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Classification of living cells using surface modification with nucleic acid-lipid conjugates

Research Project

Project/Area Number 22K12820
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Arima Yusuke  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (90402792)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords細胞表面修飾 / 核酸プローブ / 細胞分類 / 核酸-リン脂質複合体 / 細胞識別 / 核酸-脂質複合体
Outline of Research at the Start

多様な細胞で構成される細胞社会を理解するうえで,それぞれの細胞種を識別し解析することが重要である。しかし,膜タンパク質以外の細胞表面分子について,その発現量や分子種を指標に細胞を生きたまま識別する方法は確立されていない。
本研究では,核酸-リン脂質複合体を用いた細胞表面修飾における細胞種依存性に着目し,細胞識別への応用を目指す。識別に至適な分子設計および修飾効率に影響を与える細胞表面環境について検討する。

Outline of Final Research Achievements

For the understanding of biological system and the detection of cancer cells, it is necessary to identify specific cells from a wide variety of cells. Furthermore, identifying and isolating cells while they are still alive, will allow for detailed analysis of cellular functions. In this study, we aimed to apply nucleic acid-lipid conjugates to cell identification probes.
The optimally designed nucleic acid-lipid conjugates were found to be probes sensitive to the expression levels of nucleases.
Furthermore, the nucleic acid-lipid conjugates successfully discriminated between normal cells and breast cancer cells as fluorescence negative or positive cells while they are still alive.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん細胞を検出する核酸プローブは報告されているが,溶液全体の蛍光強度を検出するため,検体中にがん細胞の存在は分かるものの,どの細胞ががん細胞であるか特定は不可能である。一方,今回開発したプローブは細胞膜に局在するため,複数種の細胞が混在した状態でもがん細胞の特定が可能である。また,その細胞を分取・再培養も可能であるため,特定細胞の識別だけでなく細胞特性に至るまで詳しく解析することも可能である。
以上のことから,多細胞生体システムの理解やがん細胞の特性分析など,生物学・医学分野への活用が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2025 2024 2023 2022

All Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results)

  • [Presentation] モデル膜分子を用いた細胞膜間相互作用解析2025

    • Author(s)
      有馬 祐介,大野 友輔,玉田 薫
    • Organizer
      第72回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞膜由来ベシクルを用いたモデル平面膜の形成2024

    • Author(s)
      星野 秀太朗,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞膜局在型蛍光プローブを用いた生細胞の分類2024

    • Author(s)
      後藤 彩香,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] High Spatiotemporal Imaging of Cell-Attached Interface Using Plasmonic Metasurface2024

    • Author(s)
      Yusuke Arima
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Live-Cell Imaging with High Axial Resolution Using Self-Assembled Gold Nanoparticle Metasurfaces2024

    • Author(s)
      Yusuke Arima, Shi Ting Lee, Kaoru Tamada
    • Organizer
      International Symposium on Exponential Biomedical DX 2024
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞膜由来ベシクルを用いたモデル平面膜の形成2024

    • Author(s)
      星野 秀太朗,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      第71回 応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞表面の核酸修飾における細胞種依存性2023

    • Author(s)
      有馬 祐介,平井 千晶,後藤 彩香,玉田 薫
    • Organizer
      第52回医用高分子シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 材料-細胞および細胞-細胞接着界面の解析2023

    • Author(s)
      有馬 祐介
    • Organizer
      化学工学会 第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 材料-細胞,細胞-細胞間相互作用の解析と制御2023

    • Author(s)
      有馬 祐介
    • Organizer
      日本分析化学会 第72年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Imaging of Cell-Attached Interface to Study Cell-Material and Cell-Cell Interactions2023

    • Author(s)
      Yusuke Arima
    • Organizer
      The 16th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生細胞を分類するポリエチレングリコール-リン脂質複合体の設計2023

    • Author(s)
      後藤 彩香,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      第45回 日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] キレートを介した細胞表面のタンパク修飾による細胞間相互作用の誘導2023

    • Author(s)
      寺戸 美樹,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      第45回 日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞膜由来ベシクルを用いたモデル平面膜の形成2023

    • Author(s)
      星野 秀太朗,玉田 薫,有馬 祐介
    • Organizer
      第45回 日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] DNAを介した細胞膜間相互作用における塩基長の影響2022

    • Author(s)
      有馬祐介,大野友輔,玉田薫
    • Organizer
      第71 回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] DNAを介した細胞間接着における塩基長の影響2022

    • Author(s)
      大野友輔,玉田薫,有馬祐介
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋期学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] キレートを介した細胞表面のタンパク質修飾2022

    • Author(s)
      寺戸美樹,玉田薫,有馬祐介
    • Organizer
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞表面への核酸修飾の細胞種依存性2022

    • Author(s)
      有馬祐介,平井千晶,萩尾蓮,玉田薫
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会 2022年度九州ブロック研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Cell-cell attachment by cell surface-anchored nucleic acids and its cell-type dependence2022

    • Author(s)
      Yusuke Arima, Chiaki Hirai, Kaoru Tamada
    • Organizer
      The 15th International Symposium on Nanomedicine
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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