北海道大学電子科学研究所の三友秀之准教授、居城邦治教授、同大学大学院生命科学院博士後期課程の卫　文婷氏らの研究グループは、細胞内のmicroRNA（miRNA）濃度を簡便かつ正確に定量する新技術を開発しました。がんや感染症をはじめとする多くの疾病は、細胞内miRNAの量の変化と密接に関係しており、miRNAは有力な疾患バイオマーカーとして注目されています。そのため、生きた細胞内でmiRNAを正確に定量する技術の開発は、診断や新しい治療法の開発に直結する重要な課題とされてきました。本研究では、ナノスケールのDNAマシンを応用し、「二足歩行型DNAウォーカー」を基盤とした検出...

北海道大学大学院先端生命科学研究院の新井達也助教、相沢智康教授、及び東京大学大学院新領域創成科学研究科の佐々木裕次教授らの研究グループは、時分割X線回折像から高分子複合材料におけるナノ粒子の回転ダイナミクスを測定する新たなX線活用手法の開発に成功しました。高分子にナノ粒子を添加した複合材料は、ゴムやプラスチックなどの様々な材料として広く使用されています。これらの材料の柔らかさや耐久性は、内部に分散したナノ粒子の運動性、特に回転運動に大きく依存します。したがって、ナノ粒子の回転運動を可視化する手法は材料開発において極めて重要ですが、そのような運動を汎用的に観測する方法はこれまでほとん...

北海道大学大学院理学研究院の小林厚志准教授、三浦篤志准教授、高橋啓介教授らの研究グループは、金属錯体色素を複層化した光触媒ナノ粒子とアルコール酸化触媒分子を連動させることで、持続利用可能な資源であるセルロースからクリーンエネルギー源となる水素と高機能材料となるセルロースナノファイバー（CNF）を、環境負荷なく同時合成できる光触媒を開発しました。近年深刻化する環境・エネルギー問題の解決に向けて、化石資源に変わる持続利用可能な炭素資源としてセルロースが注目を集めてきました。セルロースは地球上に最も豊富に存在するバイオマス資源ですが、安定な構造を有しているため資源化には多大なコストが必要...

北海道大学総合イノベーション創発機構化学反応創成研究拠点（WPI-ICReDD）特任教授及びマックス・プランク石炭研究所教授のリスト・ベンジャミン氏、WPI-ICReDDの辻　信弥特任准教授、WPI-ICReDD及び同大学大学院医学研究院の田中伸哉教授、津田真寿美准教授らの研究グループは、mRNAワクチンなどに用いられる脂質ナノ粒子（LNP）の一つの「ALC-0315」について、立体異性体ごとの生物学的性質の違いを世界で初めて明らかにしました。LNPは、核酸医薬品の生体内・細胞内輸送に不可欠で、COVID-19パンデミックでは、mRNAワクチンの迅速な実用化を可能にしました。LNP...

北海道大学大学院薬学研究院の山田勇磨教授、同大学院薬学研究院修士課程の野呂田楓氏（研究当時）、リューベック大学（ドイツ）の廣瀬みさ主任研究者らの共同研究グループは、ミトコンドリア標的型ナノカプセル（MITO-Porter）を用いてCRISPR/Cas9ゲノム編集装置（RNP）を哺乳類細胞のミトコンドリア内に直接送達し、特定の遺伝子変異を標的としたミトコンドリアDNA（mtDNA）のゲノム編集に成功しました。ミトコンドリアDNAの変異は、様々な難治性疾患の原因となることが知られていますが、その二重膜構造がゲノム編集装置の導入を困難にしてきました。本研究では、独自開発したMITO-Po...

北海道大学大学院工学研究院の真栄城正寿准教授、渡慶次学教授らの研究グループは、独自に開発したマイクロ流体デバイスを用いることで、細胞間の情報伝達を担っている細胞外小胞であるエクソソームを模倣した脂質ナノ粒子の作製に成功しました。エクソソームは、内部に核酸（miRNAやmRNAなど）やタンパク質を搭載しており、がんの新たなバイオマーカーや薬物送達システム（DDS：Drug Delivery System）としての応用が期待されています。しかし、細胞から分泌される天然のエクソソームは、粒径やエクソソーム表面に存在しているタンパク質の種類や量が不均一であり、エクソソームの機能解明やDDSへの応用の...

北海道大学電子科学研究所の三友秀之准教授（研究当時：東北大学多元物質科学研究所兼務）、居城邦治教授、谷地赳拓博士研究員（現在：東北大学多元物質科学研究所 助教）、理化学研究所放射光科学研究センターの米倉功治グループディレクター（東北大学多元物質科学研究所 教授兼務）らの研究グループは、無機ナノ粒子を構成要素としたナノサイズの中空カプセル構造体を作製する新たな技術を開発しました。本研究で開発された中空カプセル（直径100 nm）は、薬剤を内包し、標的とする疾患部位へ適切に薬剤を送達するドラッグデリバリーキャリアとしての応用が期待されます。これまで、リポソームや高分子材料を用いた有機系...

北海道大学大学院薬学研究院の佐藤悠介准教授、原島秀吉教授、同大学大学院生命科学院博士課程の鈴木裕一氏らの研究グループは、脾臓の免疫細胞を標的とした脂質ナノ粒子（Lipid Nanoparticle: LNP）を開発し、安全で有効なmRNAワクチン製剤として実証しました。LNPはmRNAをはじめとした核酸分子の送達技術として汎用され、近年では新型コロナウイルス感染症（COVID-19）に対するワクチン製剤として臨床応用が進められています。しかしながら、製剤の安全性とワクチン効果の有効性を両立したワクチン製剤を実現するために、"mRNAをどこに送達すべきか"という問いは未だ明らかになっ...