紙おむつの材料から新しいカルシウムセンサーを開発 ―細胞外の高濃度カルシウムイオン機能の解明に前進―

紙おむつの材料から新しい

カルシウムセンサーを開発

―細胞外の高濃度カルシウムイオン機能の

　解明に前進―

2016.04.18　東京工業大学

詳細は、リンクを参照して下さい。

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要点

・ポリアクリル酸を原料とし、高濃度

　条件下で微小のカルシウム濃度変化を

　検出可能なゲル状のイオンセンサーを

　開発

・得られたセンサーは大面積シート状、

　微粒子状など様々な形状に成形加工可能

・細胞外カルシウムイオンの

　濃度変化・濃度分布の可視化技術への

　応用が期待

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概要

　東京工業大学 科学技術創成研究院

化学生命科学研究所（旧資源化学研究所）

の石割文崇助教、福島孝典教授らの

研究グループは、

東京大学の染谷隆夫教授、

奈良県立医科大学の西真弓教授、

堀井（林）謹子助教と共同で、

細胞外の高濃度のカルシウムイオンの

濃度変化を捉えるゲル状の

カルシウムセンサーを開発することに

成功しました。

　このセンサーは様々な形状に成形加工

でき、安価で大量生産も可能であること

から、今後、情報伝達物質として

注目されている細胞外カルシウムの

機能解明に関する研究だけでなく、

食品や環境中のカルシウムイオン濃度検査

などへの応用も期待されます。

　近年、生体内で様々な機能を

果たしている細胞外のカルシウムイオン

の濃度変化を可視化できる

蛍光カルシウムセンサー[用語1]の

開発が望まれています。

　研究グループでは、生体内の

細胞外カルシウムセンサータンパク質

（CaSR[用語2]）の「カルボン酸[用語3]の

連続構造」をヒントに、

類似の構造を有する汎用合成ポリマー

であるポリアクリル酸[用語4]に

注目しました。

　ポリアクリル酸に特殊な色素を

取り付けたポリマーを合成したところ、

細胞外で起こるカルシウム濃度変化の

検出に適したセンサーとして機能する

ことを見出しました。

　本研究は科学技術振興機構ERATO

「染谷生体調和エレクトロニクス

プロジェクト

（研究総括：染谷隆夫東京大学教授）」

研究の一環で、成果は、2016年4月12日に

英国科学雑誌「Scientific Reports」

（オンライン）に掲載されました。

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＞一方で、細胞外のカルシウムイオンは、

＞2000年ごろに情報伝達物質としての役割

＞が明らかにされ、次世代の観測対象

＞として注目されています。

＞しかし、その濃度変化を可視化できる

＞蛍光カルシウムセンサーはこれまで

＞ありませんでした。

　カルシウムイオンは生体で大きな働き

をしています。

＞今回、天然の細胞外カルシウムセンサー

＞CaSRのカルシウムセンシングシステムを

＞デザインすることにより、

＞ポリアクリル酸を基盤とする

＞カルシウムセンサーを開発し、

＞このセンサーが生体内の

＞細胞外カルシウム濃度の変化を巨視的

＞（マクロスコピック）に可視化し得る

＞ことが示されました。

＞今後このセンサーを用いた

＞細胞外カルシウムダイナミクス解明に

＞向けた研究の進展が期待されます。

　このことでどのようなことが解明

されていくのでしょうか？

　思っても見なかったことが

解明されて行くような展開になると

面白いですね。