細胞内mRNAの定量的分布解析と細胞へのmRNA導入技術の開発

• 研究課題/領域番号: 19360379
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 中村 史 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門・研究グループ, グループ長 (40357661)
• 研究分担者: 徳元 康人 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (70261170) ; 木原 隆典 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助手 (90436535)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2010年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2008年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2007年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: ナノニードル / 細胞操作 / mRNA / AFM / モレキュラービーコン / RNA抽出 / タンパク質発現 / ナノ針 / RNA検出 / 蛋白質発現

研究概要

我々は、ナノニードルを用いた低侵襲な細胞操作技術の開発を行っている。本研究では、モレキュラービーコンを修飾したナノニードルを用いた生細胞のmRNA検出技術を開発した。細胞内でmRNAとナノニードル表面のモレキュラービーコンのハイブリダイゼーションによって起こるFRET解消を共焦点レーザー顕微鏡によって検出した。これにより迅速かつ精度の高いGAPDHのmRNA検出が可能であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a novel method to detect intrinsic mRNA in a living cell by using a molecular beacon-immobilized nanoneedle (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanori Kihara, Narutoshi Yoshida, Taro Kitagawa, Chikashi Nakamura, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Biosensors & Bioelectronics 26(4) ページ: 1449-1454
  • 査読あり
• [雑誌論文] he mechanical properties of a cell as determined by its actin cytoskeleton are important for nanoneedle insertion into a living cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Harumi Kagiwada, Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Hideki Kamiishi, Keiko Kawano, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Cytoskeleton 67(8) ページ: 496-503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a novel method to detect intrinsic mRNA in a living cell by using a molecular beacon-unmobilized nanoneedle (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanori Kihara, Narutoshi Yoshida, Taro Kitagawa, Chikashi Nakamura, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: BIOSENSORS & BIOELECTRONICS 巻: 26(4) ページ: 1449-1454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the effectiveness of tapered silicon and novel diamond nanoneedles in manipulations of living single cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Sung-Woong Han, Seunghwan Ryu, Taro Kitagawa, Hiroshi Uetsuka, Naoji Fujimori, Yukihiro Aoki, Ryo Ota, Yosuke Amemiya, Nobuo Shimamoto, Chikashi Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Archives of Histology and Cytology
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the effectiveness of tapered silicon and novel diamond nanoneedles in manipulations of living single cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Sung-Woong Han, Seunghwan Ryu, Taro Kitagawa, Hiroshi Uetsuka, Naoji Fujimori, Yukihiro Aoki, Ryo Ota, Yosuke Amemiya, Nobuo Shimamoto, Chikashi Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Archives of Histology and Cytology (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mechanical properties of a cell as determined by its actin cytoskeleton are important for nanoneedle insertion into a living cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Harumi Kagiwada, Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Hideki Kamiishi, Keiko Kawano, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Cytoskeleton (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the effectiveness of tapered silicon and novel diamond nanoneedles in manipulations of living single cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Sung-Woong Han, Seunghwan Ryu, Taro Kitagawa, Hiroshi Uetsuka, Naoji Fujimori, Yukihiro Aoki, Ryo Ota, Yosuke Amemiya, Nobuo Shimamoto, Chikashi Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Archives of Histology and Cytology 72(4/5) ページ: 261-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノスケールの針の細胞への挿入操作と力計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史、上石英希、柳昇桓、三枝真吾、韓成雄、三宅淳
  • 雑誌名: M&E ページ: 59-61
• [雑誌論文] ナノスケールの針の細胞への挿入操作と力計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史, 上石英希, 柳昇桓, 三枝真吾, 韓成雄, 三宅淳
  • 雑誌名: M&E ページ: 59-61
• [雑誌論文] The mechanical properties of a cell as determined by its actin cytoskeleton are important for nanoneedle insertion into a living cell
  • 著者名/発表者名: Harumi Kagiwada, Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Hideki Kamiishi, Keiko Kawano, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 雑誌名: Cytoskeleton (accepted)
  • 査読あり
• [学会発表] 金コートナノニードル上に固定化したモレキュラービーコンと細胞内mRNAの結合解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金城百合恵、雨宮陽介、木原隆典、三宅淳、中村徳幸、中村史
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • 発表場所: 紙上およびWeb上で開催
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 金コートナノニードル上に固定化したモレキュラービーコンと細胞内mRNAの結合解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金城百合恵、雨宮陽介、木原隆典、三宅淳、中村徳幸、中村史
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • 発表場所: (震災の為、配布DVDおよびWeb上で要旨公開のみ)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ナノニードルを用いた低侵襲な細胞解析・操作技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 第2回医用生体電磁気学シンポジウム
  • 発表場所: 情報通信研究機構国際会議室
  • 年月日: 2011-01-21
• [学会発表] Analysis of intracellular molecules in a living cell using a nanoneedle functionalizedwith molecular probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Yosuke Amemiya, Narutoshi Yoshida, Taro Kitagawa, Shingo Mieda, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawau, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] AFMを用いた細胞解析・細胞操作技術の新展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 有機バイオSPM研究会・2010
  • 発表場所: 幕張メッセ国際展示場
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Development of in situ nanoprobe for mRNA in a living cell using MOMENT (2010)
  • 著者名/発表者名: 木原隆典, 吉田成寿, 北川太郎, 中村史, 三宅淳
  • 学会等名: Biosensors 2010
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] ナノ針上に固定化したモレキュラービーコンと細胞内mRNAの結合解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史、北川太郎、金百合恵、雨宮陽介、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会(2010)
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ナノ針上に固定化したモレキュラービーコンと細胞内mRNAの結合解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史, 北川太郎, 金百合恵, 雨宮陽介, 吉田成寿, 木原隆典, 中村徳幸, 三宅淳
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いて生きた細胞内の生体分子を検出する方法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会 シンポジウム
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] AFMを用いた細胞解析技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 第5回バイオ医工学(バイオものづくり)シンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所鈴木梅太郎ホール
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Analysis of intracellular molecules in a living cell using a nanoneedle functionalized with molecular probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Chikashi Nakamura, Takanori Kihara, Yosuke Amemiya, Narutoshi Yoshida, Taro Kitagawa, Shingo Mieda, Noriyuki Nakamura, Jun Miyake
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-02-19
• [学会発表] AFMとナノニードルを用いた細胞内部の解析技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 「生命をはかる」研究会 第28回研究会
  • 発表場所: 埼玉大学東京ステーションカレッジ
  • 年月日: 2009-12-25
• [学会発表] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞のmRNA解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞のmRNAの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] モレキュラービーコン修飾ナノ針によるOct4 mRNAの検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金百合恵、北川太郎、中村史、鍵和田晴美、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学医系キャンパス・百年記念講堂
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞mRNAの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学医系キャンパス・百年記念講堂
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた細胞内mRNAの検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史、北川太郎、吉田成寿、木原隆典、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 2009年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Molecular Beacon 修飾ナノ針を用いた細胞内mRNAの検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史, 北川太郎, 吉田成寿, 木原隆典, 中村徳幸, 三宅淳
  • 学会等名: 2009年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 固定化分子ビーコンに対するmRNA結合解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北川太郎、中村史、木原隆典、中村徳幸、吉田成寿、三宅淳
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(2009)
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 固定化分子ビーコンに対するmRNA結合解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北川太郎, 中村史, 木原隆典, 中村徳幸, 吉田成寿, 三宅淳
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 針状材料の細胞挿入成功率に対する骨格タンパク質の寄与 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史, 河野景子, 鍵和田晴美, 上石英希, 三枝真吾, 木原隆典, 中村徳幸, 三宅淳
  • 学会等名: 第3回ナノバイオデバイス・ワークショップ
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセン夕ー共用講堂
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 針状材料の細胞挿入成功率に対する骨格タンパク質の寄与 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史, 河野景子, 上石英希, 三枝真吾, 中村徳幸, 三宅淳
  • 学会等名: 第46回生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] ナノスケールの針材料による細胞操作技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 産総研オープンラボ技術講演会「バイオ, 医療応用へ向けたマテリアル・デバイス開発」
  • 発表場所: 産総研つくばセンター
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] ナノ針を用いたmRNA導入・抽出技術の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北川太郎、中村史、柳昇桓、韓成雄、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] ナノ針材料を用いた低侵襲な物質導入技術の幹細胞への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: シンポジウム「幹細胞の産業化に向けて～世界の動向と産総研の取組み～」
  • 発表場所: 東京国際交流館プラザ平成
  • 年月日: 2008-07-25
• [学会発表] ナノ針材料を用いた低侵襲な物質導入技術の幹細胞への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: シンポジウム「幹細胞の産業化に向けて〜世界の動向と産総研の取組み〜」
  • 発表場所: 東京国際交流館プラザ平成
  • 年月日: 2008-07-25
• [学会発表] 針状物質の細胞挿入の力学とその効率 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村 史、上石 英希、木原 隆典、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: 電気化学会75回大会
  • 発表場所: 山梨大学
  • 年月日: 2008-03-31
• [学会発表] ナノ針を用いた単一細胞からのmRNA抽出技術の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北川太郎、中村史、韓成雄、中村徳幸、三宅淳
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] ナノ針とAFMを用いた間葉系幹細胞への高効率遺伝子導入とその解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 韓 成雄、中村 史、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: 平成19年度ライフサイエンス分野融合会議・ライフサイエンス部会バイオテクノロジー分科会合同研究発表会・講演会
  • 発表場所: 産総研つくばセンター
  • 年月日: 2008-01-31
• [学会発表] 細胞への針状物質挿入の成功率を支配する要素 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上石 英希、中村 史、木原 隆典、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: SoftNano 2008
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス内すずかけホール
  • 年月日: 2008-01-30
• [学会発表] 細胞を操作するためのナノスケールの針材料 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 学会等名: 第10回次世代医療システム産業化フォーラム2007
  • 発表場所: 神戸国際会館
  • 年月日: 2008-01-29
• [学会発表] 細胞への針挿入の成功率と細胞構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 史、上石 英希、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] ANovel Living Cell Manipulation and High Efficient Gene Delivery Technology Using Nano (2007)
  • 著者名/発表者名: 韓 成雄、中村 史、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: ATI国際フォーラム
  • 発表場所: ホテルメイプルイン幕張
  • 年月日: 2007-10-22
• [学会発表] 細胞膜裏打ち構造とナノ針挿入における力学応答の関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上石 英希、中村 史、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: 第59回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] ナノ針の細胞膜貫通確率と細胞骨格の関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上石 英希、中村 史、中村 徳幸、三宅 淳
  • 学会等名: 第10回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Abio-molecular delivery and single cell analysis system using a nanoneedle and an AFM (2007)
  • 著者名/発表者名: 韓 成雄、中村 史、今井 陽介、長棟 輝行、三宅 淳
  • 学会等名: Engineering Cell Biology II
  • 発表場所: アメリカ、ボストン
  • 年月日: 2007-08-06
• [学会発表] AFMで動作するナノスケールの針を用いた単一細胞操作と力学解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 史
  • 学会等名: 分子研研究会「生細胞の分子科学」
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2007-05-22
• [図書] FRET分子プローブ修飾ナノニードルを用いた細胞内解析技術の開発(表面科学) (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史、雨宮陽介、木原隆典、三宅淳
  • 出版者: 日本表面科学会
• [図書] 表面科学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村史、雨宮陽介、木原隆典、三宅淳
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 日本表面科学会
• [図書] セルサージェリー、クリニカルニューロサイエンス (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史
• [図書] 細胞操作技術の最前線第4回「遺伝子導入技術(ミクロの決死圏は実現するか-細胞の中を操作する時代)」(Medical Bio) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木原隆典、中村史、三宅淳
  • 出版者: オーム社
• [図書] 遺伝子導入技術(Medical Bio) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木原隆典, 中村 史, 三宅 淳
  • 出版者: オーム社
• [図書] セルサージェリー(クリニカルニューロサイエンス) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村 史
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] Medical Bio (2009)
  • 著者名/発表者名: 木原隆典、中村史、三宅淳
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: オーム社
• [図書] クリニカルニューロサイエンス (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] ナノ針を用いた細胞操作技術(細胞分離・操作技術の最前線) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村史
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] ナノ針を用いた細胞操作技術(細胞分離・操作の最前線) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村 史, 中村徳幸, 三宅 淳
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 細胞分離・操作技術の最前線
  • 著者名/発表者名: 中村 史
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://unit.aist.go.jp/biomed-ri/biomed-cme/index.html
• [備考]
  • URL: http://unit.aist.go.jp/biomed-ri/biomed-cme/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://unit.aist.go.jp/rice/research/seitaiundou.html
• [備考]
  • URL: http://unit.aist.go.jp/rice/research/seitaiundou.html
• [備考]
  • URL: http://unit.aist.go.jp/rice/research/cell-surgery/
• [産業財産権] 細胞操作用部材 (2009)
  • 発明者名: 中村史、三宅淳
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 2009-133603
  • 出願年月日: 2009-06-03
• [産業財産権] 物質細胞挿入の力学解析方法 (2009)
  • 発明者名: 中村史、小幡谷育夫、三宅淳、中村徳幸、韓成雄
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 取得年月日: 2009-09-11
• [産業財産権] 細胞操作用部材 (2009)
  • 発明者名: 中村史, 三宅淳
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 出願年月日: 2009-06-03
• [産業財産権] 物質細胞挿入の力学解析方法 (2009)
  • 発明者名: 中村史, 小幡谷育夫, 三宅淳, 中村徳幸, 韓成雄
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 出願年月日: 2009-09-11
• [産業財産権] 物質細胞挿入の力学解析方法 (2009)
  • 発明者名: 中村史、小幡谷育夫、三宅淳、中村徳幸、韓成雄
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 取得年月日: 2009-09-11