ナノ電気穿孔を用いた1細胞ダイナミクス計測法の創成

使用纳米电穿孔创建单细胞动力学测量方法

• 批准号: 21K18194
• 负责人: 新宅 博文
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18194/
• 关键词: 1細胞; 電気泳動; マイクロ流体工学; RNA-sequencing; 造血幹細胞

ナノスケールの内径を有するキャピラリを用いたナノエレクトロポレーションによる非殺傷的なRNA抽出法について、HeLa細胞を用いて電圧条件を検討し、2.5時間おきに4回程度、すなわち7.5時間、断続的にRNAを抽出することに成功した。また、その条件下で細胞周期進行に影響が出ないことを蛍光プローブFucci (SA)を用いて確認した。抽出したRNAから次世代シーケンス用のRNA-seqライブラリを作製し、データを取得した。得られたデータを解析したところ、細胞周期進行に応じた遺伝子発現変動を確認することができた。また、時系列の細胞の蛍光写真から得られた細胞周期進行と遺伝子発現変動の統合解析から、細胞周期進行速度に観察されたゆらぎを説明し得る遺伝子制御ネットワークの部分グラフを抽出することに成功した。次に開発したRNA抽出法を線虫の受精卵に適用し、１細胞期、２細胞期および４細胞期の各段階でRNAを抽出しつつも個体の発生が確認できた。培養細胞と同様に抽出したRNAを用いて次世代シーケンス用のRNA-seqライブラリを作製し、データを取得した。得られたデータは高い品質を有しており、時系列の遺伝子発現解析に活用できることが確認できた。HeLa細胞および線虫の受精卵を用いたデータは論文投稿に向けて解析を進めている。これらの取り組みに加えてマウス大腿骨から採取した造血前駆細胞を対象にしたナノエレクトロポレーションについて条件検討を進めた。検討の結果、培養細胞よりもやや高い電圧で非殺傷的にRNAの抽出が可能であることや電圧の向きを変えることで外来分子の導入が可能な条件を見出した。

The RNA extraction method without killing was successfully used in HeLa cells. The voltage conditions were discussed in 2.5 minutes and 7.5 minutes. Under these conditions, cell cycle progression is confirmed by the use of light. The next generation of RNA is extracted from the RNA and the next generation of RNA is extracted from the RNA. The cell cycle was analyzed and the gene expression was confirmed. In addition, we have obtained the results of cell cycle analysis, cell cycle analysis, cell The next step is to extract RNA from the fertilized eggs of the worm at the 1-cell stage, 2-cell stage and 4-cell stage. Culture of cells with RNA extracted from the next generation The quality of the product is high, and the time series of the product is analyzed. HeLa cells and the zygote of the line worm are used in the analysis of the contribution. This is the first time I've ever seen a person who's been in a position to do something like this. The results of the study showed that the extraction of non-lethal RNA from cultured cells was possible at high voltage and the introduction of foreign molecules was possible at high voltage.

项目成果

Live-cell RNA-seq links time-evolving fluctuations between cellular phenotypes and gene regulation

活细胞 RNA-seq 将细胞表型和基因调控之间随时间演化的波动联系起来

• 发表时间: 2023
• 作者: Kotaro Torii;Keiko Watanabe;Kaori Nishikawa;Asuka Takeishi;Hirofumi Shintaku
• 通讯作者: Hirofumi Shintaku

１細胞電気泳動および遺伝子発現の統合解析に向けた並列マイクロ流体システムの開発

开发用于单细胞电泳和基因表达集成分析的并行微流控系统

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaneko Taikopaul;Ando Suguru;Furuta Ken’ya;Oiwa Kazuhiro;Shintaku Hirofumi;Kotera Hidetoshi;Yokokawa Ryuji;Hirofumi Shintaku;新宅 博文;新宅 博文;塩見 晃史，金子 泰洸ポール，西川 香里，新宅 博文;土田 新，マハムド N. アブディルモエズ，金子 泰洸ポール，横川 隆司，新宅 博文
• 通讯作者: 土田 新，マハムド N. アブディルモエズ，金子 泰洸ポール，横川 隆司，新宅 博文

細胞の機械特性と遺伝子発現の統合解析

细胞机械特性和基因表达的综合分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 塩見晃史;金子泰洸ポール;西川香里;新宅博文
• 通讯作者: 新宅博文

マイクロ・ナノ電気穿孔を用いた1細胞ダイナミクス分析

使用微/纳米电穿孔进行单细胞动力学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaneko Taikopaul;Ando Suguru;Furuta Ken’ya;Oiwa Kazuhiro;Shintaku Hirofumi;Kotera Hidetoshi;Yokokawa Ryuji;Hirofumi Shintaku;新宅 博文;新宅 博文
• 通讯作者: 新宅 博文

マイクロ・ナノエレクトロポレーションと1細胞オミクス解析

微/纳电穿孔和单细胞组学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 増田伊吹;向井剛輝;鳥井 孝太郎，渡邊 慶子，西川 香里，武石 明佳，新宅 博文;新宅博文
• 通讯作者: 新宅博文