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

 ~組織内に潜むがん細胞の病理診断などに応用可能~

ポイント

・組織内に潜むがん細胞や、ごく少数しか存在しない細胞の遺伝子解析は困難だった
・半導体製造技術をヒントに、光を照射した細胞だけの遺伝子発現を調べる超高解像度な解析技術の開発に成功
・COVID-19による炎症組織や、がん組織標本の病理診断を、低コストで行うことが可能になる

概要

 JST 戦略的創造研究推進事業において、九州大学 生体防御医学研究所の大川 恭行 教授と京都大学大学院 医学研究科の沖 真弥 特定准教授らの研究グループは、光単離化学(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体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来の特性を失うため、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、従来の手法では不可能とされてきました。
 本研究グループは、半導体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、従来不可能であった細胞内の1000分の1ミリ以下の微小構造体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、国際的な開発競争が激化しています。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数百円追加するだけで実施できるため、国際的な普及が見込まれる日本発の独自技術です。今後、この技術によってがんやCOVID-19による炎症など、正常と異常な細胞が入り混じった臨床組織の病理診断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)に科学誌「Nature Communications」のオンライン版で公開されました。

詳細

プレスリリースをご参照ください。

妊婦の職業上の医療用物質の使用と出生児の乳児期の神経芽腫との関連

ヘテロナノグラフェン構造を用いた高効率・狭帯域青色発光体の開発に成功

関連記事

  1. テストステロンがアルツハイマー型認知症のリスクを…

    ~性差が認知症リスクを決める?テストステロンとオートファジーの関係を解明~…

  2. 上皮細胞シートに生じた欠損を速やかに修復する仕組…

    アトピー性皮膚炎や炎症性腸疾患など上皮バリアの異常による病態の理解に繋がる知…

  3. GFAP遺伝子の変異が認知症の発症に関わる大脳白…

    ~脳画像所見における遺伝的要素の新知見〜医学研究院二宮 利治 教授…

  4. 家畜の繁殖効率に影響する腸内細菌叢を予測する

    ~繁殖成績に負の影響を与える因果構造の計算科学的検証~農学研究所髙橋…

  5. 公開発表会「商代後期の社会・文化とその変化」

    公開発表会「商代後期の社会・文化とその変化」本発表会は紀元前13~1…

  6. 鉄系高温超伝導体で世界最高の超伝導電流を実現!

    ~強磁場発生用磁石応用へ前進~ポイント・強磁場中で大きな超伝導電…

  7. 約10万人の妊婦健診情報から「妊娠中体重増加曲線…

    〜 妊娠中の体重管理の参考になることを期待 〜ポイント・妊娠週数…

  8. ロジウムを凌駕する高耐久性な多元素ナノ合金排ガス…

    ―地金価格9割カットでNOx還元高活性と高耐久性の両立を実現― 京都…