On-site virus and bacteria diagnostics using bioluminescent DNA sensor

SARS-CoV-2 による COVID-19 感染症は未発症者や潜伏期間にある感染者からの感染拡大が、感染制御を行う上で、大きな問題になっている。現在COVID-19患者を診断する検査法として、ウイルス核酸を検出するポリメラーゼ連鎖反応法（PCR法）が汎用されている。しかしながら、これらの検査法では、専用測定器の必要性や、測定の簡便性、迅速性等、依然として多くの課題が残っている。本研究計画において、申請者がこれまで取り組んできた生物発光技術とゲノム編集技術CRISPRを組み合わせることで、任意配列の核酸に対する生物発光センサーの開発を行ってきた。そして、このセンサーを用いて、極微量のウィルス・細菌DNAを増幅せずに「その場」で迅速に検出することを目指した。最終年度は、開発した生物発光センサーを遠隔地での「その場」計測に適用するためのプラットフォーム構築に取り組む予定であった。しかしながら、東京大学では令和2年4月から現在に至るまで大学構内での研究活動が制限されているため、センサータンパク質、gRNA濃度などの構成要素を含む試験紙の作成を行うことができなかった。そこで、コンピューターを用いてin silicoでのプラットフォーム開発に集中して取り組んだ。公共のデータベースから得られた30名の感染者由来のSARS-CoV-2のゲノム配列をアライメントすることで、SARS-CoV-2ゲノムで高度に保存されている領域を同定するプログラムを構築した。また、本プログラムは　別種のウィルスであるMERS-CoVに対しても有効であることを確かめた。当研究室ではSARS-CoV-2およびMERS-CoV株を取り扱うことができないため実証実験を行うことはできないが、本プログラムを公共レポジトリGithubにアップロードする事で、世界中の研究者が使用できるようにする予定である。

SARS-CoV-2 による COVID-19 感染症は未発症者や潜伏期間にある感染者からの感染拡大が、感染制御を行う上で、大きな問題になっている。現在COVID-19患者を診断する検査法として、ウイルス核酸を検出するポリメラーゼ連鎖反応法（PCR法）が汎用されている。しかしながら、これらの検査法では、専用測定器の必要性や、測定の簡便性、迅速性等、依然として多くの課題が残っている。本研究計画において、申請者がこれまで取り組んできた生物発光技術とゲノム編集技術CRISPRを組み合わせることで、任意配列の核酸に対する生物発光センサーの開発を行ってきた。そして、このセンサーを用いて、極微量のウィルス・細菌DNAを増幅せずに「その場」で迅速に検出することを目指した。最終年度は、開発した生物発光センサーを遠隔地での「その場」計測に適用するためのプラットフォーム構築に取り組む予定であった。しかしながら、東京大学では令和2年4月から現在に至るまで大学構内での研究活動が制限されているため、センサータンパク質、gRNA濃度などの構成要素を含む試験紙の作成を行うことができなかった。そこで、コンピューターを用いてin silicoでのプラットフォーム開発に集中して取り組んだ。公共のデータベースから得られた30名の感染者由来のSARS-CoV-2のゲノム配列をアライメントすることで、SARS-CoV-2ゲノムで高度に保存されている領域を同定するプログラムを構築した。また、本プログラムは　別種のウィルスであるMERS-CoVに対しても有効であることを確かめた。当研究室ではSARS-CoV-2およびMERS-CoV株を取り扱うことができないため実証実験を行うことはできないが、本プログラムを公共レポジトリGithubにアップロードする事で、世界中の研究者が使用できるようにする予定である。