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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ制限空間における界面動電現象の極限可視化技術

Research Project

Project/Area Number 22686021
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

新宅 博文  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80448050)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords界面動電現象 / ナノ制限空間 / 生体高分子 / 一分子計測 / マイクロ・ナノ流体 / 可視化 / MEMS
Research Abstract

本年度は一細胞からRNAおよびDNAを分離・抽出し,それぞれを定量する方法を開発した.本方法は一細胞を流路内に導入する作業以降は全て電気的に制御しており,約4分で一細胞あたりのRNAの絶対定量およびDNAの相対定量を行える.また,界面動電現象を利用した等速電気泳動法により抽出分子を濃縮し,高精度の定量を可能にした.
マウスのリンパ球(A20)を利用した実験において一細胞あたり平均で14 pgのRNAの抽出・定量が可能である事を示した.一般にほ乳類の細胞は20 pg程度のRNAを保持していると考えられることから,抽出効率は70%程度であると考えられる.さらに本方法はRNAと同時にDNAの定量も可能であり,一細胞におけるRNA量およびDNA量の相関について解析し,本方法がCell cycleに起因するRNAおよびDNAの量的な変動を検出できる事を示した.
RNAおよびDNAは物理的性質が非常に近く,RNAの解析を行う際にはDNAを酵素により分解して計測値におけるDNAの影響を排除する.しかし,一細胞レベルのRNAに対して酵素を添加するとRNAもある程度分解されてしまう事から,ここで開発した分離法はRNA/DNAの同時解析を可能にする基盤技術となり得る.そこで,分離・抽出したRNAの純度に関してHoechst 33342 (Molecular Probes)およびRNase Aを用いた実験により検討した.具体的には,抽出したRNA分子をHoechst 33342にて可視化したが,蛍光強度はコントロールとほぼ同等であり,Cell freeのDNAあるいは細胞由来のDNAの混入は極めて少ないことが確認できた.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] On-chip Separation and Analysis of RNA and DNA from Single Cells2014

    • Author(s)
      Hirofumi Shintaku, Hidekazu Nishikii, Lewis A. Marshall, Hidetoshi Kotera, and Juan G. Santiago
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: Vol.86, No.4 Pages: 1953-1957

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wide-Range Frequency Selectivity in Acoustic Sensor Fabricated Using Microbeam Array with Non-uniform Thickness2013

    • Author(s)
      Hirofumi Shintaku, Takayuki Kobayashi, Kazuki Zusho, Hidetoshi Kotera, and Satoyuki Kawano
    • Journal Title

      Journal of Miromechanics and Microengineering

      Volume: No.23 Pages: (115014-1)-(115014-7)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrically Evoked Auditory Brainstem Response by Using Bionic Auditory Membrane in Guinea Pigs2013

    • Author(s)
      Hirofumi Shintaku, Takatoshi Inaoka, Takayuki Nakagawa, Satoyuki Kawano, and Juichi Ito
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: Vol.8, No.3 Pages: 198-208

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tracking Single-Particle Dynamics via Combined Optical and Electrical Sensing2013

    • Author(s)
      Naoya Yukimoto, Makusu Tsutsui, Yuhui He, Hirofumi Shintaku, Syoji Tanaka, Satoyuki Kawano, Tomoji Kawai, and Masateru Taniguchi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: Vol.3 Pages: (1855-1)-(1855-7)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Hardware Model of the Auditory Periphery to Transduce Acoustic Signals into Neural Activity2013

    • Author(s)
      Takashi Tateno, Jun Nishikawa, Nobuyoshi Tsuchioka, Hirofumi Shintaku, and Satoyuki Kawano
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroengineering

      Volume: Vol. 6 Pages: -

    • DOI

      doi: 103389/fneng.1013.00012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子濃縮によるオンチップ電気穿孔法の効率化2013

    • Author(s)
      重里優子,横川隆司,小寺秀俊,新宅博文
    • Organizer
      日本機械学会 第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20131106-20131106
  • [Presentation] 電場集中を用いた電気穿孔法における 細胞内小器官への分子輸送の可視化計測2013

    • Author(s)
      梶本 剛生,岡 洸佑,新宅 博文,横川 隆司,小寺 秀俊
    • Organizer
      日本機械学会 2013 年度年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      20130909-20130909

URL: 

Published: 2015-05-28  

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