冈山大学

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用太赫兹波使表面电位可视化,阐明DNA适体和神经传达物质的相互作用!~实验和AlphaFold结构预测融合的最新技术进化的成果~

February 04, 2025

◆发表要点

  • 利用太赫兹波化学显微镜实时且高灵敏度测定可视化了DNA适体和神经传达物质(血清素,多巴胺)的相互作用的表面电位的变化。
  • 通过利用•AlphaFold(2024年诺贝尔化学奖获奖技术)的结构预测和计算建模,明确了适体和神经递质之间在分子水平上的结合机制。
  • 通过该技术,可以实时监测表面电位,获得了生物分子动态行为的详细见解。

 冈山大学学术研究院卫生系统综合科学学域王璡(WANG Jin)副教授,医疗器械医用材料部门尖端医用电子工学研究室(AEMT)使用太赫兹波化学显微镜(TCM)高精度地测量了由于适体和神经传达物质(血清素和多巴胺)相互作用的表面电位的变化。此外结合活用AlphaFold的分子建模,阐明了分子间相互作用的详细机制。根据这个技术,确立了实时检测血清素和多巴胺等神经传达物质结合的新方法。该成果,在科学杂志《Biosensors》2025年1月13日被刊登。
 本次研究有望在生物分子诊断方面取得重要进展。特别是无创、高灵敏度的诊断技术,有可能为早期发现神经疾病和实现个体化医疗做出贡献。此外,预计这项技术还将推广到各种疾病的生物标志物应用中。
 今后,将进一步推进面向多种分子的检测和实用化的研究。期待该技术被社会广泛活用,对人类健康增进和医疗的效率化做出重要贡献。

◆研究者表示

我希望进一步发展该技术,能够在许多领域得到应用。同时,衷心期待着与关心共同研究和应用开发的各位推进新的合作。请务必联络!
王 璡 副教授

■发表要点
论文名:Mapping Surface Potential in DNA Aptamer–Neurochemical and Membrane–Ion Interactions on the SOS Substrate Using Terahertz Microscopy
刊登:Biosensors 2025, 15(1), 46;
作者:Kosei Morita, Yuta Mitsuda, Sota Yoshida, Toshihiko Kiwa and Jin Wang
D O I:https://doi.org/10.3390/bios15010046

参考论文1
论文名:Multifunctional terahertz microscopy for biochemical and chemical imaging and sensing
刊登:Biosensors and Bioelectronics 220 (2023) 114901
作者:Jin Wang, Masaki Ando, Hiroki Nagata, Sota Yoshida, Kenji Sakai, Toshihiko Kiwa
D O I:https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114901

参考论文2
论文名:Terahertz aptasensor for dopamine neurochemical detection
刊登:Applied Physics Express 16 052002 2023
作者:Jin Wang, Kosei Morita, Masaki Ando, Sota Yoshida, Hiroki Nagata, Kenji Sakai, Toshihiko Kiwa
D O I: https://doi.org/10.35848/1882-0786/acd102

■研究资金
 本研究是日本学术振兴会科学研究费补助事业基础研究C(课题编号24K07524,研究代表:WANG JIN)、公益财团法人池谷科技振兴财团(研究代表:王璡)的支援实施。

<详细研究内容>
用太赫兹波使表面电位可视化,阐明DNA适体和神经传达物质的相互作用!~实验和AlphaFold结构预测融合的最新技术进化的成果~


冈山大学学术研究院 卫生系统综合科学学域
副教授 王 璡
(TEL)086-251-8129

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