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組み合わせ電気パルスによる遺伝子導入実験-電気パルス形状による生体膜透過性制御-

研究課題

研究課題/領域番号 17K06332
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 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関有明工業高等専門学校

研究代表者

河野 晋  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30270375)

研究分担者 冨永 伸明  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30227631)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードパルスパワー / ナノ秒 / 遺伝子導入 / GFP / HL60 / ナノ秒高電圧パルス / マルチパルス / エレクトロポレーション / HL-60 / 電気パルス / 細胞膜
研究成果の概要

広範囲にわたる矩形波のパルス電圧を用いたときの生体膜透過性について調査を行った。その結果,これまでにエレクトロポレーション法で使用されることのなかった高電圧ナノ秒パルスは,従来の電気パルスよりも低エネルギーでも細胞膜の透過性を上げることができることが分かった。200ナノ秒のパルス高電圧に低電圧長パルスを組み合わせることで,効率良く遺伝子導入が可能であることを確認した。この実験結果をもとに,シンプルな2つのパルス電圧を用いて遺伝子導入が可能となる実験条件の調査が容易にできる手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来のエレクトロポレーション法による遺伝子導入では導入が困難である細胞が依然として存在しており,その導入効率の向上が望まれている。
今回の研究結果から,ナノ秒高電圧パルスに低電圧長パルスを組み合わせることで,導入困難と考えられている数種類の細胞への遺伝子導入が可能であることが分かった。これらのパルスを組み合わせた遺伝子導入実験により,効率の良い遺伝子導入が達成できるパルス条件を簡便に見出すことができる手法を提案した。
本手法を適用することで,現在遺伝子導入が困難とされる細胞に対する導入効率が向上すれば,医学,薬学,生物学などの幅広い分野に貢献できる技術になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Optimization of GFP introduction into HL-60 cells with a combination of two different rectangular pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Susumu Kono, Nobuaki Tominaga
    • 雑誌名

      Proceedings of 2019 IEEE Pulsed Power & Plasna Science

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高電圧極短パルスと低電圧長パルスの組み合わせによる遺伝子導入2019

    • 著者名/発表者名
      河野 晋
    • 学会等名
      高専 新技術説明会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ秒高電圧パルスと低電圧長パルスの組み合わせによるHL-60細胞へのGFPベクター導入実験2019

    • 著者名/発表者名
      河野 晋, 冨永 伸明
    • 学会等名
      2019年度 電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メダカ受精卵に対する組み合わせ矩形波電気パルスを用いた物質導入2019

    • 著者名/発表者名
      永井匠,池松裕人,山口明美,冨永伸明,河野晋
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] メダカ受精卵に対する物質導入のための矩形波電気パルスの影響調査2018

    • 著者名/発表者名
      永井 匠,池松 裕人,冨永 伸明,河野 晋
    • 学会等名
      電気・情報関係学会九州支部第71回連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気パルスを用いたHL-60細胞へのGFP高効率化に関する基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      牛島和樹,冨永伸明,河野 晋
    • 学会等名
      平成29年度 電気学会九州支部高専研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気パルスを用いたGFP導入高効率化に関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      牛島和樹,河野 晋,山口明美,冨永伸明
    • 学会等名
      平成29年度 電気・情報関係学会 九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 細胞への物質導入装置,および細胞への物質導入方法2019

    • 発明者名
      河野晋,冨永伸明
    • 権利者名
      河野晋,冨永伸明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-014689
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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