【岡山大学】テラヘルツ波で表面電位を可視化し、DNAアプタマーと神経伝達物質の相互作用を解明！～実験とAlphaFold構造予測を融合した最新技術で進化した成果～

2025（令和7）年 2月 5日
国立大学法人岡山大学

https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• テラヘルツ波ケミカル顕微鏡を活用し、DNAアプタマーと神経伝達物質（セロトニン、ドーパミン）の相互作用による表面電位の変化をリアルタイムかつ高感度で測定・可視化しました。

• AlphaFold（2024年ノーベル化学賞受賞技術）を利用した構造予測と計算モデリングにより、アプタマーと神経伝達物質間の分子レベルでの結合メカニズムを明らかにしました。

• この技術により、表面電位のリアルタイムモニタリングが可能となり、生体分子の動的挙動に関する詳細な知見が得られました。

◆概 要
　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）学術研究院ヘルスシステム統合科学学域の王璡（WANG Jin）准教授は、医療機器医用材料部門先端医用電子工学研究室（AEMT）において、DNAアプタマーと神経伝達物質（セロトニンやドーパミン）との相互作用による表面電位の変化を、テラヘルツ波ケミカル顕微鏡（TCM）を用いて高精度に測定しました。また、AlphaFoldを活用した分子モデリングを組み合わせることで、分子間相互作用の詳細なメカニズムを解明しました。

　この技術により、セロトニンやドーパミンといった神経伝達物質の結合をリアルタイムで検出する新しい方法を確立しました。この成果は、科学雑誌『Biosensors』に2025年1月13日に掲載されました。

　今回の研究は、生体分子診断における重要な進展をもたらすと期待されています。特に、非侵襲的で高感度な診断技術は、神経疾患の早期発見や個別化医療の実現に貢献する可能性があります。また、この技術は、さまざまな疾患のバイオマーカーの応用にも広がることが予想されます。

　今後は、さらに多様な分子の検出や実用化に向けた研究を進めていく予定です。この技術が社会に広く活用されることで、人々の健康増進や医療の効率化に大きく寄与することが期待されます。

◆王璡（WANG Jin）准教授からのひとこと

　この技術をさらに発展させ、多くの分野で応用できるようにしたいと思います。また、共同研究や応用開発に関心のある方々と新たなコラボレーションを進めることを心から期待しています。ぜひご連絡ください！

◆論文情報
　論 文 名：Mapping Surface Potential in DNA Aptamer–Neurochemical and Membrane–Ion Interactions on the SOS Substrate Using Terahertz Microscopy
　掲 載 紙：Biosensors 2025, 15(1), 46;
　著 　者：Kosei Morita, Yuta Mitsuda, Sota Yoshida, Toshihiko Kiwa and Jin Wang
　D O I：https://doi.org/10.3390/bios15010046

◆参考論文1
　論 文 名：Multifunctional terahertz microscopy for biochemical and chemical imaging and sensing
　掲 載 紙：Biosensors and Bioelectronics 220 (2023) 114901
　著 　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

◆参考論文2
　論 文 名：Terahertz aptasensor for dopamine neurochemical detection
　掲 載 紙：Applied Physics Express 16 052002 2023
　著 　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

◆研究資金
　本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究C (課題番号24K07524、研究代表: WANG JIN）、公益財団法人池谷科学技術振興財団 (研究代表: 王 璡)の支援を受けて実施しました。

◆詳しい研究内容について
　テラヘルツ波で表面電位を可視化し、DNAアプタマーと神経伝達物質の相互作用を解明！～実験とAlphaFold構造予測を融合した最新技術で進化した成果＾

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20250205-1.pdf

◆参 考

・岡山大学大学院ヘルスシステム統合科学研究科

　https://www.gisehs.okayama-u.ac.jp/

・岡山大学大学院ヘルスシステム統合科学研究科 先端医用電子工学研究室

　https://www.aemt-lab.com/

◆参考情報

・【岡山大学】テラヘルツ波ケミカル顕微鏡を用いた微量検体中の新型コロナウイルス内に存在するNタンパク質の高感度検出に成功

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002842.000072793.html

・【岡山大学】岡山大学の特許技術により、室温動作可能な高感度水素センサを開発！ ～クリーンな水素エネルギーを安心安全に利用できる社会に貢献～

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001680.000072793.html

・ヒトの脳サイズの撮像が可能な「磁気粒子イメージング装置」を開発　アルツハイマー病発症前の画像検査の実現に向けて、小型電源で高感度なイメージングに世界で初めて成功〔三菱電機株式会社、岡山大学、大阪大学〕

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001660.000072793.html

岡山大学津島キャンパス（岡山市北区）

◆本件お問い合わせ先

　国立大学法人岡山大学 学術研究院ヘルスシステム統合科学学域 准教授　王 璡
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1　岡山大学津島キャンパス

　TEL：[phone]

　https://www.aemt-lab.com/

＜岡山大学病院との連携等に関する件（製薬・医療機器企業関係者の方）＞
　岡山大学病院 新医療研究開発センター
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　下記URLより該当する案件についてお問い合わせください
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/ph_company/

＜岡山大学病院との連携等に関する件（医療関係者・研究者の方）＞
　岡山大学病院 研究推進課 産学官連携推進担当
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　TEL：[phone]
　E-mail：ouh-csnw◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/medical/

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学の研究機器共用（コアファシリティ）などに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 機器共用推進本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階

　TEL：[phone]
　FAX：[phone]

　E-mail：cfp◎okayama-u.ac.jp

　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://fspp.kikibun.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://venture.okayama-u.ac.jp/

　岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
　岡山大学メディア「OTD」（ウェブ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000215.000072793.html
　岡山大学統合報告書2024：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002801.000072793.html

　岡山大学SDGsホームページ：https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
　岡山大学SDGs～地域社会の持続可能性を考える（YouTube）：https://youtu.be/Qdqjy4mw4ik
　岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw

　産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2025年1月期共創活動パートナー募集中：

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002800.000072793.html

国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください

• 岡山大学 文部科学省「地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）」に採択～地域と地球の未来を共創し、世界の革新の中核となる研究大学：岡山大学の実現を加速とともに世界に誇れる我が国の研究大学の山脈を築く～

  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html