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単一細胞の機械的特性評価と遺伝子発現の相関解析用バイオMEMSの基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K04914
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関九州工業大学 (2018)
東京大学 (2016-2017)

研究代表者

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)

研究分担者 金田 祥平  工学院大学, 工学部, 助教 (10542467)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードMEMSピンセット / 単一細胞 / 機械特性計測 / 単一細胞遺伝子発現解析 / 細胞マニピュレーション / 単一細胞遺伝子発現 / マイクロマシン / 細胞・組織
研究成果の概要

単一細胞の機械的な特徴と、細胞骨格タンパク質の量の関係を明らかにするための手法開発を目的とした。微細加工技術により作製したMEMSピンセットとマイクロチャンバを用いて細胞の機械特性計測を実施し、その細胞を遺伝子発現解析してタンパク質の発現量を求める。様々なサイズの細胞を把持できる駆動構造を設計した。また、細胞を容易に捕捉・解放するために、ピンセット先端の構造や表面修飾を最適化した。計測した細胞を遺伝子発現解析で評価できる可能性が大きくなったが、実験結果では、コンタミネーションが発生し、細胞骨格タンパク質の発現量は求められなかった。遺伝子発現解析における異物混入の除去と手順の見直しが必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1つの細胞に対して、機械特性計測と、機械特性に関わる遺伝子の発現解析という2つの手法を適用し、これまでに明らかにされていなかった力学的情報と遺伝子発現量の相関を、高い信頼性と共に取得することを課題とした。研究期間内に達成することはできなかったが、今後、機械特性計測後の細胞について、熟練した技術によって遺伝子の発現状態を解析できれば、血中循環腫瘍細胞(CTC) の変形能などの機械特性情報と、がん悪性度マーカー遺伝子との相関についても情報を得ることができる。細胞の機械特性によってCTCの悪性度を評価するがん診断技術開発の可能性もあり、臨床診断においても多大な意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] CNRS/ISEN Lille (Yncrea Hauts-de-France)(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/ISEN Lille (Yncrea Hauts-de-France)(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct measurement of the mechanical properties of a chromatin analog and the epigenetic effects of para-sulphonato-calix[4]arene2019

    • 著者名/発表者名
      Yannick Tauran, Momoko Kumemura, Mehmet C. Tarhan, Gregoire Perret, Florent Perret, Laurent Jalabert, Dominique Collard, Hiroyuki Fujita & Anthony W. Coleman
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 5816-5816

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42267-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimization of Surface Treatment on MEMS Probes for Single Cell Capture and Release2019

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Hayashi, Momoko Kumemura, Shohei Kaneda, Vivek Menon, Laurent Jalabert, Saeko Tachikawa, Mehmet. C. Tarhan, Teruo Fujii, Beomjoon Kim, Hiroyuki Fujita
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] シリコン製ナノピンセットにおける細胞の把持・解放のための プローブ表面改良2018

    • 著者名/発表者名
      林謙作, 久米村百子, 金田祥平, 藤井輝夫, 金範埈, 藤田博之
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007377712

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] A PRACTICAL SINGLE CELL ANALYSIS METHOD FOR MECHANICAL CHARACTERIZATION OF CANCER CELLS2017

    • 著者名/発表者名
      T. Baetens, G. Perret, Y. Takayama, M. Kumemura, L. Jalabert, S. Meignan, C. Lagadec, H. Fujita, D. Collard, M. C. Tarhan
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2017)
    • 発表場所
      Las Vegas, NV, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trapping of a cell and it's mechanical characterization by silicon nanotweezers2016

    • 著者名/発表者名
      M. C. Tarhan, M. Kumemura, S. Kaneda, Y. Takayama, G. Perret, T. Fujii, D. Collard, H. Fujita
    • 学会等名
      International Conference on Single Cell Research 2016
    • 発表場所
      Ito International Research Center, The University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2025-11-18  

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