| チームリーダー ： | 石浦 正寛【名古屋大学 遺伝子実験施設 教授】 |
| 中核機関 ： | 名古屋大学 |
| 参画機関 ： | 中立電機（株） 浜松ホトニクス（株） |
- Ⅰ．開発の概要
- ゲノムプロジェクトの進展により膨大なゲノム情報が蓄積しつつあり、飛躍的に処理能力の高い解析法が待望されている。生きた細胞を用い、遺伝子発現を生物発光として連続的に自動測定する生物発光リアルタイム測定法は、極めて高い感度・精度・時間分解能で詳細な遺伝子発現を全自動で解析する強力な手法である。本開発では、この手法の高感度化、多色化、簡便化、汎用化を行い、さらに強力化・大規模化することにより、「世界最強の生物株の大規模モニタリング・スクリーニングシステム」を実現する。
- Ⅱ．事後評価における評価項目
- （１）高感度生物発光測定装置の開発
- 高感度生物発光測定装置のプロトタイプを完成させた。最終的な測定感度とダイナミックレンジは、10-18～10-13 molのホタルルシフェラーゼのグロー発光（発光のピーク波長は560nm）を定量的に測定できる感度とダイナミックレンジ（5桁）を達成した。同発光において、市販の一般的な発光測定装置の588倍の高感度、鉄道虫赤色発光ルシフェラーゼの発光（発光のピーク波長は630nm）においてARVOの2,027倍の高感度であった。また、ウェル間のクロストークは0.10±0.01%であった。25℃における連続動作試験で少なくとも59日間、45℃における連続動作試験で少なくとも21日間の安定動作を確認した。また、当初計画では予定していなかったが、プロトタイプを小型軽量化した「市販版」の装置の開発を進めて、これを完成させた。
- （２）ハイスループット生物発光測定装置の開発
- ハイスループット生物発光測定装置のプロトタイプを完成させた。検出感度は、ホタルルシフェラーゼとルシフェリンのin vitro 生物発光を測定して調べた結果、10-17～10-12 molのルシフェラーゼを定量的に検出できた。測光時間を固定した場合のダイナミックレンジは3桁であったが、測定時間を変えることで5桁に拡張できた。測定試料数は、A4サイズ×高さ13 cmまでの試料サイズを1パレットとして、最大50パレットを搭載可能とした。96穴マイクロプレートの場合、200枚のマイクロプレート（19,200試料）が搭載できる。処理速度は、50パレットを最短1時間47分間隔で、パレット数を1パレットの場合、最短2分48秒間隔で、測定可能となった。使用可能温度範囲は12～37℃であり、25℃における連続動作試験で少なくとも35日間の安定動作を確認した。
- （３）自動試料調製装置の開発
- 自動試料調製装置のプロトタイプを完成させた。これを使用して、シロイヌナズナの種子を大量処理した結果、分注成功率は99.10±1.00%であった。処理速度は1プレートにつき96試料を分注した場合、1プレートあたり2分0秒（1試料あたり1.25秒）であった。
- Ⅲ．評価
- 当初の目標通り、暗箱内での試料搬送、照明の制御、微弱光の測光が可能な装置を完成させ、実用的な生物発光リアルタイム測定システムを開発した。この装置は、有用な生物株や医薬品の大規模なスクリーニング・システムとして一層活用されることが期待できる。また、装置を小型化し、市販版を完成したことも評価できる。今後は、開発成果を広く普及させるためユーザーフレンドリーなソフトウェア開発に取り組むことが望まれる。
- 本開発は当初の開発目標を達成し、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する［Ａ］。