2021 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ流体分画技術を用いた1細胞内構造体の泳動解析
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19H02072
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
新宅 博文 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (80448050)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気泳動 / マイクロ流体工学 / RNA / 次世代シーケンス解析 / 1細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1細胞画像解析および電気泳動解析と遺伝子発現解析を統合するカラーコードハイドロゲルビーズの開発を進めた。カラーコードハイドロゲルビーズは、DNAバーコードを表面に修飾した微小ハイドロゲルビーズであり、DNAシーケンス解析あるいは蛍光計測によりその配列を特定することができる。蛍光計測でバーコード配列を特定する仕掛けとして、一部にDNAバーコードの相補配列を有するブリッジDNAを活用し、ブリッジDNAを介して蛍光修飾付きのDNAフラグメントをハイブリダイゼーションにより修飾することで、四色の蛍光の明暗で16通りのDNAバーコードを読み出す方法を開発した。また、遺伝子発現解析において特定できる細胞数を増加させる方法として、あらかじめ細胞に導入した別のDNAバーコードとカラーハイドロゲルビーズ上のDNAバーコードの連結DNAバーコードを活用する方法を考案した。具体的には、あらかじめ解析対象の細胞に対して四色の蛍光の明暗を付与すると同時に、それと対応した16種DNAバーコードを細胞に導入し、細胞の形態観察の後に細胞内のmRNAとDNAバーコードをカラーハイドロゲルビーズで捕捉、その後DNAバーコードのライブラリを作製して読み出すという方法である。カラーコードハイドロゲルビーズと細胞のDNAバーコードの組み合わせから最大で256通りの特定が可能である。蛍光からDNAバーコードを特定するため、機械学習を用いた画像解析アルゴリズムを開発し、概ね95%以上の精度で分類できることを実証している。また、DNAバーコードが細胞から回収したmRNAのシーケンスライブラリの作製と同時に行えることを確認できた。これらの基本的技術開発に関して、投稿論文として報告するために、継続して実験データの収集を行なっている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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