2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a chromosome analysis microchip for rapid evaluation of telomere length related to aging and canceration
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17H03196
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
鈴木 孝明 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10378797)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 知能機械 / ナノマイクロメカトロニクス / MEMS / 染色体DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
老化や細胞のガン化と染色体末端部のテロメアの長さには密接な関係があり、テロメラーゼを標的とした抗がん剤の開発や、細胞にテロメラーゼ活性を与えて老化を防ぐ研究などが進められている。これらの研究においてテロメアの機能解析を行うために、テロメア長を簡易かつ正確に測定し、絶対評価ができる技術が有用である。本研究では、細胞から取り出した染色体そのままの分子配向と形状を簡易に観察することを目的として、特殊な微細加工を施した樹脂製ディスポーサブルマイクロチップを新たに提案し、単一のチップ上で、遠心力により、細胞の固定から、染色体の抽出、伸張、懸架、解析までのすべての手順を半自動で行う。回転のみの簡単な操作で、染色体そのままの特定部位の長さを従来にない高分解能で高速観察を行う。
初年度は、染色体伸張解析チップを低コストに量産可能とするために、3次元リソグラフィ法で製作するマイクロ鋳型を利用して、シリコン樹脂を用いたモールディング法により、低コストで簡易的なプロセスと材料でチップを作製した。さらに、作製した樹脂製チップを用いて染色体伸張解析実験により、伸張したヒト染色体のテロメア長を測定するとともに、チップの性能評価を開始した。大量に作製したマイクロチップを用いて、バイオサンプルのばらつきを考慮に入れたチップの定量評価を行い、その解析精度評価と向上、さらに、老化・ガン化に関わるテロメア長の実測に対する提案方法の妥当性の検証を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画では、平成29年12月までに、鋳型加工、染色体伸張条件探索、マスク設計を行い、平成30年3月までに、マスク設計、PDMSチップの製作を行う予定であった。
しかし、実際には、平成29年11月、鋳型加工に使用していた酸素アッシング装置に不測の故障が生じたため、当該装置の修理・調整が必要となり、学内の類似装置を借用する代替措置をとったが、実験効率が下がってしまったため、計画した実験の完了までに、2ヶ月を余分に要した。そのため、経費の一部を繰り越し、実施した。
期間を延長した結果、当初予定を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本年度に構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、伸張染色体の特定部位として、テロメア長などの計測を行う。さらに、評価結果に基づいて、実験結果と有限要素法を組み合わせたチップの最適化を行う。さらに、最適化の結果に基づいて、マスクパターンの修正を行い、チップ評価を再度行う。必要に応じて、協力異分野研究室でのフィールド実験による操作性評価を行うことを検討する。
また、本年度に派生技術として新たに提案した細胞アレイの定量的評価を行い、単一細胞の固定効率、および、把持持続性について計測し、アレイ構造の有用性を検証する。
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