細胞内カルシウム濃度の変化を検出する新たなバイオセンサーを開発 血中生理活性物質の測定や創薬開発の迅速化に貢献

ad

2026-04-02 東北大学

東北大学の研究チームは、細胞内カルシウムイオン濃度の変化を簡便に検出できる新規バイオセンサー「CalLuc-2.1」を開発した。従来は高速で変化するカルシウムシグナルの測定に特殊装置が必要であったが、本センサーはルシフェラーゼを改変し、瞬間的なカルシウム上昇を持続的な発光変化として可視化することで、一般的な機器での測定を可能にした。GPCRを介したシグナル伝達の評価にも適用でき、リガンド添加のみで応答検出が可能となる。さらに、血中生理活性物質の測定やハイスループットスクリーニングへの応用も実証され、創薬研究の効率化に寄与する技術として期待される。

細胞内カルシウム濃度の変化を検出する新たなバイオセンサーを開発 血中生理活性物質の測定や創薬開発の迅速化に貢献
図1. CalLuc-2.1の模式図

]<関連情報>

GPCRを介したカルシウムシグナル伝達の終点測定を可能にする発光性カルシウムバイオセンサー A luminescent calcium biosensor enabling endpoint measurement of GPCR-mediated calcium signaling

Kosuke Doi,Ryoji Kise,Kota Shimizume,Masataka Yanagawa &Asuka Inoue
Communications Biology  Published:29 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-09920-4  Unedited version

Abstract

Gq/11-coupled GPCRs regulate critical physiological processes through calcium mobilization, making intracellular Ca2+ dynamics a key readout for drug discovery and biomarker detection. However, the transient nature of calcium signals necessitates real-time monitoring with specialized equipment, creating barriers for high-throughput screening and limiting accessibility. Here we present CalLuc-2.1, a luminescent calcium biosensor that converts brief Ca2+ spikes into persistent luminescence changes readable tens of minutes after stimulation. By eliminating the need for precisely-timed detection, CalLuc-2.1 enables endpoint measurement of GPCR activation using standard plate readers. We demonstrate robust performance (Z’ > 0.88) across multiple Gq/11-coupled GPCRs in both agonist and antagonist screening formats. Furthermore, CalLuc-2.1 successfully detects endogenous GPCR ligands directly in human serum, offering a simpler alternative to immunoassays and mass spectrometry for biomarker quantification. This approach makes calcium-based GPCR assays accessible to any laboratory with basic luminescence detection capabilities, potentially accelerating both drug discovery and clinical research applications.

有機化学・薬学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました