デジタル検出技術を基盤としたウイルスの新規感染診断法の開発

基于数字检测技术的新型病毒感染诊断方法的开发

基本信息

批准号：
21H04645
负责人：
渡邉力也
金额：
$ 27.04万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨今、新型コロナウイルスの世界的な流行に伴い、汎用的なウイルス感染診断法の確立が急務とされている。従来の感染診断では、ウイルス由来のRNAやDNAをPCRなどで増幅し検出する方法と併せて、タンパク質抗原を抗体反応により検出する方法が主流であったが、それらは一般的に、感度・精度・計測時間の何れかにおいて技術的な欠点を内在しており、大量の検体を高効率・高感度・高精度に解析し、感染診断につなげることが極めて困難な状況にあった。この問題を解決すべく、本提案課題では、独自のデジタル検出技術を基盤とし、ウイルス由来の遺伝子を1分子単位で高感度・高精度・短時間に解析できる革新的な非増幅核酸検査法を確立することを目的としている。本年度は、昨年度に引き続き、CRISPR-Casを用いた独自の非増幅核酸検査法「SATORI法」によって検出できるウイルス遺伝子のレポートリーを増やすことに成功し、さらには、装置の自動化や小型化により、point-of-care testing(POCT)に対応した非増幅検査基盤が確立しつつあると言える(Shinoda et al., Commun. Biol. (2022), Iida et al., Lab chip (2022)など)。これらの成果は、基礎研究としての先進性・革新性だけでなく、実用化への足掛かりになるものであり、学術的・社会的な意義は極めて高いと考えている。

随着最近新型冠状病毒在全球范围内的爆发，迫切需要建立一种诊断病毒感染的通用方法。以往的感染诊断中，主流的方法是通过抗体反应检测蛋白质抗原，以及利用PCR等扩增并检测病毒来源的RNA和DNA等，但这些方法普遍缺乏灵敏度和准确性。由于测量时间的某些方面存在缺陷，使得高效、高灵敏度、高精度地分析大量样本从而进行感染诊断变得极其困难。为了解决这一问题，本项目将开发一种创新的非扩增核酸检测方法，该方法基于独特的数字检测技术，能够高灵敏度、高精度、高通量地分析单分子单位的病毒源基因。目的是短时间建立。今年，继去年的基础上，我们利用CRISPR-Cas独特的非扩增核酸检测方法“SATORI法”，通过设备的自动化和小型化，成功增加了可检测的病毒基因报告的数量。，可以说，兼容即时检测（POCT）的非扩增检测平台正在建立（Shinoda et al., Commun. Biol. (2022), Iida et al., Lab Chip （2022）等）。这些成果不仅具有基础研究的先进性和创新性，而且为实际应用奠定了基础，具有极高的学术和社会意义。