人工の細胞膜上に蚊の嗅覚受容体を組み込んだ匂いセンサーを使って、人の呼気に含まれる肝臓がんのバイオマーカーの検出に成功――。そんな研究結果を、東京大学 大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻 兼 生産技術研究所 教授の竹内昌治氏らの研究グループが発表した。

 研究成果は、2021年1月14日(日本時間)に米国科学振興協会Science Advances誌に掲載された。これを応用すれば、呼気から疾病を診断する「呼気診断」を行える可能性があるという。

匂いセンサーを用いた呼気計測の実験系(出所:竹内昌治氏)

 研究グループはかねて、さまざまな匂いを高精度に検出できる生物の嗅覚受容体に着目してきた。嗅覚受容体は、特定の匂いを検知し、その信号を細胞内に取り込むセンサーとして働く膜たんぱく質である。人や動物、昆虫は、このセンサーを使って匂いをかぎ分け、生活に役立てている。例えば、「匂いで地雷を見つけるミツバチなどが報告されている」と竹内氏は言う。

東京大学 大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻 兼 生産技術研究所 教授の竹内昌治氏(写真:2021年1月13日に開催したオンライン記者会見の画面キャプチャー)

 こうした高感度かつ選択性の高いセンシング能力は、人工的なセンサーでは実現できていない。そこで研究グループは、生物の嗅覚受容体の機能を利用し、「バイオハイブリッドセンサー」としての匂いセンサーの研究開発を進めている。