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分子プローブによる環境中ウイルス粒子の検出・可視化技術の創製

利用分子探针创建环境病毒颗粒检测和可视化技术

基本信息

批准号：
21K18207
负责人：
西澤精一
金额：
$ 16.39万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18207/
关键词：
ウイルス粒子エンベロープ RNA 蛍光プローブ検出分子プローブ

项目摘要

本研究では、ウイルス粒子表面のエンベロープ構造及び内包されているゲノムRNAを標的とする蛍光性分子プローブ（検出試薬）をそれぞれ設計・合成し、両者の併用に基づく全く新しいウイルス粒子検出・可視化技術を開発する。具体的には、（i）ウイルス粒子表面の高曲率脂質二重膜（エンベロープ：直径約100 nm）に高選択的に結合・蛍光応答を示す両親媒性α-helixペプチドプローブ、及び（ii）ウイルス粒子のエンベロープ構造を迅速に透過・内部に拡散し、ゲノムRNAに特異的に結合・蛍光応答を示すRNA染色蛍光色素を開発する。２種類の蛍光性分子プローブを併用することで、環境中ウイルス粒子（エンベローブ構造＆内包RNA）の存在をダブル検出（２重染色）できる簡易技術を開発、医療現場やウイルス研究で用いられる様々な材料に付着したウイルス検出へと適用することで方法論としての基礎と有用性を実証する。令和4年度の研究実績の概要は下記のようになる。(a) 昨年度に引き続き、世界トップレベルの高輝度モノメチンシアニン色素の開発を達成した（ACS Omega, 2022）。新規に開発したRNA染色蛍光色素は、off-on型の優れたlight-up応答機能と膜透過性を併せ持ち、生細胞中のRNA（核小体）を明瞭にイメージングすることができる。また、核酸染色色素として汎用されているチアゾールオレンジが、生細胞RNA染色蛍光色素として機能することを見出した（Analyst, 2023）。(b) インフルエンザMタンパク質由来の両親媒性α-helixペプチドプローブが、ヒト風邪コロナウイルス（HCoV-229E）検出に適用できることを見出した（日本分析化学会第71年会等にて発表）。HCoV-229Eに対する検出感度は、Western blot法と比べて1桁高く、さらにA型インフルエンザウイルス検出にも適用できる。

In this study, we developed a new technology for particle detection and visualization based on the design, synthesis, and combination of optical molecules with RNA targets on the surface of particles. Specifically,(i) highly selective binding of lipid bilayers (e.g., approximately 100 nm in diameter) on the surface of the particles demonstrates affinity for α-helix molecules, and (ii) rapid transmission of RNA specific binding of RNA molecules through the structure of the particles. The development of a simple technique for detecting the presence of two types of optically active molecules in the environment (e.g., structural RNA), the application of materials in medical field research, and the demonstration of methodology and basic usefulness. A summary of the research results of Ling and 4 years is recorded below. (a)Last year, the development of high-brightness pigments in the world was achieved (ACS Omega, 2022). The new regulation enables RNA staining to be carried out in a light-up mode, with the help of a light-up function, membrane permeability, and RNA (nucleosome) in living cells. The function of nucleic acid dye pigment is described in the following paragraphs (Analyst, 2023). (b)A study on the affinity of α-helix for the origin of HCoV-229E (HCoV-229E) was carried out (presented at the 71st meeting of the Japan Society of Analytical Chemistry, etc.). HCoV-229E is suitable for detection sensitivity, Western blot method and type A detection.