2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of sonogenetics: a gene control system using acoustic waves
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17K19394
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
粂田 昌宏 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (00582181)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | ソノジェネティクス / 音波 / 遺伝子 / 遺伝子操作 / 遺伝子工学 / 細胞分化 / 音響 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、ゲノムワイドスクリーニングの結果に基づき音波応答性遺伝子領域を検索する試みを進めたほか、振動トランスデューサーを用いてこれまでより1,000倍程度強力な音波を細胞に照射できる実験系を構築して研究を進めた。
１．音波応答性遺伝子領域の検索
昨年度のゲノムワイド探索の結果を元に、約400種類の音波応答遺伝子候補を選定し、それらの遺伝子の上流にあるプロモーター領域が音波応答性を示すかどうかをレポーター「アッセイにより検討した。その結果、音波応答を示すプロモーターが複数得られたが、その応答強度は予想よりもかなり低いものであった。
２．トランスデューサーによる直接音波照射システムの構築
これまでのスピーカーによる間接的な（空気を介した）音波照射では、培地（水）中にある細胞に照射できる音波強度は計算上～100mPaに留まる。トランスデューサーに設置した振動板を培養ディッシュに付け音波発信することで、最大250Pa程度までの強力な音波を細胞に照射できる実験系を構築した。この装置を用いたところ、スピーカーを用いた場合よりも非常に強大な遺伝子応答がみられ、さまざまな条件におけるその応答特性の解析を進めている。
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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
昨年から進めていたゲノムワイド解析は計画通りに進展した。またトランスデューサーを用いて音波処理手法を改善する取り組みも順調に進んでおり、次年度に予定している振動板の更なる改良を経て、本研究を進める上での基盤ツールとして完成の見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の取り組みでは、トランスデューサーを用いた音波処理システムが構築できたことが大きな進展である。今後の研究では、この音波処理手法を用いて以下の取り組みを進める。
１．ゲノムワイド解析：これまでよりはるかに強い音波を照射できるようになったことから、本システムを用いてゲノムワイド解析を行い、音波応答性遺伝子を探索する。
２．音波応答遺伝子特性の詳細な特徴づけ：音波の強度や照射時間、持続的・断続的・連続的音波照射の影響の解析などを進める。
３．音波による細胞分化への影響の解明：音波照射が細胞分化に与える影響を、筋分化・筋成熟の過程を中心に、定量評価して明らかにする。
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