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。

在本研究中，我们设计并合成了针对病毒颗粒表面的包膜结构和所含基因组RNA的荧光分子探针（检测试剂），并基于两者的结合开发了全新的病毒颗粒检测和可视化技术。发展。具体来说，(i) 一种两亲性 α-螺旋肽探针，对病毒颗粒表面的高曲率脂质双层膜（包膜：直径约 100 nm）表现出高选择性结合和荧光响应，以及 (ii) 我们将开发一种 RNA 染色荧光染料，可快速渗透并扩散到病毒颗粒的包膜结构中，并与基因组 RNA 特异性结合并表现出荧光反应。通过同时使用两种类型的荧光分子探针，我们开发了一种简单的技术，可以双重检测（双重染色）环境中病毒颗粒（包膜结构和内部RNA）的存在，并应用了医疗环境中使用的各种方法和通过将其应用于材料上附着的病毒的检测，我们将展示其作为方法的基础和有用性。 2020财年的研究成果总结如下。（a）继去年之后，我们实现了世界顶级亮光单次甲基花青染料的开发（ACS Omega，2022）。新开发的RNA染色荧光染料兼具优异的开关发光响应功能和膜通透性，使得活细胞中的RNA（核仁）清晰成像成为可能。我们还发现，广泛用作核酸染色染料的噻唑橙可用作活细胞 RNA 染色的荧光染料（Analyst，2023）。（b）我们发现源自流感M蛋白的两亲性α-螺旋肽探针可用于检测人感冒冠状病毒（HCoV-229E）（在日本分析化学学会第71届年会上发表等）。 HCoV-229E的检测灵敏度比Western blot方法高一个数量级，也可用于检测甲型流感病毒。