電気化学マイクロ培養デバイスによる細胞微小環境の制御と定量解析

• 研究課題/領域番号: 19750055
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 珠玖 仁 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (10361164)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,780千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 480千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: チップ分析 / 電気化学 / レポーター遺伝子 / 細胞培養

研究概要

我々はこれまでに、ベータ・ガラクトシダーゼ(βGAL)およびアルカリホスファターゼ(AP)をレポーター酵素とし、遺伝子発現のon/offにより制御されるシグナル伝達の電気化学的追跡が可能であることを示した。本課題では、単一細胞レベルでの酵素活性検出を目標とする。これを実現するために、分泌型酵素を利用しレポーター酵素を膜外に分泌させ、大幅な感度の向上を目指す(分泌型APの適用)。電極・ウェルデザインの最適化により酵素反応生成物が効率的に電極に到達するよう検討を加える。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Electrochemical Reporter Assay Using HeLa Cells Transfected with Vector PLasmids Encoding Various Responsive Elements (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, M. Takeda, T. Murata, U. Akiba, F. Hamada, T. Matsue
  • 雑誌名: Anal. Chim. Acta 640 ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochcmical Charactcrization of Enzymatic Activity of Ycast Cells Entrapped in a Poly(dimethylsiloxane)Microwell on the Basis of Limited Diffusion System (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, S. Goto, S. Jung, K. Nagamine, M. Koide, T. Itayama, T. Yasukawa, T. Matsue
  • 雑誌名: Analyst 134 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microfluidic dual capillary probe to collect messenger RNA from adherent cells and spheroids (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, T. Yamakawa, Y. Nashimoto, Y. Takahashi, Y. Torisawa, T. Yasukawa, T. Ito-Sasaki, M. Yokoo, H. Abe, H. Kambara, T. Matsue
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 385 ページ: 138-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entrapment and Measurement of a Biologically Functionalized Microbead with a Microwell Electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: C. -Y. Chang, T. Murata, Y. Takahashi, H. Shiku, H. -C. Chang, T. Matsue
  • 雑誌名: Lab Chip 2009,9 ページ: 1185-1192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Detection of Epidermal Growth Factor Receptors on a Single Living Cell Surface by Scanning Electrochemical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: . Takahashi, T. Miyamoto, H. Shiku, R. Asano, T. Yasukawa, I. Kumagai, T. Matsue
  • 雑誌名: Anal. Chem. 81(7) ページ: 2785-2790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Characterization of Enzymatic Activity of Yeast Cells Entrapped in a Poly (dimethylsiloxane) Microwell on the Basis of Limited Diffusion System (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, et.al.
  • 雑誌名: Analyst 134 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microfluidic dual capillary probe to collect messenger RNA from adherent cells and spheroidsAnalytical Biochemistry (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, et.al.
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 385 ページ: 138-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical gene-function analysis for single cells with addressable electrode/microwell arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, et.al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Mt. Ed. 48 ページ: 2044-2046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entrapment and Measurement of a Biologically Functionalized Microbead with a Microwell Electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: C.-Y. Chang, et.al.
  • 雑誌名: Lab Chip 9(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Detection of Epidermal Growth Factor Receptors on a Si ngle Living Cell Surface by Scanning Electrochemical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, et.al.
  • 雑誌名: Anal. Chem 81 ページ: 2785-2790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Electrochemical Reporter Assay Using HeLa Cells Transfected with Vector Plasmids Encoding Various Responsive Elements (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, et.al.
  • 雑誌名: Anal. Chim. Acta 640 ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrophoretic cell manipulation and elettrochemical gene-function analys is based on a yeast two-hybrid system in a microfluidic device (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yasukawa, et.al.
  • 雑誌名: Anal. Chem 80 ページ: 3722-3727
  • 査読あり
• [雑誌論文] An addressable microelectrode array for electrochemical detection (2008)
  • 著者名/発表者名: Z. Lin, et.al.
  • 雑誌名: Anal. Chem 80 ページ: 6830-6833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microfluidic chip integrated with amperometric detector array for in situ estimating oxygen consumption characteristics of single bovine embryos (2007)
  • 著者名/発表者名: C. -C. Wu, T. Saito, T. Yasukawa, H. Shiku, H. Abe, H. Hoshi, T. Matsue
  • 雑誌名: Sens. Actuat. B 125 ページ: 680-687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical screening of recombinant protein solubility in Escherichia coli using scanning electrochemical microscopy(SECM) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nagamine, et. al.
  • 雑誌名: Biotechnol. Bioeng. 96 ページ: 1008-1013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multicellular spheroid array chip to realize spheroid formation, culture and viability assay (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Torisawa, et. al.
  • 雑誌名: Biomaterials 28 ページ: 559-566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microfluidic chip integrated with amperometric detector array for in situ estimating oxygen consumption characteristics of single bovine embryos (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Nashimoto, et. al.
  • 雑誌名: Analyitical Chemistry 79 ページ: 6823-6830
  • 査読あり
• [学会発表] Single-cell analysis based on scanning probe technique and electrochemical microdevice (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku
  • 学会等名: 日本化学会第89回年会アジア国際シンポジウム
  • 発表場所: 日本大学理工学部舟橋キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 一細胞採取およびPCR解析に基づくデジタル解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 珠玖 仁
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム, 東京都千代田区(招待講演)
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 一細胞採取およびPCR解析に基づくデジタル解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 珠玖仁
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム, 東京都(招待講演)
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] Single-cell gene expression analysis based on scanning probe microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, Y. Takahashi, T. Murata, T. Matsue
  • 学会等名: IUMRS international conference in Asia 2008
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] SECM (scanning electrochemical microscopy) for single cell bioimaging (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku
  • 学会等名: PRiME 2008, 214th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii (USA)
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] Scanning Probe technique and electrochemical microdevice for single cell analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku
  • 学会等名: JAIST Nano Technology Symposium 2008
  • 発表場所: Ishikawa High-Tech Conference Center, Ishikawa(招待講演)
• [学会発表] Electrochemical Analysis of Yeast Cells Expressing Beta-Galactosidase within a Poly (dimethylsiloxane) Microwell Array (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, S. Goto, K. Nagamine, T. Yasukawa, T. Itayama, T. Matsue
  • 学会等名: 5^<th> Workshop on Scanning electrochemical Microscopy
  • 発表場所: Blue Mountain Lake, NY (USA)
• [学会発表] マイクロ・コンタクトプリンティング法におけるタンパク質パターニング効率の電気化学的定量評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 珠玖 仁,熊谷 絢子,羅 紅群,高橋 康史,安川 智之,山田 弘,末永 智一
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 山梨大学
• [学会発表] 密閉系マイクロウェルアレイによる酵母の電気化学評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 珠玖 仁,後藤 俊,チョン ソンボン,長峯 邦明,安川 智之,末永 智一
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 山梨大学
• [学会発表] Oxygen Consumption of Mammalian Embryos and Oocytes Monitored by Scanning Electrochemical Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, T. Yasukawa, T. Matsue, T. Ito-Sasaki, M. Yokoo, H. Abe
  • 学会等名: IEEE Sensors 2007
  • 発表場所: Atlanta Georgia USA
• [学会発表] 単一細胞由来mRNA回収プローブと電気化学マイクロシステムの開発(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 珠玖 仁
  • 学会等名: 生体機能関連化学部会若手の会サマースクール
  • 発表場所: 八王子セミナーハウス、東京
• [図書] Bioelectrochemstry : fundamentals, experimental techniques, and applications (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, K. Nagamine, T. Kaya, T. Yasukawa, T. Matsue
  • 出版者: Chapter 7, John Wiley & Sons Ltd., West Sussex, UK. (Eds. P. N. Bartlett)
• [図書] John Wiley & Sons Ltd., West Sussex, UK.(Eds.P.N.Bartlett) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shiku, et.al.
  • 出版者: Bioelectrochemistry : fundamentals, experimental techniques, and applications, Chapter 7
• [図書] 「生体分子の局所分析と電気化学イメージング」、(バイオ電気化学の実際-バイオセンサ・バイオ電池の実用展開-、監修 池田篤治 、第13章 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋康史, 他
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/acd9a15637a319e79930f9ff86a2b16c.html