Development of micropore devise to detect chromosome aberrations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19318
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Takata Hideaki 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20455207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横田 一道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50633179)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 染色体異常 / ポアデバイス / 細胞老化 / 染色体診断

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a new method for detecting chromosome aberrations using a micropore device to obtain structural information of chromosomes with high speed and sensitivity. Chromosomes isolated from human cultured cells were used to evaluate chromosome structure by the peak width and height (waveform pattern) of the current blockade waveform observed when the chromosome passes through the pores. The results showed that efficient acquisition of chromosome structural information is expected by reducing the size of micropores and controlling the direction of particles passing through the pores. In addition, by inducing cellular senescence, chromosomes exhibiting abnormal structures were successfully obtained.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

染色体異常を伴う疾患には、ダウン症に代表される先天的な染色体異常だけでなく、がんで観察されるクロモスリプシスとして知られる加齢と関連した後天的な染色体異常が存在する。このため、超高齢化社会を迎えるにあたり、染色体異常を伴う疾患の発症メカニズムを解明する基礎研究だけでなく、染色体異常の早期発見を必要とする染色体診断の分野において、染色体検査の高精度化・高速化が必要とされる。本研究により、ポアデバイスを用いた染色体構造評価の可能性を示すことができたことから、従来法に代わってポアデバイスを利用することで染色体異常検出のハイスループット化が見込まれる。