1細胞内RNA分子とタンパク質分子の同時・多重空間分布解析に向けた基盤技術の開発

开发一种细胞内RNA分子和蛋白质分子同时多重空间分布分析的基础技术

基本信息

批准号：
21K06140
负责人：
小口祐伴
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は細胞内のmRNA分子とタンパク質の位置情報を1分子空間解像度で取得する新規の空間マルチオミクス解析の基礎技術の確立を目指すものである。従来の技術では、mRNAやタンパク質分子の細胞内での位置情報を取得するために、これらの分子を蛍光標識することで検出することが一般であった。しかし、蛍光標識による検出では、同時に計測の対象とできる分子の種類数は限られ、多様な分子が関与する複雑な生命現象に迫ることは難しい。そこで本研究は、蛍光色素ではなくDNAバーコードによって対象を標識することで、観察対象の高多重化を図る。また、このDNAバーコード分子の位置情報の取得は、本研究実施者がこれまでに確立したDNAバーコード1分子空間デコーディング法を活用し、1分子空間解像度での識別の実現を目指している。昨年度までにDNAバーコード１分子空間デコーディング法を実施するシーケンスフローセル基板上に、細胞由来のcDNA分子を転写できることを確認した(ここでの転写とは細胞内形成したcDNA分子をシーケンス基板上へと移し写しとることを指す)。このとき、cDNA分子は細胞における位置情報を保持したままにシーケンス基板上へと転写されることが必要となる。しかし、昨年度の時点では、細胞外の領域へのcDNA分子の転写も顕著に見られた。この分子の拡がり(核酸漏出)を防ぐことは、本系の確立のために必須である。本年度は上記の問題解決に向け、細胞前処理工程、加えて転写されたcDNAの識別に関する検討を実施した。また、同時にタンパク質の標識をDNAバーコード抗体で行う必要があり、固定操作によってこれを阻害しないことも必要となる。実際に、固定の度合いを高める漏出を低減したが、一方でcDNA量の合成量が低下した。このようにcDNAの漏出低減と合成量にはトレードオフの関係にあり、現状もこの条件検討の途上にある。

本研究旨在建立一种新的空间多组学分析基础技术，以单分子空间分辨率获取细胞内mRNA分子和蛋白质的位置信息。在传统技术中，为了获得细胞内mRNA和蛋白质分子的位置信息，通常通过荧光标记来检测这些分子。然而，使用荧光标记的检测限制了可以同时测量的分子类型的数量，使得研究涉及多种分子的复杂生物现象变得困难。因此，本研究旨在通过用 DNA 条形码而不是荧光染料标记观察目标来高度多重化观察目标。此外，为了获取该DNA条形码分子的位置信息，我们的目标是利用研究人员建立的DNA条形码单分子空间解码方法来实现单分子空间分辨率的识别。去年，我们确认可以将来自细胞的cDNA分子转移到进行DNA条形码单分子空间解码方法的序列流动细胞基板上（这里的转移是指将细胞内形成的cDNA分子转移到序列基板上））。此时，需要将cDNA分子转移到序列基质上，同时保留其在细胞中的位置信息。然而，截至去年，还观察到 cDNA 分子向细胞外区域的显着转录。防止该分子的传播（核酸泄漏）对于建立该系统至关重要。今年，为了解决上述问题，我们对细胞预处理流程和转录cDNA的鉴定进行了研究。此外，需要同时用DNA条形码抗体标记蛋白质，并且还需要不被固定程序抑制。事实上，固定程度增加，渗漏减少，但同时合成的 cDNA 量减少。这样，减少cDNA泄漏和合成量之间存在权衡关系，我们目前正在研究这种情况。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

次世代シーケンサーの自作とそれを活用した新規の遺伝子解析手法の開発

构建下一代测序仪并使用它开发新的遗传分析方法

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Makoto Suzuki;Takeshi Igawa;Nanoka Suzuki;Ichiro Tazawa;Keisuke Nakajima;Nobuaki Furuno;Ken-ichi T. Suzuki;Haruki Ochi;Takashi Kato;Toshinori Hayashi;Hajime Ogino;小口祐伴
通讯作者：
小口祐伴