システムインテクレーションの最前線－第8回 オンチップ細胞応答計測システムインテグレーション：システム細胞工学のための単一細胞解析

摘要

これまで，生化学や分子生物学では，細胞を中心としてその構成要素の機能を調べる研究が主である．細胞から要素を取り出して解析した分子生物学は，いまだ発展途上にあるものの，多くの要素の実体を解明するのに貢献した．しかし，還元的研究から明らかになった「部分」の知識を統合し，細胞「全体」の仕雑みを解明する研究は十分なされていない．このため，分子レベルの「部分」の知識の統合によって細胞「全体」の仕組みを明らかにしていく必要がある．また，組織や集団内における細胞を見たとき，周辺の細胞をひとつの環境と規定し，組織内の一細胞と環境との関係を，組織レベルの「相互作用」の知識の統合によって明らかにする必要がある．近年，単一の細胞に着目した観察システムが脚光を浴びるようになった．ビデオ顕微鏡をベースとしたシステムを組んで，細胞の変化を観察するだけではなく，細胞のおかれている環境を変化したり，細胞に外的に操作を加えて変化を追いかける要望も増えるであろう．このような要求を満足するために，われわれは早くからバイオチップを利用してオンチップで細胞を操作し，変化をその場で観察するシステムに関する研究を行ってきた．本稿ではオンチップで細胞を培養し，環境変化に対する個々の細胞の応答を計測することを可能とするシステム技術を紹介する．