単一ヒト細胞核を含むピコリットル空間の１分子ｍＲＮＡカウンティング

• 研究課題/領域番号: 24681027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 加地 範匡 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90402479)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: ナノバイオ / mRNA / 細胞

研究成果の概要

本研究では、ヒトの細胞（体積：数pL）と同程度の大きさを有するピコリットル空間内に、ヒトの細胞から単離した核を単一核レベルで封入し、転写されて核外へ輸送されてくるメッセンジャーRNA(mRNA)を100分子レベルで高精度にカウンティングできる新しいマイクロデバイスと解析法を確立した。これにより、これまで発現量が極めて低く見落とされていたmRNAも高精度な定量が可能となるため、超早期に細胞の分化やがん化などの検出が可能となることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Self-assembled Nanowire Arrays as Three-dimensional Nanopores for Filtration of DNA Molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Rahong, T. Yasui, T. Yanagida, K. Nagashima, M. Kanai, G. Meng, Y. He, F. Zhuge, N. Kaji, T. Kawai, Y. Baba
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 31 号: 3 ページ: 153-157
  • DOI: 10.2116/analsci.31.153
  • NAID: 130004827469
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microfluidic transfer of liquid interface for parallel stretching and stamping of terminal-unmodified single DNA molecules in zigzag-shaped microgrooves (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yasaki, D. Onoshima, T. Yasui, H. Yukawa, N. Kaji, and Y. Baba
  • 雑誌名: Lab Chip 巻: 15 号: 1 ページ: 135-140
  • DOI: 10.1039/c4lc00990h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel positively charged nanoparticle labeling for in vivo imaging of adipose tissue-derived stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukawa H, Nakagawa S, Yoshizumi Y, Watanabe M, Saito H, Miyamoto Y, Noguchi H, Oishi K, Ono K, Sawada M, Kato I, Onoshima D, Obayashi M, Hayashi Y, Kaji N, Ishikawa T, Hayashi S, Baba Y.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 号: 11 ページ: e110142-e110142
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0110142
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ultrafast and wide range analysis of DNA molecules using rigid network structure of solid nanowires (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Rahong, T. Yasui, T. Yanagida, K. Nagashima, M. Kanai, A. Klamchuen, G. Meng, Y. He, F. Zhuge, N. Kaji, T. Kawai, Y. Baba
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5252-5252
  • DOI: 10.1038/srep05252
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induced Pluripotent Stem Cell Labeling Using Quantum Dots (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yukawa, K. Suzuki, Y. Kano, T. Yamada, N. Kaji, T. Ishikawa, Y. Baba
  • 雑誌名: Cell Medicine 巻: 6 号: 1-2 ページ: 83-90
  • DOI: 10.3727/215517913x674270
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA Manipulation and Separation in Sublithographic-Scale Nanowire Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Takao YASUI, Sakon RAHONG, Koki MOTOYAMA, Takeshi YANAGIDA, Qiong WU, Noritada KAJI, Masaki KANAI, Kentaro DOI, Kazuki NAGASHIMA, Masanobu TOKESHI, Masateru TANIGUCHI, Satoyuki KAWANO, Tomoji KAWAI, and Yoshinobu BABA
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 4 ページ: 3029-3035
  • DOI: 10.1021/nn4002424
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microfluidic device for quantitative analysis of chemoattraction in plants (2013)
  • 著者名/発表者名: 1. Mitsuhiro Horade, Masahiro M Kanaoka, Motoki Kuzuya, Tetsuya Higashiyama, Noritada Kaji
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3 号: 44 ページ: 22301-22307
  • DOI: 10.1039/c3ra42804d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme-catalysed reaction for long-term fluorescent observation of single DNA molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yasui
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 3 号: 10 ページ: 3237-3240
  • DOI: 10.1039/c3ra22999h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanobiodevices for biomolecule analysis and imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yasui
  • 雑誌名: Annual review of analytical chemistry 巻: (印刷中) 号: 1 ページ: 83-96
  • DOI: 10.1146/annurev-anchem-062012-092619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanopillar array chip integrated with on-line stacking for fast DNA separation with high sensitivity and high resolution (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yasui
  • 雑誌名: Microfluidics and Nanofluidics 巻: 14 号: 6 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1007/s10404-012-1103-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of functionalized double-lamellar multifunctional envelope-type nanodevices using a microfluidic chip with a chaotic mixer array (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kitazoe
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 6 ページ: e39057-e39057
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0039057
  • 査読あり
• [学会発表] DNA separation by nanopillars and nanowires (2015)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Takao Yasui, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: International workshop on extended-nano fluidics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロウェルを用いた単一細胞解析法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小山諒、加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] ナノ流路を用いた単一分子解析技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会 ナノバイオフュージョン分科会 第7回 合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] Nanopillar chips for a Millisecond DNA and RNA separations (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Qiong Wu, Takao Yasui, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis (APCE2014)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] Rapid fabrication and purification of multifunctional envelope-type gene delivery nanodevices by microfluidic devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Takao Yasui, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2014)
  • 発表場所: Matsuyama
  • 年月日: 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ構造体を用いたナノバイオデバイスの研究開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡
  • 学会等名: 第18回VBLシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] A Millisecond Micro-RNA Extraction Technique for Nanopore-based Nucleic Acids Sequencing (2014)
  • 著者名/発表者名: Qiong Wu, Takao Yasui, Sakon Rahong, Takeshi Yanagida, Masaki Kanai, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Kazuki Nagashima, Tomoji Kawai, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (uTAS2014)
  • 発表場所: San Antonio, Texas
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] Nanobiocevices for single DNA and cell analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized System for Chemistry and Life Sciences (uTAS2014)
  • 発表場所: San Antonio, Texas
  • 年月日: 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Nanowires, Nanopillars, and Nanoslits as a Pretreatment Tool for Nanopore-based DNA Sequencing (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: 4th Annual Next Generation Sequencing and 2nd Annual Single Cell Genomics Asia Congress
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ流路におけるDNA速度制御法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 孫暁寅、加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 日本分析化学会第63年会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] ナノワイヤデバイスによるバイオ分析 ～ナノポアDNAシーケンシングのための核酸前処理行程の開発～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡
  • 学会等名: ナノバイオ国際共同研究教育拠点 第3回若手国内シンポジウム NanoBio第7回若手ネットワーキングシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-13
• [学会発表] ナノピラー、ナノワイヤ、ナノスリットによる統合型核酸解析デバイスの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 第21回クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] Nano- and Quantum-biodevices for Cancer Diagnosis, Cancer Therapy, and iPS Cell Based Regenerative Medicine (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: Advances in Microfluidics and Nanofluidics (AMN2014)
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2014-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] A Single DNA Manipulation and Analysis in Nanofluidic Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Takao Yasui, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: Advances in Microfluidics and Nanofluidics (AMN2014)
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2014-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロチャンバーを用いた単一核解析法の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、小山諒、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] ナノバイオデバイスによる単一生体分子解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ナノワイヤデバイスによるバイオ分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡
  • 学会等名: ナノバイオ国際共同研究教育拠点 第2回若手国内シンポジウム NanoBio第6回若手ネットワーキングシンポジウム
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] A new design of microfluidic components for bioanalysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Toyohiro Naito, Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: 5th International symposium on microchemistry and microsystems (ISMM2013)
  • 発表場所: Xiamen, CHINA
• [学会発表] High speed and highly sensitive biomolecule measurements by nanopillar- and nanopore-based nanobiodevices (2013)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji
  • 学会等名: 17th KAST International Symposium on "The Multi-Omics and Nano Biotechnology for Human Disease Research"
  • 発表場所: Seoul, KOREA
  • 招待講演
• [学会発表] Micro and Nanochamber Array Chip for a Single Cell, Nucleus, and Protein Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Takao Yasui, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: International Conference on Small Science (ICSS 2013)
  • 発表場所: Las Vegas, NV
• [学会発表] Nanobiodevices-based single biomolecule and single cell analysis for cancer diagnosis/therapy and stem cell therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
  • 学会等名: LAB-ON-A-CHIP ASIA 2013
  • 発表場所: Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] "大きな技術"で小さな生体分子を視る・操る (2012)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡
  • 学会等名: さかえサイエンストーク
  • 発表場所: 名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] Micro- and Nanofabricated Structures on a Chip for Biomolecule Analysis in Artificial Intracellular Environments (2012)
  • 著者名/発表者名: Noritada Kaji
  • 学会等名: ISMM2012
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-11
• [図書] Nanotechnology and Plant Sciences (Carbon Nanotubes and Modern Nanoagriculture) (2015)
  • 著者名/発表者名: Maged F Serag, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Springer
• [図書] 現代化学（超解像蛍光顕微鏡の開発） (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、渡慶次学、馬場嘉信
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] ぶんせき（ナノ流路を用いた単一分子解析技術） (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡、安井隆雄、馬場嘉信
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 日本分析化学会
• [図書] 化学と教育、精密にサイズ制御したナノ空間内での分析化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加地範匡
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 日本化学会
• [産業財産権] 電気測定用チップ、及び電気測定装置 (2014)
  • 発明者名: 矢崎啓寿、安井隆雄、加地範匡、川合知二、柳田剛、馬場嘉信
  • 権利者名: 矢崎啓寿、安井隆雄、加地範匡、川合知二、柳田剛、馬場嘉信
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-214090
  • 出願年月日: 2014-10-20