複数開口プローブを有する走査型イオン伝導顕微鏡によるエレクトロポレーション法の開発

摘要

生物工学の分野では生細胞への外来遺伝子や染料導入は遺伝子の機能や構成要素を研究するうえで重要である．遺伝子導入手法としてリポフェクション法やエレクトロポレーション法などが挙げられる．リポフェクション法はDNA 量, リポソーム量, 培養時間, 培地などの至適条件の検討が必要であり, 至適範囲が狭いといった欠点がある．またこれらの分子導入法はほとhどが細胞群を対象としており, その結果から統計的に分析する手法が主となっている．分子導入を単一細胞のみに行うことができれば, 細胞の追跡がより容易になることから単一細胞に対して分子を導入する技術が求められている．単一細胞への分子導入手法としてマイクロインジェクションが挙げられるが, この手法では物理的な針の挿入により細胞の死滅が問題視されている．これまで我々はナノピペットとエレクトロポレーション法を組み合わせることにより単一細胞エレクトロポレーションを適用する手法を開発してきた．ナノピペットを用いることにより, 従来では細胞群に対して用いられていたエレクトロポレーションを単一細胞に適応することを可能にし, かつSICM の距離検出技術により, 低侵襲性を実現した．しかしながらこの手法では細胞に導入したい分子を緩衝液にあらかじめ導入しておく必要があるため, 導入したい細胞以外への影響が懸念される．そこで本研究では複数の開口を有するナノピペットであるシータ管を用いてこれらの問題を解決した手法を開発した．すなわち一つの開口を用いて分子の吐出制御を行い, もう一方の開口を用いて細胞とピペット先端との距離センシングおよび電圧印加を行うことで単一細胞エレクトロポレーションの操作性の向上について報告する.