Multi-Dimensional (MD) digital assay for analysis of influenza virus heterogeneity

用于分析流感病毒异质性的多维 (MD) 数字测定

• 批准号: 20J13346
• 负责人: 本田 信吾
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13346/
• 关键词: デジタルバイオアッセイ; デジタルバイオ分析; 一分子計測; 一粒子計測; 多次元計測; インフルエンザウイルス; アルカリフォスファターゼ

今年度は、昨年度開発した多次元デジタル計測技術を、高機能酵素選抜に展開することを目標として研究に取り組んだ。結果として、酵素選抜系の基盤となるマイクロチャンバーへのDNAおよび酵素の固定技術と、固定した酵素の多次元計測技術を確立することに成功した。さらに実際の選抜を想定した実証で、多次元計測に基づき酵素変異体を判別することにも成功した。(1)　多次元デジタル計測技術の高機能酵素選抜への展開・昨年度開発した多次元デジタル計測技術を高機能酵素選抜に展開するため、まず選抜対象の酵素をコードしたDNAを一分子ずつチャンバー内に固定する技術を確立。・固定した一分子DNAから各チャンバー内で酵素を発現・チャンバーに固定することで、DNAとそこにコードされた酵素をチャンバー内で対応付ける手法を確立。・一分子DNAから発現させ固定したモデル酵素アルカリフォスファターゼ (ALP)について、阻害剤濃度を変化させながら繰り返し活性を計測し、IC50を決定することに成功。・実際の選抜を想定した実証として、大腸菌由来ALPの2種類の変異体DNAを混合してチャンバーに固定後、酵素を発現・各チャンバーに固定し、二つの阻害剤 (リン酸、バナジン酸)に対するIC50をDNA一分子ごとに決定した。そして二つのIC50に基づき2種類の変異体DNAを区別できるか検証した。その結果、2種類の変異体DNAを正しく区別できることが実証された。今後チャンバーからDNAを回収する手法を開発することで、これまでにない評価軸で高機能酵素を選抜できる系が確立できると期待される。

今年，我们一直在研究研究，目的是部署去年在高性能酶选择方面开发的多维数字测量技术。结果，我们成功地建立了一种将DNA和酶固定在微室中的技术，该技术构成了酶选择系统的基础，以及用于固定酶的多维测量技术。此外，使用假设实际选择的演示，我们基于多维测量结果成功地区分了酶突变体。 （1）开发多维数字测量技术以选择高性能酶，以开发去年发展为高性能酶选择的多维数字测量技术，我们建立了一项技术，在该技术中，在该技术中编码了编码所选择的酶的DNA，并在室内封装了一个分子。 - 从固定分子DNA中表达每个腔室中的酶并将其固定到腔室中，从而建立了将DNA与腔室内编码的酶相关联的方法。 - 通过反复测量模型碱磷酸酶（ALP）的活性，成功地确定了IC50，并从单个DNA分子中固定并固定，同时改变了抑制剂浓度。 - 作为假设实际选择的示范，将两个突变的coli衍生ALP的突变型DNA混合并固定在腔室中，然后在每个腔室中表达和固定，并确定每个DNA分子的两个抑制剂（磷酸盐和钒酸盐）的IC50。然后，我们验证了是否可以根据两个IC50来区分两种类型的突变DNA。结果，证明可以正确区分两种突变的DNA。通过开发将来从腔室中回收DNA的方法，可以预期可以在前所未有的评估轴上选择高性能酶的系统。

项目成果

一つひとつの生体分子・粒子の活性を多条件下で測定可能なデジタルバイオ計測技術の開発

开发可测量多种条件下单个生物分子和颗粒活性的数​​字生物测量技术

• 发表时间: 2020
• 作者: T. Komeda;Y. Sainoo;S. Shahed;T. Kobayashi;N. Endo;H. Fukidome;S. Watanabe;本田 信吾
• 通讯作者: 本田 信吾

Multidimensional Digital Bioassay Platform Based on an Air-Sealed Femtoliter Reactor Array Device

• DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05360
• 发表时间: 2021-03-12
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Honda, Shingo;Minagawa, Yoshihiro;Tabata, Kazuhito, V
• 通讯作者: Tabata, Kazuhito, V

Development of multi-dimensional in vitro enzyme screening system

多维体外酶筛选系统开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Shingo Honda;Yoshihiro Minagawa;Hiroyuki Noji;Kazuhito V. Tabata
• 通讯作者: Kazuhito V. Tabata

Multidimensional (MD) digital bioassay: A versatile platform to study single biological entities in unprecedented resolution

多维 (MD) 数字生物测定：以前所未有的分辨率研究单一生物实体的多功能平台

• 发表时间: 2021
• 作者: Shingo Honda;Yoshihiro Minagawa;Hiroyuki Noji;Kazuhito V. Tabata
• 通讯作者: Kazuhito V. Tabata

生体粒子・分子の活性を個別かつ多条件下で評価可能な多次元デジタルバイオアッセイの開発

开发多维数字生物测定，可以单独评估生物颗粒和分子在多种条件下的活性

• 发表时间: 2020
• 作者: 本田 信吾;田端 和仁;皆川 慶嘉;野地 博行
• 通讯作者: 野地 博行