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1.

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神原秀記, 松永是, 植田充美監修
出版情報: 東京 : シーエムシー出版, 2012.7  vii, 272p ; 26cm
シリーズ名: CMCテクニカルライブラリー ; 428 . バイオテクノロジーシリーズ||バイオテクノロジー シリーズ
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第1章 ライフサーベイヤとは(神原秀記)
   1. はじめに 1
   2. ライフサーベイヤとは 1
   3. ライフサーベイヤに必要な技術 2
第2章 生体シグナル解析用分子材料群の創製
   1. 生体シグナル解析用分子材料概論(浜地格) 4
   2. シグナル解析用分子センサーの構築(王子田彰夫、浜地格) 9
    2.1 はじめに 9
    2.2 小分子型蛍光センサー 10
     2.2.1 カチオンセンシング 10
     2.2.2 アニオンセンシング 12
     2.2.3 ROS、NOのセンシング 15
    2.3 バイオセンサー 16
    2.4 おわりに 20
   3. シグナル解析を目指した機能性核酸の構築(杉本直己、三好大輔) 23
    3.1 はじめに 23
    3.2 核酸の構造多様性 24
     3.2.1 Watson-Crick塩基対からなる二重らせん構造 25
     3.2.2 非Watson-Crick塩基対を含む二重らせん構造 25
     3.2.3 三重らせん構造 27
     3.2.4 四重らせん構造 27
    3.3 核酸の機能と構造を左右する周辺環境 28
     3.3.1 カチオン 29
     3.3.2 pH 31
     3.3.3 分子クラウディング 31
    3.4 エネルギー・データベースを用いた機能性核酸の開発 32
     3.4.1 四重らせん構造と二重らせん構造に及ぼす分子クラウディングの効果を活用した核酸スイッチの開発 32
     3.4.2 パラレル型三重らせん構造を活用したpHセンサーの開発 34
    3.5 機能性核酸の新規設計方法の確立に向けて 36
   4. ペプチドチップテクノロジーによるシグナル解析(富崎欣也、三原久和) 38
    4.1 はじめに 38
    4.2 プロテインチップ概論 39
     4.2.1 標的タンパク質捕捉分子 39
     4.2.2 捕捉分子固定化のための表面化学 40
     4.2.3 高感度シグナル検出法 41
     4.2.4 データ解析法 41
    4.3 設計ペプチドを用いるチップテクノロジーの特長 42
    4.4 プロテインフィンガープリントテクノロジー 42
    4.5 ペプチドリガンドスクリーニング 44
    4.6 金の異常反射(AR)による設計ペプチドータンパク質間相互作用検出 47
    4.7 プロテインキナーゼ検出法 49
    4.8 おわりに 49
   5. 分子シャペロンとプレフォールディンを利用したシグナル解析用材料(養王田正文、金原数) 52
    5.1 分子シャペロン 52
    5.2 シャペロニン 54
    5.3 II型シャペロニンとプレフォルディン 55
     5.3.1 II型シャペロニン 55
     5.3.2 プレフォルディン 57
    5.4 ナノ粒子 59
    5.5 タンパク質とナノ粒子の複合化 59
    5.6 シャペロニンとナノ粒子の複合化 61
    5.7 ライフサーベイヤ開発に向けて 62
     5.7.1 プレフォルディンの利用 62
     5.7.2 シャペロニンを利用したセンシング材料の開発 63
第3章 細胞内生体分子群の動態シグナルの解析
   1. 細胞内生体分子群の動態シグナルの解析概論(植田充美) 66
    1.1 ポストゲノム研究の方向性 66
    1.2 動態シグナルの解析に向けて 66
   2. 細胞内情報伝達動態のオンライン定量解析に向けて(植田充美) 69
    2.1 はじめに 69
    2.2 生体分子群の動態解析 69
    2.3 革新的分離ナノ材料の登場 70
    2.4 網羅的動態定量へのHPLCの多次元化 74
    2.5 情報伝達分子の動態定量をめざした2次元HPLCの構築 76
    2.6 今後の課題 79
   3. メタボロミクスの可能性と技術的問題(福崎英一郎、馬場健史) 81
    3.1 はじめに 81
    3.2 メタボロミクスの分類 83
    3.3 メタボロミクスにおけるサンプリング、前処理 83
    3.4 メタボロミクスに用いる質量分析 85
    3.5 質量分析計を用いる場合の定量性について 86
    3.6 メタボロミクスに用いられる質量分析以外の分析手法 87
    3.7 メタボロミクスにおけるデータ解析 88
    3.8 メタボロミクスのツールとしての可能性 90
    3.9 おわりに 91
   4. 細胞・個体レベルでストレスをサーベイする(浦野泰照、高木昌宏) 94
    4.1 はじめに 94
    4.2 蛍光プローブ(小分子蛍光プローブ) 95
    4.3 PeTによる蛍光特性の制御 96
    4.4 フルオレセインを母核とする蛍光プローブの論理的なデザイン 96
    4.5 活性酸素種を種特異的に検出可能な蛍光プローブの論理的開発 98
     4.5.1 一重項酸素(1O2)蛍光プローブ(DPAX、DMAX) 98
     4.5.2 OHラジカルなどの高い活性を持つROSを特異的に検出可能な蛍光プローブ(HPF、APF) 99
     4.5.3 パーオキシナイトライト(ONOO-)などによるニトロ化ストレス検出蛍光プローブ(NiSPYs) 100
    4.6 蛍光タンパク質 102
    4.7 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET:Fluorescence Resonance Energy Transfer) 103
    4.8 カメレオン 103
    4.9 モデル生物としてのゼブラフィッシュ 104
    4.10 ゼブラフィッシュを用いた細胞内カルシウムイオンイメージング 105
     4.10.1 胞胚後期~原腸形成後期 105
     4.10.2 原腸形成後期~体節形成初期 106
     4.10.3 体節形成初期~中期 106
     4.10.4 体節形成中期~後期 107
     4.10.5 原基形成期 108
    4.11 形態形成異常と細胞内カルシウムイオン 109
    4.12 おわりに 110
   5. 植物細胞の環境ストレス応答の分子機構(吉田和哉、仲山英樹) 112
    5.1 はじめに 112
    5.2 植物細胞の塩ストレス応答機構 112
    5.3 ナトリウムイオンストレス 115
    5.4 植物のカリウム/ナトリウムイオン輸送を担う分子群 116
    5.5 HKTファミリーとHAKファミリーのカリウムイオン輸送能 117
    5.6 環境ストレス応答のライフサーベイヤ解析に適したモデル細胞 120
    5.7 おわりに 121
   6. 酵母細胞内シグナル定量解析の創薬への応用(石井純、近藤昭彦) 124
    6.1 はじめに 124
    6.2 コンビナトリアル・バイオエンジニアリングによるリード化合物探索 125
    6.3 リガンド表層ディスプレイによる検出システム 127
    6.4 酵母シグナル伝達を利用したGPCRアッセイのための蛍光検出系 129
    6.5 酵母でシグナル伝達を可能とするヒトGPCR発現 131
    6.6 おわりに 133
   7. 細胞内遺伝子発現検出用の蛍光バイオプローブの設計と合成(阿部洋、古川和寛、常田聡、伊藤嘉浩) 135
    7.1 はじめに 135
    7.2 蛍光性バイオプローブを用いた細胞内イメージング 136
     7.2.1 蛍光性核酸プローブの設計と合成 136
     7.2.2 細胞内遺伝子検出(Fluorescence In situ hybridization、FISH法) 137
     7.2.3 生細胞内遺伝子検出 137
    7.3 既法の問題点 141
    7.4 これから細胞内検出への展開が期待される検出法 143
     7.4.1 RNAアプタマーと蛍光物質の反応を利用した検出 143
     7.4.2 コンフォメーション変化を利用した蛍光発生システム 143
     7.4.3 量子ドットを用いた検出系 144
    7.5 今後の展開 145
第4章 細胞間ネットワークシグナルの解析
   1. 細胞間ネットワークシグナルの解析概論(民谷栄一) 147
   2. 細胞チップを用いた遺伝子/シグナル分子解析(山村昌平、斉藤真人、民谷栄一) 150
    2.1 はじめに 150
    2.2 細胞機能解析を目指したチップデバイス 151
     2.2.1 マイクロアレイチップを用いた遺伝子解析システム 151
     2.2.2 細胞チップを用いた細胞シグナル解析 156
    2.3 まとめ 161
   3. 細胞の磁気ラベル・磁気誘導を用いた組織構築(本多裕之、井藤彰、清水一憲、伊野浩介) 164
    3.1 はじめに 164
    3.2 機能性磁性微粒子 165
    3.3 心筋組織の構築 166
    3.4 間葉系幹細胞を用いた骨組織の構築 168
    3.5 毛細血管を含む三次元組織の構築 170
    3.6 三次元担体への高密度細胞播種法の開発(Mag-seeding) 172
    3.7 おわりに 173
   4. 集積化電極による細胞間シグナル計測と解析(神保泰彦) 175
    4.1 ニューロンのネットワーク 175
    4.2 神経系の信号とその計測 175
    4.3 集積化電極 177
    4.4 多点電気刺激 177
    4.5 神経回路活動の計測 181
    4.6 神経回路活動の解析 183
    4.7 神経回路・単一細胞同時計測に向けて 185
   5. 細胞シグナル解析用MEMSチップ(小西聡) 188
    5.1 はじめに 188
    5.2 細胞の電気的シグナル解析 190
    5.3 細胞シグナル解析用デバイスの研究開発動向 192
    5.4 細胞シグナル解析用MEMSチップ:MCA(Micro Channel Array)の研究 193
     5.4.1 設計 194
     5.4.2 製作 195
     5.4.3 評価 196
    5.5 おわりに 198
第5章 ライフサーベイヤをめざしたデジタル精密計測技術の開発
   1. ライフサーベイヤをめざしたデジタル精密計測技術の開発概論(植田充美) 200
    1.1 デジタル精密計測技術の開発 200
    1.2 デジタル精密計測技術開発の展開 201
   2. 核酸のデジタル解析に向けての技術開発(神原秀記) 203
    2.1 はじめに 203
    2.2 DNA塩基配列決定方法 204
     2.2.1 ゲル電気泳動を用いた方法 204
     2.2.2 段階的な相補鎖合成反応を用いた方法 207
    2.3 DNAのデジタル計測 212
     2.3.1 デジタル計測に用いられるDNA配列解析技術 212
     2.3.2 デジタル計測に用いられるDNA試料調製技術 214
    2.4 1細胞中の全mRNA定量解析を目指したDNAデジタル解析へ向けて 215
    2.5 おわりに 216
   3. バイオナノ磁性ビーズの生体分子計測への応用(竹山春子、松永是) 218
    3.1 はじめに 218
    3.2 市販されている磁性ビーズの現状 218
    3.3 新規磁性ビーズの開発状況 220
     3.3.1 金被覆による機能性磁性ビーズの作製 220
     3.3.2 量子ドットとの複合化による蛍光コード磁性ビーズの作製 220
    3.4 バイオナノ磁性ビーズの創製 222
    3.5 バイオナノ磁性ビーズを用いた生体分子計測 224
     3.5.1 DNA-バイオナノ磁性ビーズ 224
     3.5.2 抗体-バイオナノ磁性ビーズ 225
     3.5.3 受容体-バイオナノ磁性ビーズ 226
     3.5.4 酵素-バイオナノ磁性ビーズ 226
    3.6 バイオナノ磁性ビーズを用いた全自動計測ロボット 227
    3.7 おわりに 228
   4. 細胞操作のデバイスとマイクロシステム(珠玖仁、末永智一) 230
    4.1 はじめに 230
    4.2 プローブ(探針)を用いた細胞分析マイクロシステム 231
    4.3 生殖工学に資する細胞分析デバイス 234
    4.4 単一細胞からのRNA採集 235
    4.5 おわりに 237
   5. 生体材料プローブを利用した特定RNA検出法の開発(遠藤玉樹、小畠英理) 240
    5.1 はじめに 240
    5.2 光シグナルを用いた細胞内バイオイメージング 241
    5.3 RNA検出のための遺伝子組換えタンパク質プローブの設計 241
     5.3.1 細胞内バイオイメージングを可能にするFRETタンパク質プローブ 242
     5.3.2 ペプチド-RNA間相互作用とinduced fitによる構造変化 242
     5.3.3 RNA検出のための分子内FRETタンパク質プローブ 244
    5.4 分子内FRETタンパク質プローブによるRNAの検出 244
     5.4.1 RNAとの結合確認 244
     5.4.2 RNAへの結合によるFRETシグナル変化 246
     5.4.3 細胞内におけるRNAの検出 247
    5.5 任意配列RNAを検出するためのsplit-RNAプローブの設計 248
    5.6 任意配列を有するRNAの検出 249
     5.6.1 hybridized complexの添加に伴うFRETシグナル変化 250
     5.6.2 特定RNAのホモジニアスアッセイ 250
    5.7 おわりに 252
   6. 細胞丸ごとRNA解析に向けたバイオインフォマティクス技術(秋山泰) 254
    6.1 はじめに 254
    6.2 細胞丸ごとRNA解析で必要となる情報処理の流れ 255
    6.3 データの一括処理を支援するソフトウェアの開発 257
    6.4 既知の発現プロファイル情報との比較 260
    6.5 おわりに 264
第6章 ライフサーベイヤの研究展開と展望(松永是、新垣篤史)
   1. ポストゲノムへのアプローチ 267
   2. 網羅的手法による細胞解析-磁性細菌を例に- 268
   3. 一細胞情報の丸ごと解析に向けて 269
   4. ライフサーベイヤに期待する 271
第1章 ライフサーベイヤとは(神原秀記)
   1. はじめに 1
   2. ライフサーベイヤとは 1
2.

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神原秀記, 松永是, 植田充美監修
出版情報: 東京 : シーエムシー出版, 2010.3  viii, 286p ; 27cm
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第1章 細胞機能解析を目指した分子ツールの構築
 1. 生体シグナル解析用分子ツールの構築(石田善行,王子田彰夫,浜地格) 1
   1.1 はじめに 1
   1.2 ハイパーリン酸化タンパク質の選択的蛍光検出 2
   1.3 ATPセンサー 4
   1.4 おわりに 7
 2. 生体シグナル解析用の機能性核酸センサーの定量的デザイン(中野修一,杉本直己) 9
   2.1 はじめに 9
   2.2 ハイブリダイゼーションを利用したRNA発現の解析 10
   2.3 生体シグナル検出のためのモデル実験系の必要性 11
   2.4 分子クラウディング環境における核酸のハイブリダイゼーション 12
   2.5 分子クラウディング環境における核酸のフォールディング 13
   2.6 展望 14
 3. タンパク質・細胞分析用デザインペプチドチップ(臼井健二,菊池卓哉,三原久和) 17
   3.1 デザインペプチドを用いたプロテインチップと細胞チップ 17
   3.2 タンパク質機能解析用チップへ向けた設計ペプチドアレイの構築 19
   3.3 タンパク質機能解析用プロテインチップの応用例 20
   3.4 細胞の生理的活動解析用チップに向けて 21
   3.5 シングルセル観察による細胞の生理的活動解析用チップに向けて 22
   3.6 おわりに 23
 4. 細胞内可視化・ハイスループット検出系創出のための効率的細胞導入法(二木史朗) 25
   4.1 はじめに 25
   4.2 ピレンブチレート存在下にアルギニンペプチドベクターを利用する導入法 26
   4.3 pH感受性膜融合ペプチドとカチオン性リポソームを併用する方法 28
 5. 生体分子の高次デジタル計測を実現する光機能性プローブの開発とその応用(浦野泰照) 31
   5.1 はじめに 31
   5.2 分子内光誘起電子移動に基づく蛍光プローブの論理的精密設計法の確立 32
   5.3 各種活性酸素種(ROS),および関連酵素活性の選択的検出を可能とする蛍光プローブの論理的開発 33
   5.4 TokyoGreen骨格の創製に基づく,各種加水分解酵素・反応可視化蛍光プローブの開発 36
   5.5 今後の展望 38
 6. 生体分子と生理機能を可視化するタンパク質再構成法(小澤岳昌) 40
   6.1 はじめに 40
   6.2 タンパク質再構成法の原理と再構成可能な蛍光タンパク質の種類 40
   6.3 蛍光タンパク質再構成法の応用例 42
   6.4 発光タンパク質再構成法とその応用例 45
   6.5 プロテアーゼ活性検出プローブ 47
   6.6 まとめ 47
 7. 多機能ケージド化合物の開発(古田寿昭) 49
   7.1 ケージド化合物とは 49
   7.2 光分解性保護基について 49
   7.3 機能性ケージド化合物の設計と合成 50
   7.4 今後の展開 53
 8. 機能性MRIプローブのデザイン・合成によるin vivoイメージングツール(菊地和也,水上進) 56
   8.1 はじめに 56
   8.2 19F MRIを用いた酵素反応の検出 56
    8.2.1 MRIによる酵素活性の可視化 57
    8.2.2 加水分解酵素活性の19F MRI検出の原理 58
    8.2.3 カスパーゼ-3活性を検出する19F MRIプローブの開発 59
   8.3 おわりに 60
 9. Dual FRET法を利用した複数の生理機能イメージング(永井健治) 61
   9.1 はじめに 61
   9.2 原理 61
   9.3 準備 63
    9.3.1 観察試料 63
    9.3.2 顕微観察システム 63
   9.4 プロトコール 64
    9.4.1 参照蛍光スペクトルデータの取得 64
    9.4.2 Dual FRET観察 64
    9.4.3 蛍光の分離 64
    9.4.4 実験例 69
   9.5 おわりに 69
第2章 シングルセル解析技術を用いた細胞シグナル研究
 1. 集積型細胞チップを用いた単一細胞シグナル解析(山村昌平,八代聖基,Sathuluri Ramachandra Rao,片岡正俊,民谷栄一) 70
   1.1 はじめに 70
   1.2 単一細胞の機能解析を目指したマイクロチップデバイス 71
    1.2.1 集積型一細胞アレイチップを用いた単一細胞シグナル解析 71
    1.2.2 集積型細胞チップを用いた感染症診断システム 74
    1.2.3 マイクロ流路型細胞チップを用いた単一細胞機能解析システム 76
   1.3 まとめ 78
 2. 磁性ナノ微粒子を用いた細胞機能計測(本多裕之) 80
   2.1 はじめに 80
   2.2 液滴ハンドリング 80
    2.2.1 使用したPCRデバイス 81
    2.2.2 On-chip RT-PCR実験 82
   2.3 細胞アレイ 83
    2.3.1 モデルがん細胞と磁性微粒子 85
    2.3.2 3D培養でのがん細胞の挙動評価 85
    2.3.3 抗がん剤感受性評価 86
 3. 分化誘導細胞によって形成した神経回路の電気活動(神保泰彦,高山祐三) 88
   3.1 神経系の再生医療 88
   3.2 神経回路活動の計測 89
   3.3 分化誘導細胞の培養 90
   3.4 神経回路形成過程における自発電気活動 92
   3.5 分化誘導神経回路の伝達物質 93
   3.6 分化誘導細胞によって形成された神経回路 94
 4. 細胞操作・解析用MEMSデバイスの研究開発(殿村渉,小西聡) 95
   4.1 はじめに 95
   4.2 細胞ネットワークシグナル解析用マイクロチャンネルアレイ 96
    4.2.1 マイクロチャンネルアレイ構造 96
    4.2.2 設計・製作 97
    4.2.3 神経細胞ネットワーク形成とそのシグナル多点同時計測 98
   4.3 細胞群位置制御用マイクロチャンネルアレイ 99
    4.3.1 磁路一体化微小孔アレイ 99
    4.3.2 設計・製作 100
    4.3.3 細胞群・単一細胞の磁気による位置制御 100
   4.4 おわりに 101
 5. 電気化学計測技術を応用したシングルセル呼吸機能解析と応用(阿部宏之) 103
   5.1 はじめに 103
   5.2 マイクロ電極を用いた細胞呼吸測定装置 103
   5.3 単一受精卵の呼吸量測定 105
   5.4 呼吸測定による受精卵の品質評価 106
   5.5 呼吸測定システムの医療応用 107
   5.6 シングルセル呼吸測定と細胞間ネットワーク解析 108
   5.7 おわりに 110
 6. フェムトインジェクションを利用した多層化筋線維形成における細胞間ネットワーク解析(斉藤美佳子) 112
   6.1 はじめに 112
   6.2 マウスES細胞からの多層化筋線維の形成 112
   6.3 フェムトインジェクション法 115
   6.4 フェムトインジェクションを用いた多層化筋線維の細胞間連絡解析 116
   6.5 おわりに 118
 7. シングルセル解析のための2次元SPRイメージング技術の開発(鈴木正康) 119
   7.1 シングルセル解析のためのバイオセンシング技術 119
   7.2 シングルセル解析のための高解像度2次元SPRイメージングセンサ 119
   7.3 シングルセル解析のための高感度2次元SPR免疫センシング 121
   7.4 シングルセル応答の直接2次元SPRイメージング 122
   7.5 シングルセル総合解析のためのSPR・蛍光デュアルイメージング 124
   7.6 まとめ 125
 8. 骨格筋細胞分化における単一細胞からの分化シグナル伝達の解析(中村史) 127
   8.1 はじめに 127
   8.2 抗IGF-II抗体とIGF-IIの相互作用の力学的解析 128
   8.3 細胞表面IGF-IIの力学的検出 130
   8.4 分化誘導過程における細胞表面IGF-IIの推移 132
   8.5 おわりに 133
第3章 細胞内生体分子群の実測定量解析
 1. 機能発現タンパク質の網羅的実測定量に向けて(森坂裕信,原圭祐,植田充美) 134
   1.1 はじめに 134
   1.2 細胞操作の新技術 134
   1.3 プロテオーム解析システムの発展 135
   1.4 次世代プロテオーム解析システムの構築のために必要な技術要素 136
   1.5 新素材モノリスカラム 137
   1.6 シリカモノリスによるネイティブタンパク質分離 138
   1.7 今後の展開 140
 2. 変異タンパク質およびタンパク質ドメインを用いたshort RNAの回収,分離技術(三浦夏子,林絵理,植田充美) 142
   2.1 はじめに 142
   2.2 低分子ncRNAキャッチャーの構築とncRNAキャッチャーによる低分子RNAの吸着・解離 144
   2.3 HPLCを用いたRNAの分離・解析 146
   2.4 今後の展開 147
   2.5 おわりに 147
 3. 細胞模倣非対称2分子膜リポソームの構築(濵田勉,小松佑規,高木昌宏) 149
   3.1 はじめに(膜の非対称性) 149
   3.2 非対称2分子膜の作製 151
    3.2.1 実験材料 151
    3.2.2 W/O液滴の作製 151
    3.2.3 非対称2分子膜リポソームの作製および観察 152
    3.2.4 静置水和法による対称膜リポソームの作製 153
   3.3 非対称リポソームの解析 153
    3.3.1 液滴・リポソームのサイズ分布 153
    3.3.2 内外層膜の染色 154
    3.3.3 非対称2分子膜リポソームのドメイン構造 155
   3.4 おわりに 156
 4. フローサイトメトリーとGFPレポーターによるG蛋白質シグナルのシングルセル解析(石井純,田中勉,荻野千秋,近藤昭彦) 158
   4.1 はじめに 158
   4.2 緑色蛍光蛋白質(GFP)とフローサイトメーター 158
   4.3 G蛋白質共役型受容体(GPCR) 159
   4.4 酵母フェロモンシグナル伝達経路を利用したGFPレポーターによるGPCRアッセイ系 160
   4.5 FAR1遺伝子破壊株におけるシグナル伝達のフローサイトメトリー解析 161
   4.6 モデルGPCR発現系でのシグナル伝達のフローサイトメトリー解析 162
   4.7 セルソーターによるシグナル活性化細胞群と非活性化細胞群の分取および解析 163
   4.8 おわりに 165
 5. 代謝物情報のデータマイニング(馬場健史,福崎英一郎) 166
   5.1 はじめに 166
   5.2 多変量解析について 167
   5.3 機器分析データの変換について 167
   5.4 代謝物データベースについて 169
   5.5 GC/MSデータからの代謝物迅速簡易同定法について 170
   5.6 おわりに 173
 6. マイクロアレイとその応用(伊藤嘉浩) 175
   6.1 はじめに 175
   6.2 マイクロアレイ測定原理 175
    6.2.1 マイクロアレイ作製法 175
    6.2.2 検出法 176
    6.2.3 自動化システム 177
   6.3 マイクロアレイの種類 177
    6.3.1 分析用マイクロアレイ 178
    6.3.2 機能探索用マイクロアレイ 180
    6.3.3 リバース型 182
    6.3.4 マイクロアレイの複合化 182
   6.4 おわりに 182
 7. 蛍光相関分光法による単一細胞内生体分子の定量解析(佐々木章,金城政孝) 186
   7.1 はじめに 186
   7.2 蛍光相関分光法(FCS)の原理 186
    7.2.1 装置 186
    7.2.2 単一分子検出 187
    7.2.3 分子の運動と蛍光強度のゆらぎ 187
    7.2.4 FCSの解析方法 189
   7.3 単一細胞から抽出された生体分子の定量 190
   7.4 おわりに 192
 8. ナノLC/MSを用いた代謝物微量解析(和泉自泰,福崎英一郎) 194
   8.1 はじめに 194
   8.2 HPLCカラムのダウンサイジングとESI-MSにおける検出感度向上の原理 195
   8.3 ナノLC/MSシステム 196
   8.4 ナノLC/MSによる実用的代謝物プロファイリングへの応用 197
    8.4.1 植物ホルモン類の網羅的高感度定量分析 197
    8.4.2 高空間分解能でのファイトアレキシン定量分析 199
   8.5 おわりに 199
 9. タンパク質間相互作用検出法を用いたシグナル伝達分子リン酸化過程のイメージング(長棟輝行) 201
   9.1 はじめに 201
   9.2 FRET法を用いたタンパク質の均一系サンドイッチ免疫測定法の原理 201
   9.3 Enhanced FRET Immunoassay法の細胞内シグナル伝達分子タイムラプスイメージングへの応用 202
   9.4  おわりに 207
第4章 mRNAをターゲットとしたデジタル精密計測技術の開発
 1. 一細胞からのmRNAをデジタル計測するための要素技術開発(竹山春子,岡村好子,吉野知子,神原秀記) 208
   1.1 はじめに 208
   1.2 パイロシークエンスによる網羅的遺伝子発現解析へのアプローチ 209
    1.2.1 パイロシークエンスによるmRNA発現解析のための一分子PCR技術開発 209
    1.2.2 パイロシークエンスのための一分子PCR増幅 210
   1.3 パイロシークエンスで使用する酵素の集積化技術開発 211
    1.3.1 ピロリン酸検出に利用される酵素 212
    1.3.2 パイロシークエンスの要素技術 212
    1.3.3 バイオナノ磁性ビーズ上への酵素集積化 213
 2. Microcavity arrayを用いた細胞集積化技術とmRNA発現解析への応用(松永是,細川正人) 215
   2.1 はじめに 215
   2.2 これまでの細胞チップを用いた単一細胞マニピュレーションの研究例 215
   2.3 Microcavity arrayを用いた細胞集積化技術の開発 216
   2.4 Microcavity arrayを用いたon-chip FISH法による一細胞mRNA発現解析 218
   2.5 稀少細胞の検出・回収に向けたMicrocavity arrayの応用 220
   2.6 おわりに 221
 3. 単一細胞由来mRNA回収プローブの開発(珠玖仁,伊野浩介,末永智一) 223
   3.1 はじめに 223
   3.2 リング電極プローブによる電場破砕法 223
   3.3 マイクロ流体プローブによるmRNA定量解析 225
   3.4 レポーターシステムにおけるmRNAとタンパク質の発現定量 226
 4. アデノウイルスと人工ベクター間の細胞内DNA挙動ならびにmRNA発現量解析―人工遺伝子ベクターの改良に向けたアプローチ―(秋田英万) 229
   4.1 はじめに 229
   4.2 人工ベクター開発における細胞内動態解析の重要性 229
   4.3 アデノウイルスとの細胞内動態比較に基づく人工ベクターの律速段階の同定 231
   4.4 核移行後の発現効率差を生み出すメカニズムの解明 232
   4.5 核内動態制御の重要性を示す実例 233
   4.6 おわりに 234
 5. 修飾基質アナログを用いたポリメラーゼ反応系と遺伝子配列解析法(桒原正靖,梶山智晴) 236
   5.1 はじめに 236
   5.2 修飾基質アナログを用いたポリメラーゼ反応 236
   5.3 ピロシーケンシング法 238
    5.3.1 しくみと特長,従来法との比較 238
    5.3.2 修飾ヌクレオシド三リン酸(dATPαS,C7dATP) 239
   5.4 修飾基質アナログの化学構造とピロシーケンシングにおける特性 240
   5.5 おわりに 242
 6. 全mRNAおよびタンパク質の絶対量計測のための基盤技術開発(紀藤圭治) 244
   6.1 はじめに 244
   6.2 mRNAの絶対量計測 244
    6.2.1 GATC-PCR法 244
    6.2.2 絶対量計測の高精度化 245
    6.2.3 出芽酵母におけるトランスクリプトームの絶対量計測 246
   6.3 タンパク質の絶対量計測 247
    6.3.1 PCS-MS法 247
    6.3.2 出芽酵母を対象とした絶対量計測 248
   6.4 おわりに 248
 7. テーパー状流路を用いた単一細胞からの瞬間RNA抽出と解析研究(高村禅) 250
   7.1 はじめに 250
   7.2 単一細胞よりRNAを抽出し解析するための要素技術の開発 251
    7.2.1 一細胞の捕捉とリリース機構 251
    7.2.2 層流を使った細胞の瞬間破砕機構 252
    7.2.3 RNAのトラップと濃縮機構 253
    7.2.4 RNA検出機構 255
    7.2.5 一細胞mRNA解析用集積化チップの開発 257
   7.3 まとめ 257
 8. 人工核酸によるRNAの検出と精製(大槻高史,北松瑞生) 258
   8.1 はじめに 258
   8.2 RNAの検出と精製に用いられる人工核酸の構造と特徴 258
   8.3 PNAによるRNAの精製 259
   8.4 PNAアレイによるmiRNAの検出 261
   8.5 おわりに 261
 9. シミュレーテッドアニーリングによる多重プライマー配列デザイン法―細胞内mRNA絶対定量に向けて―(藤渕航) 265
   9.1 はじめに 265
   9.2 細胞解析とパイロシーケンサー 265
   9.3 高速・高性能プライマー設計システム 266
    9.3.1 候補配列の特異性高速検索 267
    9.3.2 プライマーのTm値の計算 268
    9.3.3 多重プライマーセット探索 269
   9.4 多重プライマーセットの(準)最適解探索結果 270
   9.5 RT-PCR実験によるプライマーの検証 271
   9.6 自動検索システム 272
   9.7 おわりに 272
 10. 1細胞分離技術を用いたがん特異的免疫細胞の遺伝子スクリーニング法の開発(秋山靖人,新垣篤史) 274
   10.1 研究の背景 274
   10.2 研究の目的 274
   10.3 研究の方法 274
    10.3.1 がん患者の免疫細胞由来の1細胞遺伝子解析の工程について 274
    10.3.2 がん抗原特異的なTまたはB細胞の検出 275
    10.3.3 1個の免疫細胞の捕獲およびTCR,抗体遺伝子の増幅・クローニング 276
   10.4 研究結果 277
    10.4.1 免疫細胞の染色とフローサイトメトリーでの検出および選別 277
    10.4.2 細胞アレイを用いたCTL細胞の1細胞レベルでの検出と遺伝子発現解析 278
    10.4.3 1個の免疫細胞の選別およびTCR,抗体遺伝子の増幅・クローニング 280
   10.5 考察 280
第5章 今後の展開(神原秀記,松永是,新垣篤史,植田充美)
 1. はじめに 283
 2. 波及するライフサーベイヤ研究成果 284
 3. 今後の展望 285
第1章 細胞機能解析を目指した分子ツールの構築
 1. 生体シグナル解析用分子ツールの構築(石田善行,王子田彰夫,浜地格) 1
   1.1 はじめに 1
3.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
目次DB
神原秀記, 松永是, 植田充美監修 = supervisor, Hideki Kambara, Tadashi Matsunaga, Mitsubayashi Ueda
出版情報: 東京 : シーエムシー出版, 2006.12  vii, 272p ; 27cm
所蔵情報: loading…
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第1章 ライフサーベイヤとは(神原秀記)
   1. はじめに 1
   2. ライフサーベイヤとは 1
   3. ライフサーベイヤに必要な技術 2
第2章 生体シグナル解析用分子材料群の創製
   1. 生体シグナル解析用分子材料概論(浜地格) 4
   2. シグナル解析用分子センサーの構築(王子田彰夫,浜地格) 9
    2.1 はじめに 9
    2.2 小分子型蛍光センサー 10
     2.2.1 カチオンセンシング 10
     2.2.2 アニオンセンシング 12
     2.2.3 ROS,NOのセンシング 15
    2.3 バイオセンサー 16
    2.4 おわりに 20
   3. シグナル解析を目指した機能性核酸の構築(杉本直己,三好大輔) 23
    3.1 はじめに 23
    3.2 核酸の構造多様性 24
     3.2.1 Watson-Crick塩基対からなる二重らせん構造 25
     3.2.2 非Watson-Crick塩基対を含む二重らせん構造 25
     3.2.3 三重らせん構造 27
     3.2.4 四重らせん構造 27
    3.3 核酸の機能と構造を左右する周辺環境 28
     3.3.1 カチオン 29
     3.3.2 pH 31
     3.3.3 分子クラウディング 31
    3.4 エネルギー・データベースを用いた機能性核酸の開発 32
     3.4.1 四重らせん構造と二重らせん構造に及ぼす分子クラウディングの効果を活用した核酸スイッチの開発 32
     3.4.2 パラレル型三重らせん構造を活用したpHセンサーの開発 34
    3.5 機能性核酸の新規設計方法の確立に向けて 36
   4. ペプチドチップテクノロジーによるシグナル解析(富崎欣也,三原久和) 38
    4.1 はじめに 38
    4.2 プロテインチップ概論 39
     4.2.1 標的タンパク質捕捉分子 39
     4.2.2 捕捉分子固定化のための表面化学 40
     4.2.3 高感度シグナル検出法 41
     4.2.4 データ解析法 41
    4.3 設計ペプチドを用いるチップテクノロジーの特長 42
    4.4 プロテインフィンガープリントテクノロジー 42
    4.5 ペプチドリガンドスクリーニング 44
    4.6 金の異常反射(AR)による設計ペプチドータンパク質間相互作用検出 47
    4.7 プロテインキナーゼ検出法 49
    4.8 おわりに 49
   5. 分子シャペロンとプレフォールディンを利用したシグナル解析用材料(養王田正文,金原数) 52
    5.1 分子シャペロン 52
    5.2 シャペロニン 54
    5.3 II型シャペロニンとプレフォルディン 55
     5.3.1 II型シャペロニン 55
     5.3.2 プレフォルディン 57
    5.4 ナノ粒子 59
    5.5 タンパク質とナノ粒子の複合化 59
    5.6 シャペロニンとナノ粒子の複合化 61
    5.7 ライフサーベイヤ開発に向けて 62
     5.7.1 プレフォルディンの利用 62
     5.7.2 シャペロニンを利用したセンシング材料の開発 63
第3章 細胞内生体分子群の動態シグナルの解析
   1. 細胞内生体分子群の動態シグナルの解析概論(植田充美) 66
    1.1 ポストゲノム研究の方向性 66
    1.2 動態シグナルの解析に向けて 66
   2. 細胞内情報伝達動態のオンライン定量解析に向けて(植田充美) 69
    2.1 はじめに 69
    2.2 生体分子群の動態解析 69
    2.3 革新的分離ナノ材料の登場 70
    2.4 網羅的動態定量へのHPLCの多次元化 74
    2.5 情報伝達分子の動態定量をめざした2次元HPLCの構築 76
    2.6 今後の課題 79
   3. メタボロミクスの可能性と技術的問題(福崎英一郎,馬場健史) 81
    3.1 はじめに 81
    3.2 メタボロミクスの分類 83
    3.3 メタボロミクスにおけるサンプリング,前処理 83
    3.4 メタボロミクスに用いる質量分析 85
    3.5 質量分析計を用いる場合の定量性について 86
    3.6 メタボロミクスに用いられる質量分析以外の分析手法 87
    3.7 メタボロミクスにおけるデータ解析 88
    3.8 メタボロミクスのツールとしての可能性 90
    3.9 おわりに 91
   4. 細胞・個体レベルでストレスをサーベイする(浦野泰照,高木昌宏) 94
    4.1 はじめに 94
    4.2 蛍光プローブ(小分子蛍光プローブ) 95
    4.3 PeTによる蛍光特性の制御 96
    4.4 フルオレセインを母核とする蛍光プローブの論理的なデザイン 96
    4.5 活性酸素種を種特異的に検出可能な蛍光プローブの論理的開発 98
     4.5.1 一重項酸素(102)蛍光プローブ(DPAX,DMAX) 98
     4.5.2 OHラジカルなどの高い活性を持つROSを特異的に検出可能な蛍光プローブ(HPF,APF) 99
     4.5.3 パーオキシナイトライト(ONOO-)などによるニトロ化ストレス検出蛍光プローブ(NiSPYs) 100
    4.6 蛍光タンパク質 102
    4.7 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET : Fluorescence Resonance Energy Transfer) 103
    4.8 カメレオン 103
    4.9 モデル生物としてのゼブラフィッシュ 104
    4.10 ゼブラフィッシュを用いた細胞内カルシウムイオンイメージング 105
     4.10.1 胞胚後期~原腸形成後期 105
     4.10.2 原腸形成後期~体節形成初期 106
     4.10.3 体節形成初期~中期 106
     4.10.4 体節形成中期~後期 107
     4.10.5 原基形成期 108
    4.11 形態形成異常と細胞内カルシウムイオン 109
    4.12 おわりに 110
   5. 植物細胞の環境ストレス応答の分子機構(吉田和哉,仲山英樹) 112
    5.1 はじめに 112
    5.2 植物細胞の塩ストレス応答機構 112
    5.3 ナトリウムイオンストレス 115
    5.4 植物のカリウム/ナトリウムイオン輸送を担う分子群 116
    5.5 HKTファミリーとHAKファミリーのカリウムイオン輸送能 117
    5.6 環境ストレス応答のライフサーベイヤ解析に適したモデル細胞 120
    5.7 おわりに 121
   6. 酵母細胞内シグナル定量解析の創薬への応用(石井純,近藤昭彦) 124
    6.1 はじめに 124
    6.2 コンビナトリアル・バイオエンジニアリングによるリード化合物探索 125
    6.3 リガンド表層ディスプレイによる検出システム 127
    6.4 酵母シグナル伝達を利用したGPCRアッセイのための蛍光検出系 129
    6.5 酵母でシグナル伝達を可能とするヒトGPCR発現 131
    6.6 おわりに 133
   7. 細胞内遺伝子発現検出用の蛍光バイオプローブの設計と合成(阿部洋,古川和寛,常田聡,伊藤嘉浩) 135
    7.1 はじめに 135
    7.2 蛍光性バイオプローブを用いた細胞内イメージング 136
     7.2.1 蛍光性核酸プローブの設計と合成 136
     7.2.2 細胞内遺伝子検出(Fluorescence In situ hybridization,FISH法) 137
     7.2.3 生細胞内遺伝子検出 137
    7.3 既法の問題点 141
    7.4 これから細胞内検出への展開が期待される検出法 143
     7.4.1 RNAアプタマーと蛍光物質の反応を利用した検出 143
     7.4.2 コンフォメーション変化を利用した蛍光発生システム 143
     7.4.3 量子ドットを用いた検出系 144
    7.5 今後の展開 145
第4章 細胞間ネットワークシグナルの解析
   1. 細胞間ネットワークシグナルの解析概論(民谷栄一) 147
   2. 細胞チップを用いた遺伝子/シグナル分子解析(山村昌平,斉藤真人,民谷栄一) 150
    2.1 はじめに 150
    2.2 細胞機能解析を目指したチップデバイス 151
     2.2.1 マイクロアレイチップを用いた遺伝子解析システム 151
     2.2.2 細胞チップを用いた細胞シグナル解析 156
    2.3 まとめ 161
   3. 細胞の磁気ラベル・磁気誘導を用いた組織構築(本多裕之,井藤彰,清水一憲,伊野浩介) 164
    3.1 はじめに 164
    3.2 機能性磁性微粒子 165
    3.3 心筋組織の構築 166
    3.4 間葉系幹細胞を用いた骨組織の構築 168
    3.5 毛細血管を含む三次元組織の構築 170
    3.6 三次元担体への高密度細胞播種法の開発(Mag-seeding) 172
    3.7 おわりに 173
   4. 集積化電極による細胞間シグナル計測と解析(神保泰彦) 175
    4.1 ニューロンのネットワーク 175
    4.2 神経系の信号とその計測 175
    4.3 集積化電極 177
    4.4 多点電気刺激 177
    4.5 神経回路活動の計測 181
    4.6 神経回路活動の解析 183
    4.7 神経回路・単一細胞同時計測に向けて 185
   5. 細胞シグナル解析用MEMSチップ(小西聡) 188
    5.1 はじめに 188
    5.2 細胞の電気的シグナル解析 190
    5.3 細胞シグナル解析用デバイスの研究開発動向 192
    5.4 細胞シグナル解析用MEMSチップ : MCA(Micro Channel Array)の研究 193
     5.4.1 設計 194
     5.4.2 製作 195
     5.4.3 評価 196
    5.5 おわりに 198
第5章 ライフサーベイヤをめざしたデジタル精密計測技術の開発
   1. ライフサーベイヤをめざしたデジタル精密計測技術の開発概論(植田充美) 200
    1.1 デジタル精密計測技術の開発 200
    1.2 デジタル精密計測技術開発の展開 201
   2. 核酸のデジタル解析に向けての技術開発(神原秀記) 203
    2.1 はじめに 203
    2.2 DNA塩基配列決定方法 204
     2.2.1 ゲル電気泳動を用いた方法 204
     2.2.2 段階的な相補鎖合成反応を用いた方法 207
    2.3 DNAのデジタル計測 212
     2.3.1 デジタル計測に用いられるDNA配列解析技術 212
     2.3.2 デジタル計測に用いられるDNA試料調製技術 214
    2.4 1細胞中の全mRNA定量解析を目指したDNAデジタル解析へ向けて 215
    2.5 おわりに 216
   3. バイオナノ磁性ビーズの生体分子計測への応用(竹山春子,松永是) 218
    3.1 はじめに 218
    3.2 市販されている磁性ビーズの現状 218
    3.3 新規磁性ビーズの開発状況 220
     3.3.1 金被覆による機能性磁性ビーズの作製 220
     3.3.2 量子ドットとの複合化による蛍光コード磁性ビーズの作製 220
    3.4 バイオナノ磁性ビーズの創製 222
    3.5 バイオナノ磁性ビーズを用いた生体分子計測 224
     3.5.1 DNA-バイオナノ磁性ビーズ 224
     3.5.2 抗体-バイオナノ磁性ビーズ 225
     3.5.3 受容体-バイオナノ磁性ビーズ 226
     3.5.4 酵素-バイオナノ磁性ビーズ 226
    3.6 バイオナノ磁性ビーズを用いた全自動計測ロボット 227
    3.7 おわりに 228
   4. 細胞操作のデバイスとマイクロシステム(珠玖仁,末永智一) 230
    4.1 はじめに 230
    4.2 プローブ(探針)を用いた細胞分析マイクロシステム 231
    4.3 生殖工学に資する細胞分析デバイス 234
    4.4 単一細胞からのRNA採集 235
    4.5 おわりに 237
   5. 生体材料プローブを利用した特定RNA検出法の開発(遠藤玉樹,小畠英理) 240
    5.1 はじめに 240
    5.2 光シグナルを用いた細胞内バイオイメージング 241
    5.3 RNA検出のための遺伝子組換えタンパク質プローブの設計 241
     5.3.1 細胞内バイオイメージングを可能にするFRETタンパク質プローブ 242
     5.3.2 ペプチド-RNA間相互作用とinduced fitによる構造変化 242
     5.3.3 RNA検出のための分子内FRETタンパク質プローブ 244
    5.4 分子内FRETタンパク質プローブによるRNAの検出 244
     5.4.1 RNAとの結合確認 244
     5.4.2 RNAへの結合によるFRETシグナル変化 246
     5.4.3 細胞内におけるRNAの検出 247
    5.5 任意配列RNAを検出するためのsplit-RNAプローブの設計 248
    5.6 任意配列を有するRNAの検出 249
     5.6.1 hybridized complexの添加に伴うFRETシグナル変化 250
     5.6.2 特定RNAのホモジニアスアッセイ 250
    5.7 おわりに 252
   6. 細胞丸ごとRNA解析に向けたバイオインフォマティクス技術(秋山泰) 254
    6.1 はじめに 254
    6.2 細胞丸ごとRNA解析で必要となる情報処理の流れ 255
    6.3 データの一括処理を支援するソフトウェアの開発 257
    6.4 既知の発現プロファイル情報との比較 260
    6.5 おわりに 264
第6章 ライフサーベイヤの研究展開と展望(松永是,新垣篤史)
   1. ポストゲノムへのアプローチ 267
   2. 網羅的手法による細胞解析―磁性細菌を例に― 268
   3. 一細胞情報の丸ごと解析に向けて 269
   4. ライフサーベイヤに期待する 271
第1章 ライフサーベイヤとは(神原秀記)
   1. はじめに 1
   2. ライフサーベイヤとは 1
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