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Development of Microdroplet-based Electroporation System for Genome Editing

Research Project

Project/Area Number 20H02045
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

Shibata Takayuki  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10235575)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 沼野 利佳  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (30462716)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Keywords遺伝子導入技術 / 電気穿孔法 / iPS細胞 / ゲノム編集 / マイクロ流体デバイス
Outline of Research at the Start

本研究では,微小液滴内(極微小反応場)に単一細胞と導入遺伝子を封入し,同一のマイクロ流路内で連続的に電気穿孔を行う高効率かつ低侵襲な遺伝子導入技術の開発を目指している.特に,世界的に圧倒的な供給不足となっている人工多能性幹細胞(iPS細胞)の安全かつ高効率な自動化量産技術を実現することで,iPS細胞を用いた再生医療の実現や創薬研究の推進を支援する.

Outline of Final Research Achievements

With the aim of realizing gene transfer into human cells with high throughput and high efficiency, we developed an electroporation technique in micro-reaction fields by the employing microfluidic chip technology. By using this technique, we successfully demonstrated the derivation of human induced pluripotent stem cells (iPS cells) reprogrammed from immortalized lymphoblastoid cell lines (LCL cells). In the future, we will develop an innovative mass-production platform for generating iPS cells with higher level of safety and reprogramming efficiency.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞への遺伝子導入技術は,高度先進医療技術および革新的医薬品開発における基盤技術として重要な役割を担っている.特に,人工多能性幹細胞(iPS細胞)を利用した再生医療・創薬に大きな期待が寄せられている.本提案技術は,安全かつ高効率なiPS 細胞の自動化量産技術としての応用展開が期待できる.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Presentation (8 results) Remarks (3 results)

  • [Presentation] 細胞培養機能を統合したデジタル電気穿孔デバイスの開発2023

    • Author(s)
      柴田健生,本田陸,岡本俊哉,永井萌土,柴田隆行
    • Organizer
      第32回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞機能デザインのためのオンチップ微小液滴電気穿孔システムの開発(第8報)―細胞膜穿孔および遺伝子導入に及ぼす双極性電圧印加条件の影響―2022

    • Author(s)
      手島(石井)美帆,服部光治,栗田弘史,沼野利佳,岡本俊哉,永井萌土,柴田隆行
    • Organizer
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム情報制御のためのデジタル液滴電気穿孔システムの開発(第2報)―細胞のストレス応答を指標とした電気穿孔条件の検討―2022

    • Author(s)
      柴田健生,タミン オスウェル,岡本俊哉,永井萌土,柴田隆行
    • Organizer
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] オンチップ細胞機能制御プラットフォーム2022

    • Author(s)
      柴田隆行,服部光治,手島(石井)美帆,岡本俊哉,永井萌土,初澤 毅
    • Organizer
      令和3年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] iPS細胞の量産化を実現するためのオンチップ微小液滴電気穿孔デバイスの開発2021

    • Author(s)
      柴田隆行,手島(石井)美帆,栗田弘史,沼野利佳,岡本俊哉,永井萌土
    • Organizer
      第44回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム情報制御のためのデジタル液滴電気穿孔システムの開発―マイクロウェルアレイを用いた微小液滴形成法の基礎的検討―2021

    • Author(s)
      柴田健生,タミン オスウェル,岡本俊哉,永井萌土,柴田隆行
    • Organizer
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 胞機能デザインのためのオンチップ微小液滴電気穿孔システムの開発(第7報)-電気穿孔プロセスに及ぼすパルス電圧印加条件の影響-2021

    • Author(s)
      服部光治,柴田健生,日比野直也,手島(石井)美帆,栗田弘史,沼野利佳,永井萌土,柴田隆行
    • Organizer
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] オンチップ細胞機能制御プラットフォーム2021

    • Author(s)
      日比野直也,柴田健生,服部光治,手島(石井)美帆,永井萌土,柴田隆行,初澤 毅
    • Organizer
      令和2年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 機械工学系 マイクロ・ナノ機械システム研究室ホームページ

    • URL

      https://mems.me.tut.ac.jp/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 教員紹介ホームページ

    • URL

      https://www.tut.ac.jp/university/faculty/me/64.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 橋技術科学大学 機械工学系 マイクロ・ナノ機械システム研究室ホームページ

    • URL

      http://mems.me.tut.ac.jp/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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