世界初mRNA遺伝子ドーピング検査技術の開発に成功~1滴の血液からmRNA薬剤をわずか10分以内に検出可能に~

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2025-12-22 理化学研究所

理化学研究所(理研)は、遺伝子ドーピング対策として、血液中のmRNA薬剤を迅速・直接検出できる世界初の検査技術「新Direct-SATORI法」を開発した。mRNA薬剤はゲノムに組み込まれず速やかに分解されるため従来検査で検出が難しかったが、本手法はCRISPR-Cas13と多数の微小反応容器を並べたマイクロチップを用いるSATORI法を改良し、血液1滴から10分以内にmRNAを分子レベルで検出・定量できる。EPOをコードするmRNA薬剤を馬に投与して検証したところ、投与後最長約24時間まで、50μLの血液中に残る微量mRNAを確実に検出した。感度は血液1μLあたり270分子レベルに達し、実用的な検査基盤となる。今後、スポーツ・競馬分野での標準化や多標的同時検出へ発展が期待されるほか、mRNA治療薬の体内動態解析や薬効評価など医療応用にも広がる。

世界初mRNA遺伝子ドーピング検査技術の開発に成功~1滴の血液からmRNA薬剤をわずか10分以内に検出可能に~
新Direct-SATORI法は血液中のmRNA薬剤を10分以内に検出

<関連情報>

血液中のmRNA-LNP薬物の直接一分子検出 Direct Single-Molecule Detection of mRNA–LNP Drugs in Blood

Risako Furukawa,Hajime Shinoda,Teruaki Tozaki,Asami Makino,Mami Yoshimura,Tatsuya Iida,Koki Kawate,Mio Kikuchi,Taichiro Ishige,Yuji Takahashi,Tomohiro Kato,Hironaga Kakoi,Emiko Fukui,and Rikiya Watanabe
Analytical Chemistry  Published: December 22, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c05862

Abstract

Messenger RNA (mRNA) therapeutics, particularly those encapsulated in lipid nanoparticles (LNPs), hold significant promise for applications such as vaccines and gene therapies. However, concerns regarding their potential misuse in contexts such as sports doping underscore the need for robust detection platforms. Here, we present direct-SATORI, a fully automated, amplification-free platform capable of detecting mRNA–LNPs directly from blood at the single-molecule level. By integrating CRISPR-Cas13a, magnetic bead-based RNA enrichment, and microchamber technology, the platform achieves high sensitivity, with limits of detection of 0.4 fM for unmodified and 3.5 fM for N1-methylpseudouridine (m1Ψ)-modified mRNA encoding erythropoietin, a common target of conventional gene doping strategies aimed at enhancing oxygen transport. The platform completes detection within approximately 10 min and demonstrates cross-species compatibility, including equine and human plasma. In vivo validation in horses showed peak detection at 1 h postadministration, with signal clearance by 48 h. These findings highlight the potential of direct-SATORI as a rapid, sensitive, and practical tool for monitoring mRNA-based doping agents, offering a promising solution for future antidoping surveillance and regulatory enforcement.

医療・健康
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