バイオセル遺伝子発現アナライザー

2000 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 09355027
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 生物・生体工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 松岡 英明 東京農工大学, 工学部, 教授 (10143653)
• 研究分担者: 斉藤 美佳子 東京農工大学, 工学部, 講師 (20291346) ; OH Ki-bong Tokyo Univ. Agricul. Technol., Dept. Technol., Assistant Professor (90272632) ; NEMOTO Yasuyuki Tokyo Univ. Agricul. Technol., Dept. Technol., Assistant Professor (70202249) ; KAWANA Akio NTT Basic Research Laboratories, Material Science Research Laboratory, Kawana Research Group Leader
• 研究期間 (年度): 1997 – 2000
• キーワード: バイオセル / 遺伝子発現 / ストレスシグナル

研究概要

本研究は、遺伝子発現に関わるシグナルの実体について、またその細胞-細胞間での伝達機構を解析するためのシステムの開発を究極の目的としている。本年度は最終年度であり、以下の項目を実施した。
1.Ca^<2+>直接導入によるイネキチナーゼ遺伝子発現制御:イネキチナーゼ遺伝子RCC1プロモーターとGFPを組み込んだプラスミドを構築し、これを予めイネプロトプラストへ導入した。この細胞に直接Ca^<2+>を導入したところ、約50%の細胞でキチナーゼの遺伝子発現が確認された。さらに導入するCa^<2+>の濃度を1μM〜100μMまで変化させると濃度に依存してキチナーゼ遺伝子が発現する細胞の割合も増大した。
2.電気化学的ストレス印加用微小キャピラリーカーボン電極の開発:電気化学反応を微小電極先端で行なわせるためには、電極先端が固体電極になっていなければならない。そこで石英キャピラリーを細く引いた後、この中にアセチレンを流しながら加熱することでキャピラリーの先端にカーボンを析出させた。このようにして作製された電極は、ドーパミンに対するサイクリックボルタンメトリーよって性能を確認した。また、マルチチャンネルの電極を作製するためにθ型石英管を用いて2チャンネル型のカーボン微小電極も作製した。
3.顕微蛍光システムの構築:顕微蛍光計測装置は倒立型顕微鏡、液体窒素冷却型CCDカメラ、CCDカメラコントローラーから構成されている。細胞内Ca^<2+>濃度変化と共に他のイオンやシグナル分子を同時に測定することを考慮して複数の蛍光色素を用いた同時測定を行い、その可能性を示した。

研究成果

• [文献書誌] Mikako Saito: "pH microelectrode-micropipette system for the measurement of enzyme reactions in a picoliter volume of a living plant cell"Anal.Chim.Acta. 404(2). 223-229 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito: "Elicitor action via cell membrane of a cultured rice cell demonstrated by the single-cell transient assay"J.Biotechnol.. 76(2/3). 227-232 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito: "Modulation of Ca^<2+> influx into a single rice cell with an electric signal"Electrochemistry. 68(5). 333-336 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito: "Use of acetylene for the fabrication of a glass capillary carbon microelectrode"Electrochemistry. 68(11). 924-926 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka: "Microbioelectronics for single-cell experiment"Electrochemistry. 68(5). 314-320 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 斉藤美佳子: "ボーダーレス電気化学者をめざす"電気化学. 69(2). 128-129 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 斉藤美佳子: "植物を利用するセンサ技術(Sensor technology using plants)",バイオミメティックスハンドブック(長田義仁編集)機能応用編第9章個体系5節3"エヌ・ティー・エス. 6 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hidekazu Sotoyama, Mikako Saito, Ki-Bong Oh, Yasuyuki Nemoto and Hideaki Matsuoka: "In vivo measurement of the electrical impedance of cell membranes of tobacco cultured cells with a multifunctional microelectrode system"Bioelectrochem. Bioenerg.. 45(1). 83-91 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka, Akio Ohi, Hidekazu Sotoyama and Mikako Saito: "Use of a microelectrode system as a tool of the quantitative application of wound to the cell-to-cell junctional membrane of cultured tobacco cells"Denki Kagaku. 66(5). 532-536 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka, Taichiro Sugisaki, Hiroko Ishizaka, Mikako Saito and Ki-Bong Oh: "Sensitive and real time measurement of root growth by a computer-aided image analyzing system"Commun. Soil Sci. Plant Anal.. 29(9/10). 1341-1348 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka, Tatsuya Kotani, Mikako Saito and Ki-Bong Oh: "Feasibility of a radicle of Brassica campestris L.as a bio-indicator of plant growth inhibitors"J.Biotechnol.. 62(3). 187-193 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hidekazu Sotoyama, Mikako Saito, Ki-Bong Oh and Hideaki Matsuoka: "Control of the cross membrane potential of a cultured tobacco cell and simultaneous measurement of the electrical impedance of its cell membrane"Electrochemistry. 67(1). 18-21 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka, Mikako Saito, Toshihiko Watabe, Akio Ohi, Hidekazu Sotoyama and Ki-Bong Oh: "Control of the quantity and the timing of microinjection into a bio-cell with a multifunctional microelectrode"Electrochim. Acta.. 44. 3801-3807 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka, Hidekazu Sotoyama, Mikako Saito, Ki-Bong Oh and Shigetoshi Horikiri: "Effects of a pulsing electric signal on the cross membrane potential and the cell division potentiality of a single cell tobacco"Bioelectrochem. Bioenerg.. 49(1). 65-72 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito and Hideaki Matsuoka: "pH microelectrode-micropipette system for the measurement of enzyme reactions in a picoliter volume of a living plant cell"Anal.Chim.Acta. 404(2). 223-229 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito, Takashi Chikazawa, Hideaki Matsuoka, Yoko Nishizawa and Naoto Shibuya.: "Elicitor action via cell membrane of a cultured rice cell demonstrated by the single-cell transient assay"J.Biotechnol.. 76(2/3). 227-232 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasuhiro Iida, Ki-Bong Oh, Mikako Saito, Hideaki Matsuoka and Hiroshi Kurata: "In vitro synergism between nyasol, an active compound isolated from Anemarrhena asphodeloides, and azole agents against Candida albicans"Planta Med.. 66. 435-438 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito, Yuri Kosai and Hideaki Matsuoka: "Modulation of Ca^<2+> influx into a single rice cell with an electric signal"Electrochemistry. 68(5). 333-336 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Katsuya Yamada, Masanori Nakata, Naoki Horimoto, Mikako Saito, Hideaki Matsuoka and Nobuya Inagaki: "Measurement of glucose uptake and intracellular calcium concentration in single, living pancreatic β-cells"J.Biol.Chem.. 275(29). 22278-22283 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito, Ayako Saga, Hideaki Matsuoka and Danny K.Y.Wong: "Use of acetylene for the fabrication of a glass capillary carbon microelectrode"Electrochemistry. 68(11). 924-926 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito, Hideaki Matsuoka: "Measurement of plant bio-cell--towards the elucidation of systemic response mechanism in plant"Tanpakushitsu Kakusan Kouso. 42(5). 784-789 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideaki Matsuoka and Mikako Saito: "Microbioelectronics for single-cell experiment"Electrochemistry. 68(5). 314-320 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mikako Saito, Hideaki Matsuoka: ""Sensor technology using plants" Biomimetics handbook"NTS. 1038-1043 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より