単一生細胞成分の経時的ナノ分析:機能分子の採取・同定・注入法の開発
【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究キーワード】
AFM / mRNA / 培養細胞 / ナノマニピュレーター / PCR / 細胞膜 / 膜タンパク質 / 生体分子 / ナノマニュピュレーター / 原子間力顕微鏡 / 細胞手術 / mRNA採取 / 膜タンパク質採取 / 遺伝子DNA導入 / 単一細胞の生化学 / 単一生細胞モニタ / 単一生細胞モニター / 単一生細胞の生化学 / 単一細胞モニター
【研究成果の概要】
本研究課題では当該研究期間内につぎの事項の研究成果を挙げることができた。
1)膜タンパク質の特異的引き抜き過程におけるフォースカーブの解析から、当該膜タンパク質と細胞骨格の連鎖機構に関する情報をえる方法を開発した。
2)膜タンパク質の採取を行い、その同定法にけい光ラベルした抗体を用いた。赤血球膜タンパク質の採取は共有結合性架橋剤を用いる方法と、個々の膜タンパク質に特異的親和性を持つリガンドを用いる方法をとった。その結果を一般的な膜タンパク質採取法の指針とする方向を示した。
3)細胞内に原子間力顕微鏡探針を挿入し、細胞内のmRNAその他機能分子が吸着するのを待って引き上げ、その後、RT-PCRおよびPCRによる増幅反応を経て採取されたmRNAの種別を5種類にわたって同定する方法を完成した。
4)細胞膜を力学的および生化学的に穿孔し、細胞内構造の原子間力顕微鏡による影像を得る方法を開発した。
5)探針先端にDNAを吸着した原子間力顕微鏡探針を細胞内に挿入することにより、細胞内にDNAを溶かし込むことができた。その結果、GFPタンパク質の遺伝子が探針挿入後の培養細胞で発現された。この結果から将来より効率のよい、またDNAの注入の有無を明瞭に区別しながら発現実験を行うことができることを示した。
6)単一タンパク質分子の圧縮実験から、力学的操作の基本となるヤング率の値を精度よく求めることができた。この際、従来のHertzモデルの適用ではなく、試料の大変形を許すTataraによるモデルを適用することを始めて示した。
【研究代表者】