赤外線レーザー顕微鏡による線虫単一細胞遺伝子制御に関する研究

本研究の目的は、赤外レーザー顕微鏡による単一細胞加熱と熱ショックプロモーターを組み合わせた新規手法IR-LEGOを利用して、モデル動物である線虫C.elegans個体において単一標的細胞で目的の遺伝子発現を制御できる実験系を確立することである。昨年までの研究ではIR-LEGOを用いて表皮細胞、DTC、体壁筋などの複数の組織において、狙った時期に、狙った単一細胞で遺伝子発現を誘導できることを示した。しかし線虫深部に存在する神経細胞で遺伝子発現誘導を試みた場合、標的神経以外の周囲の細胞で遺伝子発現が誘導されてしまい、標的細胞のみでの遺伝子発現誘導を実現することができなかった。そこで本年度はレーザー行路にスリットの入っているチョッパーを導入し、パルス照射法を導入した。この結果、赤外レーザー照射を用いた遺伝子発現法が格段に改良され、線虫の神経節中の神経細胞や初期胚の割球を標的とした場合でも単一細胞での遺伝子発現が可能になった。すなわち、この改良によって、線虫のほとんど全ての細胞に対して単一細胞遺伝子発現誘導ができることとなり、赤外レーザー照射による遺伝子発現誘導技術は、少なくとも線虫を対象とした実験では、ほぼ完成したと評価できる。神経と発生は線虫C.elegansのモデル実験動物としてのメリットが最も生かせる研究領域であり、この方面に本手法が応用できるようになったことの意義は極めて大きい。

本研究の目的は、赤外レーザー顕微鏡による単一細胞加熱と熱ショックプロモーターを組み合わせた新規手法IR-LEGOを利用して、モデル動物である線虫C.elegans個体において単一標的細胞で目的の遺伝子発現を制御できる実験系を確立することである。昨年までの研究ではIR-LEGOを用いて表皮細胞、DTC、体壁筋などの複数の組織において、狙った時期に、狙った単一細胞で遺伝子発現を誘導できることを示した。しかし線虫深部に存在する神経細胞で遺伝子発現誘導を試みた場合、標的神経以外の周囲の細胞で遺伝子発現が誘導されてしまい、標的細胞のみでの遺伝子発現誘導を実現することができなかった。そこで本年度はレーザー行路にスリットの入っているチョッパーを導入し、パルス照射法を導入した。この結果、赤外レーザー照射を用いた遺伝子発現法が格段に改良され、線虫の神経節中の神経細胞や初期胚の割球を標的とした場合でも単一細胞での遺伝子発現が可能になった。すなわち、この改良によって、線虫のほとんど全ての細胞に対して単一細胞遺伝子発現誘導ができることとなり、赤外レーザー照射による遺伝子発現誘導技術は、少なくとも線虫を対象とした実験では、ほぼ完成したと評価できる。神経と発生は線虫C.elegansのモデル実験動物としてのメリットが最も生かせる研究領域であり、この方面に本手法が応用できるようになったことの意義は極めて大きい。