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バイオサイエンス
活動テーマ
複雑なヒトの体を複雑なまま理解するバイオサイエンス研究
バイオサイエンス研究は、複雑な人の体を複雑なまま理解することを目指す研究テーマです。
免疫・ホルモン・自律神経といった体内の恒常性を支える仕組みと、加齢のような不可逆的な変化、さらに腸や皮膚など体外に存在する細菌叢（マイクロバイオーム）を含め、体の内外を統合的に捉えます。
単一の指標や原因に注目するのではなく、多様な生体データの関係性から体の状態や変化を多角的に理解することを重視しています。計測・解析・モデル化を繰り返しながら、複雑な結果から人の体の仕組みを読み解くアプローチを取り、AIやデジタル技術も活用して、生体現象の理解を深めるための知見やモデルを継続的に構築しています。
こうした研究は、行動科学研究と並び、身体の仕組みを扱う研究テーマとして位置づけられています。
唾液で体調を手軽に計測でき、
体調管理をサポートする社会の実現を目指します
バイオテクノロジーとICTを組合せ、唾液簡易検査の研究開発を行っています。
アプタマーを活用したバイオセンサー
アプタマーの特徴を活用し、センサ素子として研究開発に取り組んでいます。
誰にでも簡単な計測
煩雑な操作や大型装置は必要ないため、検査場所を選ばずにオンサイトで測定できます。
日々の体調を定量化
体調の良し悪しといった感覚を唾液中のバイオマーカーを用いて定量化することにより、体調の変化を客観的に可視化します。
バイオテクノロジーとICTを組合せ、唾液簡易検査の研究開発を行っています。
アプタマーを活用したバイオセンサー
アプタマーの特徴を活用し、センサ素子として研究開発に取り組んでいます。
誰にでも簡単な計測
煩雑な操作や大型装置は必要ないため、検査場所を選ばずにオンサイトで測定できます。
日々の体調を定量化
体調の良し悪しといった感覚を唾液中のバイオマーカーを用いて定量化することにより、体調の変化を客観的に可視化します。
核酸アプタマーとは？
標的物質と特異的に結合する一本鎖DNA/RNA分子です。
同じような働きをする物質に抗体がありますが、抗体は生物を介して作るのに対して、アプタマーは化学合成で作製可能です。また、低分子や脂質など幅広く標的にできることや、常温保存が可能という特徴があります。
創薬、診断薬、実験用試薬や検出素子など、抗体同様、広く利用されています。
塩基部分に修飾を導入した人工核酸アプタマーでは、アプタマーの構造多様性や標的物質との結合活性の向上が報告されています。
ITを用いて塩基配列の構造予測を行うことにより、安定的な構造に最適化したり、結合力を高めることができます。
標的物質と特異的に結合する一本鎖DNA/RNA分子です。
同じような働きをする物質に抗体がありますが、抗体は生物を介して作るのに対して、アプタマーは化学合成で作製可能です。また、低分子や脂質など幅広く標的にできることや、常温保存が可能という特徴があります。
創薬、診断薬、実験用試薬や検出素子など、抗体同様、広く利用されています。
塩基部分に修飾を導入した人工核酸アプタマーでは、アプタマーの構造多様性や標的物質との結合活性の向上が報告されています。
ITを用いて塩基配列の構造予測を行うことにより、安定的な構造に最適化したり、結合力を高めることができます。
バイオ技術による計測の民主化
ヘルスケア
ストレスなどを計測
ストレスマーカーと報告されている唾液中のアミラーゼ*4, 8、コルチゾール、クロモグラニンA、分泌型免疫グロブリンA（sIgA）*4、βディフェンシン*3と結合するアプタマーの開発に成功しています。
また、C反応性たんぱく（CRP）*2や乳酸脱水素酵素（LDH）*2と結合するアプタマーの開発にも成功しています。
ヘルスケア
ストレスなどを計測
ストレスマーカーと報告されている唾液中のアミラーゼ*4, 8、コルチゾール、クロモグラニンA、分泌型免疫グロブリンA（sIgA）*4、βディフェンシン*3と結合するアプタマーの開発に成功しています。
また、C反応性たんぱく（CRP）*2や乳酸脱水素酵素（LDH）*2と結合するアプタマーの開発にも成功しています。
感染症
ウイルスなどを計測
新型コロナウイルスのRBDに結合するアプタマー*1やインフルエンザウイルスのHAに結合するアプタマーとそれを使った検出系の開発に成功しています。私たちは、国内外の専門家と積極的に連携することで、単に研究に留まることなく、サービスとして、社会実装に繋げることにも本気で取組んでいます。
感染症
ウイルスなどを計測
新型コロナウイルスのRBDに結合するアプタマー*1やインフルエンザウイルスのHAに結合するアプタマーとそれを使った検出系の開発に成功しています。私たちは、国内外の専門家と積極的に連携することで、単に研究に留まることなく、サービスとして、社会実装に繋げることにも本気で取組んでいます。
フードセーフティ
アレルゲンや食中毒などを計測
食品偽装で問題となったメラミンは低分子化合物であるため従来の食品検査では検出が困難とされていましたが、アプタマーをセンサーとして用いることで簡易でかつ迅速な検出手法を開発しました*6。
フードセーフティ
アレルゲンや食中毒などを計測
食品偽装で問題となったメラミンは低分子化合物であるため従来の食品検査では検出が困難とされていましたが、アプタマーをセンサーとして用いることで簡易でかつ迅速な検出手法を開発しました*6。
発表論文（直近5年間）
*1: Yamaguchi S, Fujita T, Kato S, Yoshimitsu Y, Ito Y M, Yano R Utility of salivary cortisol profile as a predictive biomarker in nurses' turnover risk: a preliminary study J Physiol Anthropol. 2024; 43: 1. doi: 10.1186/s40101-023-00349-w.
*2: Yamaguchi S, Watanabe K, Sugimura N, Shishido I, Konya I, Fujita T, Yoshimitsu Y, Kato S, Ito Y M, Yano R Salivary Biomarker Profiles and Chronic Fatigue among Nurses Working Rotation Shifts: An Exploratory Pilot Study Healthcare (Basel). 2022; 10: 1416. doi: 10.3390/healthcare10081416.
*3: Minagawa H, Sawa H, Fujita T, Kato S, Inaguma A, Hirose M, Orba Y, Sasaki M, Tabata K, Nomura N, Shingai M, Suzuki Y, Horii K. A high-affinity aptamer with base-appended base-modified DNA bound to isolated authentic SARS-CoV-2 strains wild-type and B.1.617.2 (delta variant). BBRC. 2022; 614: 207-212
*4: Minagawa H, Kataoka Y, Fujita H, Kuwahara M, Horii K, Shiratori I, Waga I. Modified DNA Aptamers for C-Reactive Protein and Lactate Dehydrogenase-5 with Sub-Nanomolar Affinities. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(8): 2683-2698
*5: Minagawa H, Kataoka Y, Fujita H, Kuwahara M, Horii K, Shiratori I, Waga I. A high affinity modified DNA aptamer containing base-appended bases for human β-defensin. Anal Biochem. 2020; 594: 113627-31.
*6: Minagawa H, Shimizu A, Kataoka Y, Kuwahara M, Kato S, Horii K, Shiratori I, Waga I. Fluorescence Polarization-Based Rapid Detection System for Salivary Biomarkers Using Modified DNA Aptamers Containing Base-Appended Bases. Anal Chem. 2020; 92(2): 1780-87.
