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2016年4月25日 (月)

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。

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