多機能型微小電極によるターゲット細胞の遺伝子発現制御

近年、生物機能の解析において、個々の細胞単位での計測・制御が重要になっている。このような解析は、細胞単位でシグナルを与えたり、また同時に個々の細胞からシグナルを得る技術が不可欠である。本研究は具体的にストレス応答遺伝子であるイネキチナーゼ遺伝子を選び、イネ培養細胞の中の単一の細胞をターゲットし、このターゲット細胞におけるキチナーゼ遺伝子の発現制御を行うことを目的とした。本年度は次の項目を実施した。1.ターゲット細胞におけるエリシターによるイネキチナーゼ遺伝子の発現解析:エリシターを作用させた場合、セカンドメッセンジャーとして知られている[Ca^<2+>]iが変化するかどうか調べた。その結果エリシターを添加後、直ちに[Ca^<2+>]iの一過的な上昇が認められた。また、この変化はCa^<2+>チャンネルブロッカーであるVerapamilを作用させた場合には上昇が見られなかった。このことから、エリシターの添加により[Ca^<2+>]iが上昇し、キチナーゼ遺伝子が発現すると考えられた。そこで次にエリシターを作用させずに直接細胞内にCa^<2+>を導入した。その結果、約50%の細胞からキチナーゼ遺伝子の発現が観察された。2.ターゲット細胞への電気的シグナル印加による[Ca^<2+>]i変化の解析:電気的シグナルを印加させて、[Ca^<2+>]iを電気的に制御可能か解析を行なった。その結果、細胞膜に5mV程度かかることにより、[Ca^<2+>]iを10倍以上増加させることが可能であった。この変化もVerapamilの添加により阻害されたことから、電圧を印加することで細胞外のCa^<2+>がCa^<2+>チャンネルを通って細胞内に流入したものと考えられた。

近年、生物機能の解析において、個々の細胞単位での計測・制御が重要になっている。このような解析は、細胞単位でシグナルを与えたり、また同時に個々の細胞からシグナルを得る技術が不可欠である。本研究は具体的にストレス応答遺伝子であるイネキチナーゼ遺伝子を選び、イネ培養細胞の中の単一の細胞をターゲットし、このターゲット細胞におけるキチナーゼ遺伝子の発現制御を行うことを目的とした。本年度は次の項目を実施した。1.ターゲット細胞におけるエリシターによるイネキチナーゼ遺伝子の発現解析:エリシターを作用させた場合、セカンドメッセンジャーとして知られている[Ca^<2+>]iが変化するかどうか調べた。その結果エリシターを添加後、直ちに[Ca^<2+>]iの一過的な上昇が認められた。また、この変化はCa^<2+>チャンネルブロッカーであるVerapamilを作用させた場合には上昇が見られなかった。このことから、エリシターの添加により[Ca^<2+>]iが上昇し、キチナーゼ遺伝子が発現すると考えられた。そこで次にエリシターを作用させずに直接細胞内にCa^<2+>を導入した。その結果、約50%の細胞からキチナーゼ遺伝子の発現が観察された。2.ターゲット細胞への電気的シグナル印加による[Ca^<2+>]i変化の解析:電気的シグナルを印加させて、[Ca^<2+>]iを電気的に制御可能か解析を行なった。その結果、細胞膜に5mV程度かかることにより、[Ca^<2+>]iを10倍以上増加させることが可能であった。この変化もVerapamilの添加により阻害されたことから、電圧を印加することで細胞外のCa^<2+>がCa^<2+>チャンネルを通って細胞内に流入したものと考えられた。