2018 Fiscal Year Annual Research Report
Cell microarray for introduction of functional molecules
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17H03472
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤田 聡史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副ラボ長 (00392655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
境 慎司 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20359938)
戸井田 力 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40611554)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞マイクロアレイ / デリバリー / タンパク質 / ゲノム編集 / ヒドロゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、機能分子を固相表面から細胞に導入する高密度、高精度、世界初の「機能分子を導入細胞マイクロアレイ技術の創成」を目的として研究を進めた。
タンパク質について、表面電荷の違いによってポリイオン高分子との複合体との最適な混合比が異なるため、βガラクトシダーゼ、リコンビナーゼ、２種類のゲノム編集酵素を用いた条件検討を行った。タンパク質を含むポリイオン複合体を作成し、アレイ状にガラス基板に固相化し、タンパク質導入に最適な物質を決定した。複合体の表面電荷を測定し、電荷や複合体のサイズと細胞内へのデリバリの関係を測定し、導入条件を最適化した。また、細胞のどの場所にデリバリされているかについて、共焦点顕微鏡を用いて確認を行った。
βガラクトシダーゼ及びリコンビナーゼは安定性が非常に高く、高効率でヒト細胞内に導入される事を確認した。リコンビナーゼは高いゲノムのリコンビネーション活性を示し、プリントした表面に結合した細胞のみリコンビネーションされる事が確認された。ゲノム編集酵素であるZFNを細胞に導入は、ゲノム編集効率が低く１%程度に留まった。また、ゲノム編集酵素（Cas9）の細胞導入条件の検討も行い、最適条件を決定した上で、Cas9をアレイ化した細胞アレイ作製した。こちらについては、高効率でゲノム編集を起こすことができる最適条件を決定する事ができた。細胞マイクロアレイ上に固定化されたポリイオン複合体の安定性の検討も行った。結果として、1か月以上アレイ化チップ基板上のタンパク質を失活させることなく保存する条件が決定された。
浮遊細胞用の細胞マイクロアレイの作製では、アルギン酸ゲルに加えて他の複数の生体適合性ハイドロゲルでの条件検討も行い、浮遊細胞アレイの作製に成功した。
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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
機能分子を導入する細胞マイクロアレイ技術の開発を行っており、タンパク質、酵素、核酸の導入技術は順調に開発が進んでいる。また、浮遊細胞技術への導入についても順調に進んでいる。一方で、特許化が完了しているものの論文化が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
良好な結果が示されつつあり、特許化が完了しているが論文化が遅れているため、本年度は成果の発表に重点を置きたい。
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