研究紹介

研究室概要の紹介

本ビデオは2020年度オンライン五月祭企画にて学部3年生の山田江里子さん、岸龍治郎君に製作していただきました

分泌型マイクロRNA診断デバイスの開発

(COINS / JST 革新的イノベーション創出プログラム(COI STREAM) の支援を受け推進中)

血液や尿、唾液などの体液に含まれるマイクロRNA (miRNA) が、様々な疾患の診断に革新をもたらす有望なバイオマーカー候補として注目されています。miRNA診断の臨床応用に向けて、バイオマーカー開発とともに、簡便かつ信頼性のある診断機器の開発を協同して進めてゆくことが肝要です。特に、小型で自動化されたmiRNA検出装置を実現できれば、将来のmiRNA診断の広い普及につながると期待されます。当研究室では、体液中の分泌型miRNA検査による低侵襲がん診断の実現を目指し、疾病エクソソーム、バイオデバイス、バイオ界面工学、高感度生体分子検出等の専門家から成る研究開発チームを編成して、マイクロ流体デバイス技術を用いた検体の前処理とDNAマイクロアレイによるmiRNA解析を統合した集積バイオデバイスの研究開発を進めています。

ナノ粒子解析プラットフォームの開発

(COINS / JST 革新的イノベーション創出プログラム(COI STREAM) の支援を受け推進中)

エクソソームは、細胞が分泌するナノベシクルの一種です。がんをはじめとする難治疾患の早期検出や治療効果判定に利用できる疾病マーカー候補として注目されており、さらに、核酸医薬の薬物送達システム (DDS)、間葉系幹細胞由来エクソソームによる再生医療等、治療応用への期待も高まりつつあります。しかし、直径が数10 ~100 nm、かつ、不均質な粒子集団を分析・同定することは難しく、細胞外小胞の研究者の間で新たなナノ粒子の分析手段を求める声が高まっています。当研究室では、マイクロ流路デバイスを用いる免疫粒子電気泳動法の原理に基づいたナノ粒子解析装置の開発を進めています。本装置は、ナノ粒子検出に最適化したマイクロチップと光学装置により、直径50 nm に満たない微小粒子を個々に検出し、ナノ粒子集団の「濃度」、「粒子径分布」、「表面電位」、「表面抗原性」等の指標に基づく評価を可能にします。

アレイ型高速分子進化システムの開発

JST リサーチコンプレックス推進プログラムの支援を受け推進中)

医療、診断、食品加工、エネルギー生産などの多くの分野で、酵素、抗体、ペプチド、核酸などの高機能生体分子の開発が求められています。私たちの研究室では、高集積マイクロアレイチップ上で生体分子の人工的な進化を可能にする次世代高速分子進化システムの開発を進めています。高機能生体分子の開発方法として用いられている方向性分子進化と、半導体製造に用いられる微細加工技術を統合しています。この技術は、スクリーニング可能な突然変異体ライブラリーのサイズ(1チップあたり数百万種以上)を大幅に向上させ、獲得した分子機能に関する大きなデータの定量分析に基づく戦略的な人工進化を可能にします。本プロジェクトの最終目標は、生体分子進化/創造技術におけるゲームチェンジャーを創出することです。

 

体内診断・治療を実現する未来型医療エレクトロニクスの研究

(科研費若手の支援を受け推進中)

半導体産業の発展の中で長足の進歩を遂げた「微細加工プロセス技術」及び「半導体集積回路(LSI)技術」のバイオ・医療分野への応用は、イノベーション創出が期待される有望な技術分野の一つとして、世界中で精力的に研究が進められています。本研究では、半導体技術の両輪である微細加工技術と集積回路技術を駆使し、未来型医療に貢献するデバイス技術の創出に向けた研究に取り組んでいます。エレクトロニクスを構成する金属・半導体材料と、生体と効果的かつ安全に作用する高分子・生体材料をデバイス集積化する独自のバイオマテリアルプロセス技術・デバイス製造技術の研究を進めるとともに、体内で機能を発揮する医療デバイス・システムへの応用を目指した研究を進めています。

 

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