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細胞空間分画
「その場」で細胞をナノサイズ分割して保持・測定 |
香川大学 工学部 知能機械システム工学科 寺尾研究室
(寺尾京平 准教授/微細構造デバイス統合研究センター副センター長)
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ナノブレードアレイによる単一細胞空間分画技術
研究の目的
生体分子の種類と数は個々の細胞毎に異なるだけではなく、1個の細胞内の部位によっても異なり、その不均一性によって高度な細胞機能を発現する。したがって生体を真に解析するために、生体分子の種類・量だけではなく臓器内・細胞内の空間分布の計測を行う技術が求められている。しかし、現在のそのような要求を満たす適切な手法が存在していない。そこで、組織内・細胞内の空間情報を保持した状態で、細胞から生体分子を取り出して測る技術の実現を本研究の目的とした。本研究は、半導体微細加工技術と微小物体操作技術を組み合わせることで、1個の細胞を複数の微小領域に、また組織を1細胞に区画化して、物理的に一括で切断する「細胞空間分画技術」と呼ぶ新たな細胞加工技術を開発する。
研究成果の概要
微細な刃状構造体を並べたナノブレードアレイを用いて、個々の細胞を培養・観察している「その場」でナノサイズの微小領域に細かく物理的に分割し、なおかつ分割した部位が散逸することなく、空間情報を有した状態で保持する、「細胞空間分画技術」の開発を行っている。さらに、薬液処理と定量的な計測を一体化したシステムとして構築することにより、細胞を「分解」したその場で分子の空間分布の定量的取得を行うことを目指している。これまでにシリコンによる様々なアレイ形状のナノブレードを微細加工技術によって作製し、高精度な自動押圧機構によってブレードを顕微鏡下で押しつけ物理的に切断する操作を実現した。本手法によって細胞培養株による切断を実証しており、組織への適用についても検討を進めている。
図1 Siナノブレードアレイ 図2 区画化切断された単一細胞
備考
・平成26年度JSTさきがけ採択「シングルセル分解計測へ向けた細胞空間分画技術の創出」
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