2015 Fiscal Year Research-status Report
概日時計を創る：1細胞計測と操作による細胞ネットワークの再構築
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15KT0072
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
榎木 亮介 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00528341)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 快洋 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (90399824) [Withdrawn]
繁富 香織 北海道大学, 情報科学研究科, 研究員 (90431816)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | 視交叉上核 / MEMS / カルシウム / イメージング / 概日リズム / 生物時計 / 神経ネットワーク / 時計遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)を利用した微細加工技術を用いて、ほ乳類の生物時計(概日リズム)の中枢である細胞ネットワーク作動原理を構成的に理解することを目指している。初年度は、MEMSを用いて培養細胞数を厳密に制御できるマイクロパターン基盤の作成を確立を目指し、単一細胞から少数細胞の光イメージング (時計遺伝子発現とカルシウム濃度計測)を行う実験系の確立を目指した。特にマイクロパターン基盤の作成法や、ウェルのサイズ、間隔、数を最適化し、少数の神経細胞を長期的に培養する方法を確立し、多数のウェルから同時に蛍光/発光による光計測することが可能となった。またアデノ随伴ウイルスを用いた蛍光プローブの感染発現や、時計遺伝子の発光プローブを導入することで、数日間安定的に細胞内カルシウム濃度や時計遺伝子発現の概日リズムを計測することが可能となった。次年度以降の研究を発展させる為の基盤技術となる実験系となることが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の目的であった「微小加工技術によるマイクロパターン基板の作製」および「マイクロプレートを用いた少数細胞培養と時計遺伝子の発現リズムの測定」の実験系をほぼ確立することができた為、概ね順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロパターン基板のウェルサイズと、培養する細胞濃度を変えることで、さらに緻密に細胞数を制御する実験条件を確立する。１細胞から少数細胞の概日リズムを長期的に安定に光イメージング計測し、得られたデータより少数細胞の概日リズム特性を詳細に解析する。さらに細胞種特異的な蛍光タンパク質発現による細胞ラベリングにより、細胞種を同定してリズムを捉える。また細胞ネットワークの再構築の為の細胞操作の実験手法の確立を目指して研究を進める。
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| Causes of Carryover |
当初購入を検討していた生物発光イメージング測定用の米国製高感度カメラは、為替変動の為に予想以上に値上がりし、また納入にもかなりの時間を要することが分かった。代替案を検討したところ、既存の蛍光タイムラプスイメージング機器を利用した測定系を利用することができること、さらには生物発光ではなく蛍光プローブを利用することで、多数のサンプルからの同時計測によりデータ取得スピードを格段に高めることができた。結果として高感度カメラの購入費を節約しつつ実験スピードも加速することができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
経費節約により生じた未使用額7,802,833円は、研究を加速する為の研究員の雇用と、マイクロパターン基盤作成および動物飼育経費に充てる。
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