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2019年01月17日

研究成果プレスリリース「木を見て森も見る:生体分子の指紋で細胞の個性を大規模計測」

理工学部助教(精密機械工学科)早川 健の参画するImPACTプログラムの研究成果について、プレスリリースを行いました。

木を見て森も見る:生体分子の指紋で細胞の個性を大規模計測

発表のポイント
●毎秒1,000細胞以上のスループットで無標識に細胞内分子の振動に基づく“指紋”を測定する手法を開発しました。
●それにより個々の細胞中に存在する生体分子の量と構造を決定し、個々の細胞の個性に注目しつつ多数の細胞を生きたまま解析する“木を見て森も見る”細胞解析が可能となりました。
●蛍光標識を用いずに細胞形質の高速スクリーニングを可能にすることで、スマートセル産業への貢献やリキッドバイオプシーを用いた新しい診断法の開発への応用が期待されます。


発表概要
ImPACTプログラム「セレンディピティの計画的創出」の合田圭介プログラム・マネージャーが率いる研究グループは、毎秒1,000細胞以上のスループットでラマン分光による分子指紋の測定が可能な新しい大規模1細胞解析法を開発しました。ラマン分光法は分子による光の非弾性散乱を測定する分析手法で、細胞を染色せずに測定できることから細胞生物学の新しいツールとして注目を集めています。本研究では、マイクロ流路を流れる多数の細胞に含まれる生体分子の指紋を測定することで、個々の細胞の個性に注目しつつ多数の細胞を生きたまま解析する“木を見て森も見る”細胞解析を実現しました。これまでに合田教授らによって開発されてきた世界最高速の広帯域ラマン分光測定技術とマイクロ流体工学の技術との融合によって、従来の広帯域ラマン分光法を用いた1細胞解析法と比べ1,000倍程度の高速化を実現し、分子指紋に基づく大規模1細胞解析が可能になりました。それにより、多数の微細藻類中の代謝を1細胞レベルで解析し、同じ条件下で培養しても代謝生成物の含有量が細胞ごとに大きく異なっていることを見出しました。本研究成果によって、細胞に有用性物質の産生を担わせるスマートセル産業における生産性向上や、リキッドバイオプシー・血液検査による種々の疾病の発見などさまざまな応用が期待されます。
本研究は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議の革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)のうち、合田圭介プログラム・マネージャーの研究開発プログラム「セレンディピティの計画的創出による新価値創造」の一環として実施されました。
本研究成果は、2019年1月16日(米国時間)にアメリカ科学振興協会(American Association for the Advancement of Science)のジャーナル「Science Advances」のオンライン版で公開されました。


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