科學技術振興機構(JST),九州大學,京都大學

令和3年7月21日

科學技術振興機構(JST)
九州大學
京都大學

光照射を用いた超高解像度な遺伝子解析技術の開発に成功

~組織內に潛むがん細胞の病理診斷などに応用可能~

ポイント

JST 戦略的創造研究推進事業において、九州大學 生體防御醫學研究所の大川 恭行 教授と京都大學大學院 醫學研究科の沖 真彌 特定準教授らの研究グループは、光単離化學(Photo-Isolation Chemistry=PIC)という技術を開発し、非常に小さな細胞集団や細胞の中の微小構造體で機能する遺伝子を光照射により検出することに成功しました。

ヒトやその他の多細胞生物は少なくとも100種類以上の細胞タイプから構成され、空間的な配置や場所によってさらに細分化された機能や特性を持つことが知られています。一方で、これらの細胞を臓器や組織から取り出すと本來の特性を失うため、組織を破壊することなく特定の細胞のみを解析する必要がありますが、従來の手法では不可能とされてきました。

本研究グループは、半導體製造工程の光による超微細加工技術をヒントに、光を照射したエリアからのみ、遺伝子の発現情報を取り出す(=単離する)技術を開発しました。PICと名付けられたこの技術により、脳のさまざまな領域に光を照射して、領域ごとに働きが異なる遺伝子のみを検出することに成功しました。さらにマウス胎児の非常に小さな細胞集団や、従來不可能であった細胞內の1000分の1ミリ以下の微小構造體からも遺伝子を網羅的に検出することができました。

空間オミクスと呼ばれる研究分野の成果である本技術分野は、現在、國際的な開発競爭が激化しています。こうした技術の多くは、利用に高額の費用を要しますが、PICは既存の遺伝子解析手法にたった數百円追加するだけで実施できるため、國際的な普及が見込まれる日本発の獨自技術です。今後、この技術によってがんやCOVID-19による炎癥など、正常と異常な細胞が入り混じった臨床組織の病理診斷への応用が加速すると期待されます。

本研究成果は、2021年7月21日(日本時間)に科學誌「Nature Communications」のオンライン版で公開されました。

本成果は、以下の事業?研究領域?研究課題によって得られました。

戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)

「統合1細胞解析のための革新的技術基盤」
(研究総括:菅野 純夫 千葉大學 未來醫療教育研究機構 特任教授)
「細胞ポテンシャル測定システムの開発」
大川 恭行(九州大學 生體防御醫學研究所 教授)
2016年度?2021年度

JSTはこの領域で、少數の細胞を対象とした解析技術の開発を支援し、上記研究課題では、その空間的な測定システムの開発を実施しています。

戦略的創造研究推進事業 個人型研究(さきがけ)

「多細胞システムにおける細胞間相互作用とそのダイナミクス」
(研究総括:高橋 淑子 京都大學 大學院理學研究科 教授)
「位置情報レコーディングによる多細胞システム解析」
沖 真彌(京都大學 大學院醫學研究科 特定準教授)
2019年度?2022年度

JSTはこの領域で、組織?器官?個體などを構成する細胞集団を時空間的に解析することによって生命現象を1つのシステムとして理解することを目指します。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry”
DOI:10.1038/s41467-021-24691-8

<お問い合わせ先>

(英文)“Researchers Developed Photoirradiation-based Super-resolution Gene Analysis Technology”

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