ショウジョウバエに学んでカビ臭を測る! ―昆虫嗅覚受容体センサ細胞を用いた現場検査技術の開発―

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2026-04-28 東京大学

東京大学の研究グループは、昆虫の嗅覚受容体を利用したカビ臭検知技術を開発した。キイロショウジョウバエの受容体Or56aと蛍光タンパク質を培養細胞に導入し、ジェオスミンに応答して蛍光強度が変化する「センサ細胞」を作製。これを高密度に固定したカートリッジと小型蛍光測定器を組み合わせることで、従来は大型のGC-MSが必要だった検査を現場で実施可能にした。開発技術は100pMレベルの極低濃度でも検出でき、ダム湖水など実環境での測定にも成功。水道水源での早期検知や水質管理に加え、農産物のカビ汚染検査などへの応用が期待される。

ショウジョウバエに学んでカビ臭を測る! ―昆虫嗅覚受容体センサ細胞を用いた現場検査技術の開発―
昆虫の嗅覚受容体を活用したセンサ細胞による簡易検査技術
OR:嗅覚受容体、Orco:共受容体、GCaMP6s:カルシウム感受性蛍光タンパク質

<関連情報>

昆虫の嗅覚受容体を発現するセンサー細胞に基づく携帯型ジオスミン検出システム Portable geosmin detection system based on sensor cells expressing insect odorant receptors

Hidefumi Mitsuno,Shogo Araki,Yuji Sukekawa,Daigo Terutsuki,Sawako Niki,Eri Kuroda,Shunsuke Fujibayashi,Takeshi Sakurai,Kumiko Oguma,Satoshi Yamaguchi,Shinya Yamahira,Teruyuki Nagamune & Ryohei Kanzaki
Scientific Reports  Published:28 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-41786-8

Abstract

A technology that enables highly sensitive, selective on-site detection of odorants without sophisticated equipment could be valuable for a range of applications, from water quality testing to disease diagnosis. In this study, we introduce a portable technology using Sf21 cells engineered to express Drosophila melanogaster odorant receptors, co-receptors, and calcium-sensitive fluorescent proteins for geosmin detection—a natural compound known for its distinct musty odor. Sensor cartridges were fabricated by immobilizing sensor cells on the glass surface inside tubes. When coupled with a portable fluorometer, the system successfully detected geosmin at concentrations as low as 100 pM (18.2 ppt) without requiring any concentration steps. Moreover, the system was deployed at a lakeside dam and detected geosmin in real field samples. This is the first successful detection of target odorants using biosensors comprising transfected sensor cells bearing specific odorant receptor genes. The results highlight the practicality of insect odorant receptor-expressing sensor cells and reveal the potential of this technology in various applications, such as food, beverage, and water quality testing, where on-site odorant detection is required.

生物化学工学
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