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2014年9月25日

- 利用宇宙环境研发出创新型糖尿病生物传感系统 -
参与国际空间站“希望号”实验舱的高品质蛋白质晶体生长实验

国立大学法人东京农工大学研究生院工学研究院生命机能科学部的早出广司教授与临床检验仪器和试剂制造商爱科来株式会社(京都市),参与了在国际空间站*1日本“希望号”实验舱的微重力环境下进行的实验项目。这一项目是由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)规划的,称之为“JAXA PCG(蛋白质晶体生长)”*2。此项实验希望通过对研发生物传感技术*3所必不可少的蛋白质结构进行分析,将其应用到有助于糖尿病诊断和治疗的创新型生物传感系统。这是世界上首次尝试利用宇宙环境研发糖尿病护理用生物传感系统。

现状:国立大学法人东京农工大学研究生院工学研究院生命机能科学部的早出广司教授与爱科来株式会社组成了研究小组,对研发生物传感技术所必不可少的蛋白质分子相关项目开展了合作研究。此次研究小组要研究的蛋白质,选用了“JAXA PCG”第2阶段实验系列的第2次实验中装载的工业酶蛋白之一。预计将于9月26日将蛋白质装载到“联盟号”宇宙飞船中。

研究体制:由东京农工大学研究生院工学研究院生命机能科学部的早出广司教授的研究团队、本校客座副教授国立大学法人香川大学医学部综合生命科学研究中心分子构造解析研究部门吉田裕美教授、爱科来株式会社以及JAXA进行本项研究,探讨研发生物传感技术所必不可少的高纯度蛋白质样本的制备方法和结晶条件。

研究目标:希望通过在宇宙微重力环境下对蛋白质晶体进行详细的结构分析,了解蛋白质的构效关系。其结果可以用于研发生物传感技术。希望通过研发创新型传感系统,对糖尿病治疗、改善患者的生活质量以及预防疾病做出贡献。

未来计划:
参加“JAXA PCG”第2阶段实验系列的第2次实验
发射日期 :2014年9月26日(日本时间,当地时间)
发射地点 :哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场
返回日期 :2014年11月10日
着陆地点 :哈萨克斯坦
返回机 :“联盟号”宇宙飞船


“希望号”(日本实验舱、JAXA/NASA)


地球获得的蛋白质晶体
预计微重力环境与地球环境相比,会获得更优质的蛋白质晶体。
(香川大学吉田裕美教授提供)

* 1 希望号(正式名称;日本实验舱(JEM)是日本首个载人航天器,是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)对国际空间站(ISS)的卓越贡献。希望号被设计和研发用于在轨道进行科学研究活动。目前,在希望号中进行了各种各样的科学、医学、教育实验。作为国际空间站(ISS)的一部分,希望号提供了可以利用宇宙环境进行实验的广泛机会。

* 2 高品质蛋白质晶体生长实验(JAXA PCG)是在“希望号”中进行的实验,目标是生物大分子晶体的生长。JAXA PCG实验的主要科学目标是在微重力环境下生成高品质的蛋白质晶体。已在太空中进行了20年以上的蛋白质结晶实验。此项实验,已发射了300多个蛋白质样本,并且其中80%已成功生成高品质晶体。对高品质蛋白质晶体结构进行详细的分析,将有助于开发新型药品以及多种工业催化剂。
http://iss.jaxa.jp/en/

* 3 生物传感技术的定义是检测和测定生物系统,以便将生物系统整合为新的传感技术。东京农工大学工学研究院生命机能科学部(工学府生命工学专业、工学部生命工学科)与工业合作伙伴共同研究生物传感技术相关的科研项目。