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2014 年度 実績報告書

ナノインジェクションシステムの開発と線形動物への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24686033
研究機関名古屋大学

研究代表者

中島 正博  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80377837)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノマニピュレーション / ナノインジェクション / モデル生物 / 細胞解析 / ハイブリッド顕微鏡
研究実績の概要

本研究では,モデル生物である線形動物の生体内部の特定の細胞に対して,ナノマニピュレーション技術を応用し,局所的なナノインジェクションシステムを構築する.モデル生物の生体内における単一細胞に対してナノインジェクションし,DNAや標識タンパク,イオンインジケータなどを導入することで,例えば,蛍光共鳴エネルギー移動法(FRET)やカルシウムイオンインジケータによる細胞活性計測やモデル生物の個体差の評価・解析などへ応用し,モデル生物を用いた遺伝子疾患のメカニズムの解明や試薬反応調査などのバイオ・医療技術へ貢献する.
これまで構築してきたハイブリッド顕微鏡下でのナノビーズに基づく,ナノインジェクション技術を線形動物に応用することで,線形動物の特定の細胞に作用する生体物質を導入し,線形動物への活性評価するための手法について検討を進めてきた.これまでの成果に基づき,本年度は,特に以下の項目について重点的に研究を進めた.
(1)線形動物がより活性を保った状態でナノインジェクションを実現するために,線形動物の生存性を高めるコーティング手法について,実験的な検証を行った.また,線形動物へのナノインジェクションを3次元的に評価するために,マイクロCTシステムを用いて評価するための手法について実験的に検討した.特に,環境制御型電子顕微鏡において,含水状態で観察するための冷却ステージの試料ステージへの組み込みを行った.
(2)線形動物の神経再生に関わる物質を,特定の神経細胞へ局所的に導入するために,マイクロ・ナノゲルビーズを作製して,線形動物内へ導入する手法について,実験的な検証を行った.特に,インジェクションの成功率とインジェクション後の生存率について,実験的に評価した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

環境制御型電子顕微鏡用ナノマニピュレーションに基づいた,ナノインジェクションを3次元的に評価するために,マイクロCTを用いることで,ナノインジェクション後の線形動物の断層像の取得を行った.また,蛍光ゲルビーズを作製し,共焦点顕微鏡を用いたインジェクションの成功の可否を判断し,インジェクションの成功率とインジェクション後の生存率を明らかにした.

今後の研究の推進方策

今後は,特に,インジェクションの成功率とインジェクション後の生存率の向上のための手法について検討を行う方針である.

次年度使用額が生じた理由

これまで開発してきたインジェクションシステムを用いて,現在,線形動物へのインジェクションの位置決め精度やインジェクション後の生存率などを評価している.線形動物の神経軸索への再生制御への応用のため,評価結果に基づいたインジェクションシステムの改良が必要となる可能性があったため.

次年度使用額の使用計画

インジェクションシステムの改良などの物品費,得られた研究成果の公表や研究情報の取得を目的とした学会参加などの旅費,論文発行等のためのその他の経費を予定している.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] Local Microinjection near Nerve Axon of C. elegans with Hydro-gel Beads Based on Micromanipulation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakajima, Y. Ayamura, M. Takeuchi, N. Hisamoto, P. Strahil, Y. Hasegawa, T. Fukuda
    • 学会等名
      2014 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-15
  • [学会発表] SEM-CT Observation of Bone from Mice using Environmental-SEM2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakajima, M. Takeuchi, Taisuke Masuda, Takshisa Anada, Osamu Suzuki, T. Fukuda, Q. Huang, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      2014 Int. Symp. on Micromechatronics and Human Science (MHS 2014)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-12
  • [学会発表] SEM-CTによる線虫の3次元観察とナノマニピュレーション応用2014

    • 著者名/発表者名
      中島正博,竹内大,久本直毅,福田敏男,長谷川泰久
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2014)
    • 発表場所
      九州
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [学会発表] 線虫への局所マイクロインジェクションと体内でのゲルビーズ観察2014

    • 著者名/発表者名
      綾村友貴,中島正博,竹内大,久本直毅,長谷川泰久,福田敏男
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2014)
    • 発表場所
      九州
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [学会発表] Cross-sectional Imaging of C. elegans by SEM-CT using Environmental SEM for Nanomanipulation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakajima, M. Takeuchi, N. Hisamoto, T. Fukuda, Y. Hasegawa, Q. Huang
    • 学会等名
      14th IEEE Int. Conf. on Nanotech. (IEEE-Nano 2014)
    • 発表場所
      トロント
    • 年月日
      2014-08-18 – 2014-08-21
  • [学会発表] 複数マイクロゲルビーズの線虫への局所マイクロインジェクション2014

    • 著者名/発表者名
      中島正博,中西直哉,竹内大,久本直毅,福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 (Robomech2014)
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29

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公開日: 2016-06-01  

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