| 研究課題/領域番号 |
19K06590
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
佐々木 章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (30580162)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 画像相関分光法 / ジーンデリバリー / 顕微鏡ベンチマーク / 定量イメージング / 蛍光相関解析 / 遺伝子デリバリー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞への遺伝子導入において、外来遺伝子が発現に至るまでの経路や細胞内に入った外来遺伝子を排除する分解の機能、異物認識機構の大部分はブラックボックスである。本研究ではそれらの機構を可視化するため、蛍光イメージング画像に分子の移動方向・分子の状態、核酸の分解、DNA認識タンパク質との相互作用を投影し、各情報間の相関を時空間的に明らかにする「時空間相関イメージング技術」を開発、遺伝子デリバリー機構の全容を解明する。特に細胞が非自己を排除する機構を外来遺伝子がどのように突破するかに着目する。本研究は核酸医薬設計の基本原理にバックボーンを与えると同時に「非自己の排除」という生命の根源的機能の意義に迫る。
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| 研究成果の概要 |
時空間相関イメージングの基礎となる画像相関法の基盤技術の検討を行った。2色で蛍光標識されたDNAオリガミ分子の標識間の相関（共局在性）を定量化する技術を構築し、その標準試料に関する総説論文を発表した。また、本技術を細胞内のRNA測定に展開していくための技術として、蛍光アプタマーを活用した蛍光相関解析の検討を行い、論文成果を得た。また、画像相関の基礎技術が顕微鏡のハードウェア性能を定量評価できることを見出した。RNAseqを用いて複数細胞種のDNA分解酵素遺伝子発現プロファイルを比較した結果、差が見られたタンパク質の中に核酸分解酵素も含まれていることが明らかになり、一定の絞り込みに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では画像相互相関アルゴリズムを開発し、異なる情報同士で相互相関（この場合は２色蛍光の共局在性）を定量評価することに成功した。顕微鏡を用いた測定値を校正するストラテジーや標準試料に関する基盤も構築した。また、本技術を細胞内のRNAに展開していくための技術として、蛍光アプタマーを活用した蛍光相関解析にも成功した。さらにRNAseqにより細胞内のDNA分解に関与する分子の絞り込みに成功した。これらの成果は、蛍光顕微鏡による分子動態の定量技術としての有用性に加え、遺伝子デリバリーの基盤となる知見を与えるものであり、近年新たなモダリティとして注目を集めている核酸医薬への貢献も期待される。
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