電場集中を利用した高効率遺伝子導入アレイ

利用电场集中的高效基因转移阵列

• 批准号: 18710098
• 负责人: 井上 祐貴
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-18710098/
• 关键词: 遺伝子導入アレイ; エレクトロポレーション; カーボンナノチューブ; 自己組織化単分子膜

基板表面から接着細胞へ位置特異的に遺伝子を導入することで、ハイスループットにその機能を解析できる遺伝子導入アレイはポストゲノム研究に必要不可欠な技術である。ハイスループット性を高めるため遺伝子を配置するスポット数を増加させると、スポット上の接着細胞数は減少する。つまり、遺伝子導入アレイを用いて有意な機能解析を行うためには、高い発現効率が求められる。本研究では、半導体微細加工技術で加工された電極やカーボンナノチューブ(CNT)で修飾された電極を利用したエレクトロポレーションによる遺伝子導入アレイにより、高発現効率化を実現することを目的とした。電極表面の微細な凹凸からの電場集中が細胞膜に効果的に細孔を形成することを期待している。今年度は、昨年度に引き続きCNT静電吸着電極の作製およびそれを用いた遺伝子導入に取り組んだ。CNT担持電極はカルボキシル化CNT(濃硫酸と濃硝酸の混酸(3:1by volume)を用いて作製)とカチオン性基板(金薄膜上に形成したカルボキシル基末端自己組織化単分子膜および直鎖型ポリエチレンイミン(L-PEI)を用いて作製)との静電相互作用を利用して作製した。さらに、電極上のCNT担持量を増加させるため、カルボキシル化CNTおよびL-PEIを交互に積層した電極を作製した。作製した各電極に緑色蛍光タンパク質(EGFP)がコードされたプラスミド(pEGFP-C1)を静電的に吸着させた。同電極にヒト胎児腎臓由来(HEK293)細胞を播種し、十分な接着を促した後、240V/cm、10ms、1回の条件でパルスを印加した。48時間後のEGFP発現効率をフローサイトメトリーにより定量した。積層数の少ない電極上に接着した細胞の発現効率は40%程度であり、電極間に大きな差はなかったが、積層数の多い電極上の細胞は50%の発現効率を示した。電極表面のCNT担持量を増加させることで遺伝子導入効率を高めることができた。

Substrate surface か ら then cells へ に of location specific 伝 son を import す る こ と で, ハ イ ス ル ー プ ッ ト に そ の function analytical で を き る posthumous son 伝 import ア レ イ は ポ ス ト ゲ ノ ム research に necessary not owe な で あ る. ハ イ ス ル ー プ ッ ト を high め る た め posthumous son 伝 を configuration す る ス ポ ッ ト number を raised plus さ せ る と, ス ポ ッ ト の cell number は then reduce す る. つ ま り, but 伝 import ア レ イ を with い て intentionally な line function analytical を う た め に は, high い が 発 now working rate for め ら れ る. This study で は で processing, semiconductor microfabrication techniques さ れ た electrode や カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ (CNT) で modified さ れ た を electrode using し た エ レ ク ト ロ ポ レ ー シ ョ ン に よ る posthumous son 伝 import ア レ イ に よ り, high 発 now working rate を be presently す る こ と を purpose と し た. の subtle な electrode surface concave and convex か ら の electric field concentrated が membrane に unseen fruit に pores を form す る こ と を expect し て い る. This year に and last year に, the electrostatics adsorption electrode of the CNT was fabricated using およびそれを た derivative 伝 and introduced into に to take the んだ group んだ. CNT support electrode と カ ボキシ ボキシ neutralize CNT(concentrated sulfuric acid と concentrated nitric acid mixed acid (3:1by) ) the volume) を い て cropping と カ チ オ ン sex substrate (formed on gold film に し た カ ル ボ キ シ ル base at the end of their organizational 単 molecular membrane お よ び straight type lock ポ リ エ チ レ ン イ ミ ン (L - PEI) を い て system) と の electrostatic interaction を using し て cropping し た. さ ら に, electrode の CNT bear hold in を raised add さ せ る た め, カ ル ボ キ シ ル the CNT お よ び L - PEI を interaction に horizon し た electrode を cropping し た. Cropping し た each electrode に 蛍 green light タ ン パ ク mass (EGFP) が コ ー ド さ れ た プ ラ ス ミ ド (pEGFP C1) を electrostatic に sorption さ せ た. With electrode に ヒ ト tire a routine where renal origin (HEK293) cells very な を seeding し, then promote し を た, 240 v/cm, 10 ms, after 1 back の condition で パ ル ス を Inca し た. After 48 hours, the occurrence rate of <s:1> EGFP is をフロ, サ, <s:1>, トメトリ, によ, <e:1>, and quantification of <s:1> た. Less deposition layer の な い electrode に then し た cells の 発 unseen は 40% level で あ り, electrode に rooms き な poor は な か っ た が, deposition layer の い electrode の cells は 50% more の を 発 now working rate shown し た. An increase in the <s:1> CNT carrying capacity を on the electrode surface leads to a higher 伝 carrier introduction efficiency を, める, める, とがで, た, and た.

项目成果

Site-specific gene transfer with high efficiency onto a carbon nanotube-loaded electrode

• DOI: 10.1098/rsif.2007.1295
• 发表时间: 2008-08-06
• 期刊: JOURNAL OF THE ROYAL SOCIETY INTERFACE
• 影响因子: 3.9
• 作者: Inoue, Y.;Fujimoto, H.;Iwata, H.
• 通讯作者: Iwata, H.

カーボンナノチューブの電場集中を利用した遺伝子導入アレイ

利用电场集中碳纳米管的基因转移阵列

• 发表时间: 2007
• 作者: 井上祐貴;藤本裕之;岩田博夫
• 通讯作者: 岩田博夫

Reverse Electroporation with Carbon Nanotubes-loaded Electrode for Highly Efficient Gene Transfer

使用碳纳米管负载电极的反向电穿孔实现高效基因转移

• 发表时间: 2007
• 作者: 黄晋二;志村玲子;宇田聡;黄新明;T. W. Tian;J. J. Xiao;K. Yakubo;J. J. Xiao;J. J. Xiao;K. Yakubo;J. J. Xiao;H. Shima;Y. Sakaniwa;I. Hasegawa;H. Taira;I. Hasegawa;Y. Sakaniwa;K. Yakubo;H. Shima;H. Taira;H.Shima;H.Shima;J.J.Xiao;J.J.Xiao;J.J.Xiao;J.J.Xiao;H.Shima;H.Shima;J.P.Huang;W.J.Tian;J.P.Huang;矢久保考介;S. Furuya;西野信也;古谷修平;岡百合子;川崎文也;平久夫;小野頌太;K. Yakubo;H. Shima;Y. Sakaniwa;K. Yakubo;矢久保考介;古谷修平;西野信也;Y. Inoue;T. Oya;R. Aoki;植田哲弘;N. Tsuchiya;T. Oya;T. Isono;T. Oya;T. Isono;T. Ogino;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;荻野俊郎;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino;T. Ogino
• 通讯作者: T. Ogino

核酸導入用導電性基板および核酸導入方法

核酸导入用导电基板及核酸导入方法

• 发表时间: 2008