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2009 Fiscal Year Annual Research Report

細胞内mRNAの定量的分布解析と細胞へのmRNA導入技術の開発

Research Project

Project/Area Number 19360379
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

中村 史  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, セルエンジニアリング研究部門, 研究グループ長 (40357661)

Keywords細胞操作 / RNA抽出 / AFM / ナノ針 / タンパク質発現
Research Abstract

生きた細胞内におけるmRNA発現をネイティブな状態を維持しつつ観察する、あるいはmRNAを細胞に導入する技術を開発する。細胞内は、様々な生体分子、小器官が密集し、混在した空間であり、試験管内とは全く違った分子の挙動が観察される場である。このような細胞内という特殊な環境において、その細胞の状態を最も端的に表現する分子種であるmRNAを検出する手法を開発する。mRNAは微小管に沿って運搬され、細胞内の適正な位置に局在して翻訳されるなどの報告もあるが、1個の細胞内でmRNAがどのような挙動をしているかについては不明な点も多い。本研究では、細胞に対して非常に侵襲性が小さく、その挿入によって転写阻害をしない直径200nmのナノ針を用いて、細胞内のmRNAを定量的に評価する手法を確立することを目的としている。挿入されたナノ針表面のモレキュラービーコンにmRNAがハイブリダイズすれば、モレキュラービーコンのFRETが解消され、ナノ針表面で蛍光強度の上昇が観察される。ヒトのGAPDHで設計されたモレキュラービーコンのmRNA認識配列は、ヒトとマウスの間で3塩基の違いがあるために、ヒト細胞であるHeLaでは蛍光強度の上昇が見られるが、マウス小芽細胞であるC3H10T1/2では見られなかった。また、細胞内で上昇した蛍光強度は、針を細胞外へ抜き去り、培地中で測定すると減少し、複数の細胞で連続的に測定することが出来た。モレキュラービーコン修飾ナノ針の引き抜き動作によって、細胞外へmRNAを抽出していないことを示唆する結果が得られている。このことは、モレキュラービーコンという分子ツールを利用して細胞外から内へmRNAを導入する手法は機械的に不可能であることを同時に示唆している。

  • Research Products

    (15 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Evaluation of the effectiveness of tapered silicon and novel diamond nanoneedles in manipulations of living single cells2010

    • Author(s)
      Sung-Woong Han, Seunghwan Ryu, Taro Kitagawa, Hiroshi Uetsuka, Naoji Fujimori, Yukihiro Aoki, Ryo Ota, Yosuke Amemiya, Nobuo Shimamoto, Chikashi Nakamura, Jun Miyake
    • Journal Title

      Archives of Histology and Cytology (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mechanical properties of a cell as determined by its actin cytoskeleton are important for nanoneedle insertion into a living cell2010

    • Author(s)
      Harumi Kagiwada, Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Hideki Kamiishi, Keiko Kawano, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
    • Journal Title

      Cytoskeleton (accepted)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナノ針上に固定化したモレキュラービーコンと細胞内mRNAの結合解析2010

    • Author(s)
      中村史、北川太郎、金百合恵、雨宮陽介、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会(2010)
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡を用いて生きた細胞内の生体分子を検出する方法2010

    • Author(s)
      中村史
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会 シンポジウム
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] AFMを用いた細胞解析技術2010

    • Author(s)
      中村史
    • Organizer
      第5回バイオ医工学(バイオものづくり)シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所鈴木梅太郎ホール
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] AFMとナノニードルを用いた細胞内部の解析技術2009

    • Author(s)
      中村史
    • Organizer
      「生命をはかる」研究会 第28回研究会
    • Place of Presentation
      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • Year and Date
      2009-12-25
  • [Presentation] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞のmRNAの解析2009

    • Author(s)
      中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
    • Organizer
      第61回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] モレキュラービーコン修飾ナノ針によるOct4 mRNAの検出2009

    • Author(s)
      金百合恵、北川太郎、中村史、鍵和田晴美、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医系キャンパス・百年記念講堂
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞mRNAの解析2009

    • Author(s)
      中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
    • Organizer
      第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医系キャンパス・百年記念講堂
    • Year and Date
      2009-09-14
  • [Presentation] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた細胞内mRNAの検出2009

    • Author(s)
      中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
    • Organizer
      2009年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Book] Medical Bio2009

    • Author(s)
      木原隆典、中村史、三宅淳
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      オーム社
  • [Book] クリニカルニューロサイエンス2009

    • Author(s)
      中村史
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      中外医学社
  • [Remarks]

    • URL

      http://unit.aist.go.jp/rice/research/seitaiundou.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞操作用部材2009

    • Inventor(s)
      中村史、三宅淳
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      特許,特願2009-133603
    • Filing Date
      2009-06-03
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 物質細胞挿入の力学解析方法2009

    • Inventor(s)
      中村史、小幡谷育夫、三宅淳、中村徳幸、韓成雄
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      特許、4370397
    • Acquisition Date
      2009-09-11

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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