マイクロマシン技術を用いたトランスジェニック生物の発生・分化の精密制御

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05455005
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 民谷 栄一 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (60179893)
• キーワード: マイクロマシン技術 / 発生工学 / メダカ / 半導体集積化技術 / 遺伝子導入法 / エレクトロポーレション / トランスジェニック生物

研究概要

本研究では、集積回路作製技術に由来するマイクロマシン技術を用い、トランスジェニック生物を作出する方法として、発生胚に効率良く遺伝子を導入するシステムの作製を行った。本研究では、微細加工技術で作られた薄膜微小電極上に、微小孔を形成させた薄膜を接着させた微量セルを作製し、微量のDNA溶液で遺伝子導入ができるようにした。このシステムが実現すれば、従来より、より少ないDNAで、より多くの卵の処理が可能となる。まず、電気パルスの印加により、物質が卵の膜を通過して内部に導入されるかを、色素EOSINを用いて検討した。その結果、電界強度が約100V/cm以上で細胞膜の透過性が促進できることが明らかになったが、従来確認されている動植物の値と大きく異なり、これは、卵細胞の受精膜が強固であるためと考えられる。また、薄膜微小電極による導入では、細胞を破壊せずにより強電界で注入できることが明らかになった。DNAの導入では、導入から日数がたつと発光が確認されず、卵細胞中で分解されたことも考えられた。さらに、本研究では、発生の段階を変えてelectroporationをして発現を調べたが、少なくとも初期桑実期までの卵細胞では、本研究の方法での遺伝子導入は可能であることが確認された。そして、本研究における遺伝子導入率は、41%とかなり高い値になった。これは、本方法が、DNA導入に有効な方法であることを示すと考えられた。
以上のように、本研究ではマイクロマシン技術を用いて使、メダカの卵にルシフェラーゼ遺伝子を導入し、発生段階と遺伝子導入の関係を調べたものであり、遺伝子導入の研究に有効な手段と知見を提供したと考える。

研究成果

• [文献書誌] Y.Murakami: "Micromachined electroporation system for fransgluic fish" J.Biotechnlogy. 34. 35-42 (1994)
• [文献書誌] 民谷栄一: "微小薄膜電極を用いる生体分子・細胞の操作" 化学. 49. 746-747 (1994)
• [文献書誌] 民谷栄一: "マイクロバイオセンサの開発動向と展望" 計測と制御. 134. 36-41 (1995)
• [文献書誌] E.Tamiya: "Direct Monitoring of Glutamate Released from Cerebellar NeurcnS Vsingo." Sensors & Mcteials. 7(in press). (1995)
• [文献書誌] Y.Murakami: "Micromachined Dlectrochemical Flom Cell for Biosensing" Electroonalysis. 6. 735-739 (1994)
• [文献書誌] 民谷栄一: "バイオセンサーによる細胞情報の解析" 農林水産技術「研究ジャーナル」. 印刷中. (1995)
• [文献書誌] 民谷栄一: "機器分析ガイドブック" 丸善(印刷中), (1995)
• [文献書誌] E.Tamiya: "Olfaction and Taste XI" Springer-Verlag, (1994)