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細胞膜・核膜の切開、平面展開技術の確立と細胞膜・核膜機能の解明

细胞膜/核膜切口的建立、平面显影技术、细胞膜/核膜功能的阐明

基本信息

批准号：
18048029
负责人：
小此木孝仁
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto 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 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18048029/
关键词：
フェムト秒レーザ細胞膜-核膜切開技術平面状生体膜傾斜リソグラフィー微小流体回路微小吸引孔核-細胞質間輸送蛍光顕微鏡観察キャビテーション細胞膜の切開細胞膜の平面展開細胞膜内側構造の開放細胞膜アレイガンマーカーの検出単一細胞からのミトコンドリア

项目摘要

前年度の研究で得られたフェムト秒レーザによる細胞膜-核膜切開技術を用いて展開された生体膜が生理活性を有するか実証するために、細胞核を切開し基板上に固定した平面状核膜が機能を有しているか、その核膜が持つ核膜孔複合体による核-細胞間輸送を観察することで評価した。始めに、微小流体回路を構築するにあたって当研究チームの鈴木孝明が有するsingle-MASK傾斜リソグラフィー技術により複雑な流体回路を簡便に構築し、その回路内にある微小な吸引孔を用いて細胞核の把持しフェムト秒レーザを照射し核膜の加工を行った。この微小流体回路は下記の2つの特徴を持つ。(1)吸引孔が流体回路装置の水平面に対し垂直に配置されており、把持された平面状核膜を顕微鏡視野面に対して垂直に配置することで、核膜孔複合体での物質通過をより詳細に観察できる。(2)吸引孔が2つの流路を跨ぐように配置されており、吸引孔に固定した核膜のそれぞれの面(細胞質側と核質側)に個別に試薬を与えることができるため、細胞質から核側への輸送ならびに核から細胞質側への輸送を、厳密に溶液組成をコントロールした条件化で観察することができる。次に平面状に展開した核膜が核-細胞間輸送活性を有しているか、その輸送通過における分子サイズに依存した篩い機能を有しているか、低分子(蛍光グルコース、分子量500程度)と高分子(蛍光標識抗体、分子量150,000程度)を与えた時に低分子を選択的に通すか蛍光顕微鏡観察により確認した。その結果、平面状に展開した核膜において選択的に低分子の通過が起きることを確認することができた。以上まとめると、(1)密閉された微小流体回路内でフェムト秒レーザを用いることで核膜を平面状に展開し、(2)その回路の特徴を利用した平面核膜へ表裏への自由な薬剤投下を行い、(3)その核膜が有する核膜孔複合体の生理活性を測定することに成功した。

In the past year, the research on cell membrane-nuclear membrane dissection technology has been carried out, and the physiological activity of biological membrane has been proved. The function of nuclear membrane dissection, fixation on substrate, and nucleus-cell transport have been investigated. In the beginning, the construction of micro-fluid circuit was studied. The single-MASK tilt technology was used to simplify the construction of micro-fluid circuit. The micro-suction hole in the circuit was used to control the cell nucleus. The irradiation was used to process the nuclear membrane. The micro-fluid circuit is recorded below with 2 characteristics. (1)The suction holes are arranged vertically in the horizontal plane of the fluid circuit device, and the material passing through the nuclear membrane pore complex is observed in detail. (2)The suction hole is fixed on the surface of the nuclear membrane (cytoplasmic side and nuclear cytoplasmic side). The suction hole is fixed on the surface of the nuclear membrane. In addition, the nuclear membrane has a planar development, and the transport activity depends on the molecular sieve function. Low molecular weight (light labeled antibody, molecular weight 500) and high molecular weight (light labeled antibody, molecular weight 150,000) are selected. The result is that the nuclear membrane is expanded and the low molecular weight is confirmed. (1) The nuclear membrane is expanded in a planar manner;(2) The characteristics of the circuit are utilized; and (3) The physiological activity of the nuclear membrane pore complex is measured successfully.