2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19K22121
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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) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 1細胞 / 電気泳動 / マイクロ流体工学 / RNA-sequencing / 細胞内小器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SINC-seq(single-cell integrated nuclear and cytoplasmic RNA sequencing)法と呼ばれる1細胞の細胞質RNAと核RNAの発現を独立で計量する独自の1細胞RNAシーケンス解析法を発展させて、ナノポアシーケンサーと組み合わせたNanoSINC-seq法を開発した。NanoSINC-seq法はRNA分子から逆転写により作製した相補的DNA鎖を鎖長の短いDNA断片にすることなく、全長のまま塩基配列を読み出す方式であるため、トランスクリプト解像度でRNA分子を特定できる。これを活用することで、トランスクリプト量のゆらぎが核と細胞質でどの程度変化しているか定量的に評価した。その結果、例えば、翻訳に関わるリボソームを構成するタンパク質に関連する遺伝子ファミリーでは細胞質でゆらぎが大きくなっている一方で、RNA スプライシングに関連する遺伝子ファミリーではそれが減衰していることが明らかとなり、核-細胞質のRNA輸送を含む転写後制御の全体像を遺伝子網羅的に俯瞰することに成功した。
SINC-seq法の適用範囲を拡大するため、マイクロ流路の設計を工夫し、植物細胞塊の一部の細胞から選択的に細胞質分子を抽出する方法を開発した。この方法では、植物細胞塊を配置するマイクロ流路構造を大きく設計することで、対象細胞と非対称細胞それぞれに与えられる電場強度に大きな違いを与えた。また、短時間のパルス状電場と直流電場の組み合わせにより選択的に対象細胞の細胞壁の分子透過性を上昇させる方法を確立した。本方法を活用することで、細胞壁を保持した状態の植物細胞から直接細胞質RNAを抽出することに成功し、RT-PCR法を用いた定量も可能であることを示した。
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