動物の内生メタボライトをカタログ化し, それらの超微量検出と同定・定量を目指す.その基盤において, 試料間でメタボライトプロファイルを比較(ディファレンシャル・メタボロミクス)し, 新規マーカー分子を同定する.【成果】FT-ICR/MS試料直接導入法による一斉解析によって細胞内の代謝産物から生成するイオンに対して精密質量値を取得し, その分析値に対して化合物元素組成を探索するシステムを構築した. さらに, nanoHPLC(日立製)をFT-ICR/MSに連結させ, 分子量のみではなく化学的性質情報を加味した分析を実施した. 推定した元素組成を包括的に解析することを目的にしてvan Krevelen diagramを適用し, 生体反応を元素組成変化によって解析するための基礎を整備することが出来た. 元素組成変化を酵素反応さらには遺伝子機能として帰属させるための検索システムを作成した. 本メタボロミクス実験スキームを骨形成・代謝モデル, 前立腺がん骨転移モデル系におけるメタボロミクス解析に適用し, 新規バイオマーカー候補化合物を特定することが出来た.