2021 Fiscal Year Research-status Report
単一細胞・細胞部位の機械的特性と遺伝子発現情報の相関評価
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20K05288
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
久米村 百子 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (50533642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田 祥平 工学院大学, 工学部, 准教授 (10542467)
藤田 博之 東京都市大学, 付置研究所, 教授 (90134642)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | MEMSピンセット / 細胞の機械特性計測 / 遺伝子発現解析 / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞の機械的な特徴と、細胞骨格タンパク質の遺伝子発現レベルとの関連性を明らかにする実験プラットフォームを構築し、単一細胞レベルで評価する。マイクロ加工技術により作製したMEMSを用いて細胞の力学計測を行なったのちに、そのまま細胞をマニピュレーションし、遺伝子発現解析を行う。
今年度は主に、課題(1)細胞骨格タンパク質の遺伝子発現情報と機械特性との相関評価、課題(2)細胞骨格タンパク質の発現を制御した細胞の機械特性の評価、を実施した。課題(1)では、複数種類の細胞について、細胞骨格タンパク質の遺伝子発現情報と機械特性との相関データを取得した。細胞の機械特性に関与すると予想されるベータアクチンをターゲットとした遺伝子発現解析のデータ群を得た。その他、いくつかの単一細胞サンプルにおいてビメンチンのデータを得た。ビメンチンとケラチン-14の遺伝子発現レベルを比較することによって、上皮間葉転換との関連性を掘り下げることができると期待したが、実験の結果、ケラチン-14の遺伝子発現レベルが極端に低く、比較に至ってはいない。課題(2)では、細胞骨格タンパク質を人工的に変異させ、その細胞を計測対象とする予定であったが、研究代表者の遺伝学の専門的な知識が浅く、外注した場合は遺伝子改変そのものに費用がかさむ点を考慮すると共に、本研究ではマイクロシステム技術の新規開発と実証に焦点を合わせたいと考え、ラボでの変異細胞の作製を中止した。宇部高等工業専門学校、小林准教授の協力を得て、遺伝子導入により高い転移能を有した細胞を計測対象とし、相関データを得た。
接着細胞の機械特性評価のためのMEMSに関しては、正確な計測結果を得るために実験プロトコルの最適化を行なった。また、接着細胞をMEMSピンセットで引き剥がすために、駆動量の大きなデバイスの設計と作製を行なった。
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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
本研究で課題としている項目は、(1)細胞骨格タンパク質の遺伝子発現情報と機械特性との相関評価、(2)細胞骨格タンパク質の発現を制御した細胞の機械特性の評価、(3)細胞内遺伝子発現解析とその細胞部分の機械特性評価の3トピックである。このうち(1)は達成しており、継続的にデータを取得している。(2)についても計測対象を変えたものの、細胞の動態に関係する転移能の高い細胞を対象とした研究を実施できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに達成している、浮遊細胞の機械特性計測-遺伝子発現解析のフローを踏まえて、接着細胞についてもデータの取得と評価を進める。接着細胞をマニピュレーションするために、今年度開発した駆動量の大きなMEMSピンセットを活用する。また、宇部高専、小林准教授とのディスカッションを進めながら、移動性の高い細胞の計測データを更に増やし、データの確実性を高める。
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| Causes of Carryover |
研究進捗会議を対面で実施するために旅費を計上していたが、コロナウイルス感染症拡大防止対策として対面での会議を取りやめたために未使用となった。次年度に対面での会議を実施する予定であるが、再び困難と予想される場合には、遺伝子発現解析で日常的に必要な消耗品を購入するための物品費として使用する。
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[Journal Article] Reduced PHOX2B stability causes axonal growth impairment in motor neurons with TARDBP mutations2021
Author(s)
S.Mitsuzawa,N.Suzuki,T.Akiyama,M.Ishikawa,T.Sone,J.Kawada,R.Funayama,M.Shirota,H. Mitsuhashi,S.Morimoto,K.Ikeda,T.Shijo,A.Ohno,N.Nakamura,H.Ono,R.Ono,S.Osana,T.Nakagawa,A.Nishiyama,R.Izumi,S.Kaneda,Y.Ikeuchi,K.Nakayama,T.Fujii,H.Warita,H.Okano,M.Aoki
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 16
Pages: 1527-1541
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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