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整理番号 4655   (公開日 2008年12月01日) (カテゴリ バイオテクノロジー医学・薬学機械
セミインタクト細胞アッセイとアッセイ自動化装置を用いた創薬支援システム
●内容 セミインタクト細胞とは、連鎖球菌毒素であるストレプトリシンOなどで形質膜を部分的に透過性にし、核、オルガネラや細胞骨格は保持したまま、別の細胞質を交換した人工細胞である(図1)。この方法では、細胞質に依存的な細胞内のイベントを再構成し、その中で生起する生命現象を生物物理学的、生化学的に解析できる。例えば、正常細胞に「病態細胞から調製した細胞質」を導入することにより、セミインタクトな「病態モデル細胞」を作成できる。即ち、セミインタクト細胞は、細胞質と核などのオルガネラと協奏的に生起する細胞内反応を形態学的・生化学的に幾つかの素過程に分割し、その機構を明らかにするのに最適な「細胞型試験管」である。
この研究室では、細胞周期依存的なオルガネラ形態変化や小胞輸送などに関して、セミインタクト細胞による再構成系と蛍光標識タンパク質の可視化技術を組み合わせて、多くのタンパク質複合体の動態と機能を解明している。このため、蓄積したセミインタクト細胞作成ノウハウを駆使した様々なプロトコールを全てプログラムとして入力し実行させることが可能な「セミインタクト細胞チップ作成・アッセイ自動化装置」を試作した(図2)。
これは、スライドグラス型の黒石英性チップ(48well、各wellの容量は10μl)上のwell内に、(i)各種細胞懸濁液を分注し、(ii)チップをCO2インキュベーター内に運び、設定した温度や時間で培養し、(iii)細胞質の交換や遺伝子導入・RNAi操作、間接蛍光抗体操作などに必要な複数の試薬の添加・排出・洗浄操作と細胞培養をプログラムにより完全自動化できる装置である(特許出願済み)。
更に、この自動化装置で作成される「セミインタクト細胞アレイ」や「生細胞アレイ」の細胞画像を、2種類の画像解析装置(LSM510:Carl Zeiss社製、INCell Analyzer1000:GEヘルスケア社製)を用いて取得・解析するシステムも構築している。
この方法を利用した「生細胞アレイ」の技術は、低分子化合物・タンパク質・遺伝子などの様々な生細胞の機能と動態を可視化できるので、創薬スクリーニングや機能解析に利用できる。かつ、アッセイを微量化できるため、細胞レベルでの大量の化合物スクリーニング、標的タンパク質の絞り込みや機能解析に応用できる。更に、生細胞と「同種の細胞系」のセミインタクト細胞でアッセイできるので、解析の質が飛躍的に高められる可能性も持っている。
本アッセイ系、及び装置を利用した創薬スクリーニングや薬効解明に興味を持つか、又は創薬支援システム構築の受託やその商品化に興味のある企業との共同開発を求めている。
●研究者
教授 村田 昌之
大学院総合文化研究科 広域科学専攻
●画像


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図1:セミインタクト細胞を用いた生命現象の可視化・再構成とリシーリング技術を利用した細胞工学的応用のスキーム
(C) 村田 昌之

図2:セミインタクト細胞チップ自動作成装置1号機
(C) 村田 昌之
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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