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1細胞計測に向けたメタボローム測定法の開発

单细胞测量代谢组测量方法的开发

基本信息

批准号：
18038038
负责人：
曽我朋義
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18038038/
关键词：
メタボローム 1細胞計測キャピラリー電気泳動-質量分析計 CE-MS CE-TOFMS HeLa 大腸菌

项目摘要

1細泡のメタボローム(全代謝物の総称)測定が将来可能となるような基盤技術の開発を行う。新たに幅広い質最範囲を高感度に検出することができるエレクトロスプレーイオン化飛行時間型質量分析計(TOFMS)をCEに接続したCE-TOFMS法によるメタボローム測定法を開発した。この方法は従来法のCE-四亜極質鼠分析計(CE-QMS)に比べ、陽および陰イオン性代謝物質で数倍から数十倍の高感度化、精密マス(ミリマス)での検出さらには30倍のスループット分析を可能にした。HeLa細胞から代謝物質を抽出し、CE-TOFMSで測定し検出された細胞数を数える方法で、前処理に用いるHeLa細胞数と検出された代謝物数の関係をプロットしたところ、細胞数が2x10^6個以上では検出された代謝物数は同じであった。つまりHeLa細胞の場合は、最低2x10^6個の細胞があれば、本法で測定できることが確認された。またグルタミン酸等細胞内の濃度が高い代謝物であれば、数千個の細胞があれば検出できることが判明した。また、慶應義塾大学先端生命科学研究所で作成した4200個ある大腸菌の遺伝子をひとつづつ欠失させた遺伝子破壊株4200種類の中からエネルギー代謝にかかわる遺伝子を欠失した大腸菌を選出し、細胞内分子(代謝物質、タンパク質、RNA)を、最先端の分析技術とバイオテクノロジーを駆使して徹底分析した。それらのデータをもとにエネルギー代謝の各ステップにおける代謝流束(酵素反応の速度)をコンピュータで計算した。その結果、エネルギー代謝のような重要プロセスを担っている遺伝子が欠失していても、細胞の生存に影響がないだけでなく、細胞内の各種の物質量の変化にもほとんど影響が出なかった。また、生育条件を変化させた場合、RNAやタンパク質の尿は大きく変化したが、代謝物質の量はほとんど変わらなかった。このように、大腸菌は、状況に応じて様々な手段で代謝を安定に保っているということを世界で初めて定量的に実証した。

1. Determination of total metabolites in fine bubbles is possible in the future and the development of substrate technology is underway. A new time-of-flight mass analyzer (TOFMS) was developed based on the CE-TOFMS method. This method is based on CE-QMS, which can detect and analyze more than 30 times more sensitive and precise metabolites than before. The number of cells detected by CE-TOFMS is more than 2x10^6. HeLa cells can be detected at a minimum of 2x10^6 cells. The concentration of metabolites in cells such as rutin acid is high, and thousands of cells are detected. The Institute of Advanced Life Sciences, Keio University has created 4200 E. coli strains, 4200 species of E. coli strains, 4200 strains of E. coli strains, and 4200 strains of E. coli strains. The metabolic flux (the rate of enzyme reaction) is calculated. As a result, the metabolism of the cell is important, and the metabolism of the cell is important, and the survival of the cell is affected. When fertility conditions change, RNA levels change, and metabolites change. This is the first time in the world that we've seen this.