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2008 Fiscal Year Annual Research Report

電気化学マイクロ培養デバイスによる細胞微小環境の制御と定量解析

Research Project

Project/Area Number 19750055
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

珠玖 仁  Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (10361164)

Keywordsチップ分析 / 電気化学 / レポーター遺伝子 / 細胞培養
Research Abstract

電気化学測定法の利点であるリアルタイムモニタリングと定量性に着目し、遺伝子-蛋白質発現過程を詳細に追跡する。レポーターとしてベータ・ダラクトシダーゼ(βGAL)とアルカリホスファターゼ(AP)を用いる。プラスミドDNAアレイを作製し、微生物系および動物細胞系において遺伝子導入をチップ上で行い、実用を踏まえた電気化学レポーターセンシングシステムを構築する。本課題では、単一細胞レベルでの酵素活性検出を目標とする。これを実現するために、分泌型酵素を利用しレポーター酵素を膜外に分泌させ、基質および反応生成物の細胞内への取込み過程を省き、大幅な感度の向上を目指す(分泌型APの適用)
動物細胞系において、ウェルのサイス、深さ、素材を検討し1細胞アレイを構築した。自然沈降に基づくランダムな配列化技術に加え、誘電泳動力-、電気泳道力-に基づく1細胞配列を検討し、全てのケースで成功した。アルカリホスファターゼ(AP)遺伝子を導入したHeLa細胞株を用い、電気化学顕微鏡(SECM)により、1細胞電気化学イメージングに成功した。一細胞ごとの応答を統計的に解析し、遺伝子導入細胞一非導入細胞間で有意差を確認した。NFκB経路応答性のプラスミドを用いてサイトカイン刺激有無の比較で有意差を確認した。即ち本研究の目的は達成された。電気化学アレイデバイスでは10×10のウェルアレイに1細胞づつランダムに播種し、100検体の電気化学応答を僅か22秒で取得することができた。

  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Electrochemical Characterization of Enzymatic Activity of Yeast Cells Entrapped in a Poly (dimethylsiloxane) Microwell on the Basis of Limited Diffusion System2009

    • Author(s)
      H. Shiku, et.al.
    • Journal Title

      Analyst 134

      Pages: 182-187

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A microfluidic dual capillary probe to collect messenger RNA from adherent cells and spheroidsAnalytical Biochemistry2009

    • Author(s)
      H. Shiku, et.al.
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry 385

      Pages: 138-142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical gene-function analysis for single cells with addressable electrode/microwell arrays2009

    • Author(s)
      Z. Lin, et.al.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Mt. Ed. 48

      Pages: 2044-2046

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Entrapment and Measurement of a Biologically Functionalized Microbead with a Microwell Electrode2009

    • Author(s)
      C.-Y. Chang, et.al.
    • Journal Title

      Lab Chip 9(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical Detection of Epidermal Growth Factor Receptors on a Si ngle Living Cell Surface by Scanning Electrochemical Microscopy2009

    • Author(s)
      Y. Takahashi, et.al.
    • Journal Title

      Anal. Chem 81

      Pages: 2785-2790

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Electrochemical Reporter Assay Using HeLa Cells Transfected with Vector Plasmids Encoding Various Responsive Elements2009

    • Author(s)
      H. Shiku, et.al.
    • Journal Title

      Anal. Chim. Acta 640

      Pages: 87-92

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrophoretic cell manipulation and elettrochemical gene-function analys is based on a yeast two-hybrid system in a microfluidic device2008

    • Author(s)
      T. Yasukawa, et.al.
    • Journal Title

      Anal. Chem 80

      Pages: 3722-3727

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An addressable microelectrode array for electrochemical detection2008

    • Author(s)
      Z. Lin, et.al.
    • Journal Title

      Anal. Chem 80

      Pages: 6830-6833

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Single-cell analysis based on scanning probe technique and electrochemical microdevice2009

    • Author(s)
      H. Shiku
    • Organizer
      日本化学会第89回年会アジア国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部舟橋キャンパス(招待講演)
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] 一細胞採取およびPCR解析に基づくデジタル解析2009

    • Author(s)
      珠玖仁
    • Organizer
      第8回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム, 東京都(招待講演)
    • Year and Date
      2009-03-05
  • [Book] John Wiley & Sons Ltd., West Sussex, UK.(Eds.P.N.Bartlett)2008

    • Author(s)
      H. Shiku, et.al.
    • Total Pages
      249-266
    • Publisher
      Bioelectrochemistry : fundamentals, experimental techniques, and applications, Chapter 7

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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