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特集:医療応用へのバイオチップ最前線
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GENESHOTを用いたDNAマイクロアレイの製造とその医療応用
Manufacture and Medical Application of DNA Microarrays
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川瀬三雄(日本ガイシ(株) 商品開発センター ライフサイエンス担当部長)
通常,数千～数万の遺伝子をガラス基板上にスポッティングしたDNAマイクロアレイは,遺伝子の発現パターンを網羅的解析するには,もっとも効率的な測定ツールである。しかしながら,これまで,DNAマイクロアレイは,そのシグナル測定誤差が大きく,遺伝子研究の一次スクリーニング的な使い方しかできない,という評価を受けてきた。日本ガイシでは,機能性セラミックスの適用により開発されたDNAマイクロアレイ製造技術(GENESHOT)により,医療にも適用可能なレベルにまでシグナル再現性に優れた高品質DNAマイクロアレイの製造を可能にした。本稿では,その製造技術と同技術により製造されたDNAマイクロアレイの医療応用例について紹介する。
【目次】
1. GENESHOTの紹介
2. DNAマイクロアレイの受託製造事業
3. 製品品質
4. 医療応用
5. 今後の展望
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ダイヤモンド様炭素皮膜(DLC)技術を用いた臨床診断用DNAチップ
A DNA-chip for Clinical Diagnosis Using Diamond Like Carbon Coating Technology
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大場光芳(東洋鋼板(株) 技術研究所 研究員)
岡村浩(東洋鋼板(株) 技術研究所 主事)
丹花通文(東洋鋼板(株) 技術部 参事)
遺伝子の網羅的解析データが蓄積され,バイオインフォマティクスによって有用な情報が絞り込まれることにより,数百の遺伝子に絞り込んだ遺伝子診断が行われようとしている。東洋鋼鈑では,DLC技術を用いて量産化に対応した遺伝子検出用高感度基板を開発し,自動化装置と組み合わせて診断用途などへの展開を図っているので紹介する。
【目次】
1. はじめに
1.1 緒言
1.2 遺伝子検査について
1.3 ダイヤモンドライクカーボンにつてい
2. 実験方法
2.1 基板の作成
2.1.1 シリコン原板の加工
2.1.2 ジーンシリコンの方法
2.2 遺伝子検出用基板としての評価
2.2.1 オリゴヌクレオチド固定化試験
2.2.2 臨床診断用基板としての評価
3. 結果および考案
3.1 基板の作成
3.2 遺伝子検出用高感度基板としての評価結果
3.2.1 オリゴヌクレオチド固定化試験結果
3.2.2 臨床診断用基板としての評価結果
4. おわりに
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S-BIO® PrimeSurface®誰でもDNAアレイ-簡便に遺伝子研究可能なDNAアレイ実験キット-
Development of S-BIO® PrimeSurface® DNA Array:A Versatile Kit for Genetic Research
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藤本健太郎(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム 研究員)
矢ヶ部徹(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム 研究員)
藤原一彦(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム プロジェクトリーダー)
現在,多く研究機関などで網羅的DNAマイクロアレイ(カタログアレイ)を用いた遺伝子の発現解析など様々な研究が行われている。しかし,DNAマイクロアレイはそれ自身が高価である上に,データ解析するためには高価な専用機器も必要であるため,医学・生物学を専門とする研究者にとっては敷居の高いものである。そこで筆者らは,高価な設備を必要とせず,コストパフォーマンスに優れ,簡便にDNAアレイを作製,実験ができる「誰でもDNAアレイ」を2005年9月に上市した。本稿では,「誰でもDNAアレイ」の特徴と可能性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 「誰でもDNAアレイ」について
2.1 開発の経緯
2.2 スポット方法
2.3 無修飾オリゴDNAの固定化
2.4 可視化検出
2.5 適用例:微生物同定検査
2.6 製品形態および操作フロー
3. 「誰でもDNAアレイ」の可能性
4. おわりに
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24検体同時測定DNAアレイ
24 Samples Analyzable DNA Microarray
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小郷和彦(倉敷紡績(株) 新規事業開発部 主任部員)
100種類ぐらいに限定した「重要遺伝子」のみを低コストでDNA発現解析する場合,通常のDNAアレイ解析では多検体解析できない。一方,リアルタイムRT-PCRでの解析では一度に解析できる遺伝子数が数種類に限られるため,多数の遺伝子解析を行うことができない。筆者らは,この両方のニーズを満たすHTアレイシステムの実用化に成功したので簡単に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. アレイプラットフォーム仕様および特徴
3. DNAアレイ解析操作の流れ
4. DNAアレイの性能
4.1 同一基板内でのデータ再現性
4.2 基板間でのデータ再現性
4.3 ダイナミックレンジと定量性
4.4 2実験間の再現性
4.5 まとめ
5. 薬物動態評価用DNAアレイ
5.1 ラット用DNAアレイの搭載遺伝子
5.2 ラットでの薬物投与試験
5.3 Cyp遺伝子発現誘導解析
6. おわりに
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なんでも固定化バイオチップ
Everything Immobilizable Biochip
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伊藤嘉浩((独)理化学研究所 伊藤ナノ医工学研究室 主任研究員;(財)神奈川科学技術アカデミー 伊藤「再生医療バイオリアクター」プロジェクト プロジェクトリーダー)
大村馨(ヒラソルバイオ(株) 代表取締役)
光架橋反応で有機分子なら「なんでも」固定化できる方法を,マイクロアレイ・チップ作成に応用した。この方法により各種細胞,環境・食物アレルゲン,自己免疫疾患関連抗原を固定化することができ,血液中に存在する各々に対応する抗体量を測定できた。さらに,測定を完全に自動化して行える装置も開発した。また,SPRやQCM測定用のチップの固定化法にも利用できることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 光固定化法
3. 光固定化マイクロアレイの展開
3.1 細胞固定化マイクロアレイチップ
3.2 アレルゲン固定化マイクロアレイチップ
3.3 自己免疫疾患抗原マイクロアレイ
4. 研究用チップ
5. おわりに
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SPR用バイオチップ-SPRイメージング技術によるOn-chipリン酸化検出-
Biochip for SPR:Detection of On-chip Phosphorylation by SPR Imaging Techniques
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稲森和紀(東洋紡績(株) バイオフロンティアプロジェクト推進室)
京基樹(東洋紡績(株) バイオ開発部)
松川和樹(東洋紡績(株) バイオフロンティアプロジェクト推進室)
片山佳樹(九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 応化分子教室 教授)
表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance;SPR)をアレイ解析に応用したSPRイメージング技術は,ラベルフリーでリアルタイムに複数の相互作用を同時に観察できることから,優れたハイスループット解析手法の一つとして,近年様々な分野において応用展開されている。本稿では,On-chipでのリン酸化検出への応用例を中心にSPRイメージング技術を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. On-chipリン酸化検出への応用
3. ペブチドアレイの作製技術
4. On-chipリン酸化の検出手法
5. リン酸化効率の定量化
6. おわりに
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(株)協同インターナショナルのバイオMEMSファンドリー事業
Introduction to Kyodo Internationals BioMEMS Foundry Services
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池田謙伸((株)協同インターナショナル 代表取締役専務)
三田正弘((株)協同インターナショナル 電子製造技術部)
協同インターナショナルでは,自社の半導体試作ファンドリーサービスの異業種への展開を図るべく,マイクロ流体チップを始めとするバイオMEMSの受託製造を行い,現在ではバイオメディカル向けの加工や,ラボ向けの機器やソフトウェアの輸入販売まで事業が広がっている。本稿では,特にバイオMEMSファンドリーサービスを取り上げる。
【目次】
1. はじめに
2. 共同インターナショナルの特徴と強み
2.1 概要
2.2 MEMS共通要素技術サービス
2.3 MEMS個別要素技術サービス
2.3.1 マイクロ流体チップ製造
2.3.2 3D形状のフォトリソ加工
2.3.3 ナノインプリント・射出成型用のマスター/モールド製造
3. おわりに
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R&D
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ヒト型コラーゲンの量産化技術開発とその展開
Development of Mass Production Process Technology for Human Base Collagen and its Applications
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張紅((株)エーシーバイオテクノロジーズ 開発部 主任研究員)
佐藤雅司((株)エーシーバイオテクノロジーズ 開発部)
石塚保行((株)エーシーバイオテクノロジーズ 代表取締役)
従来バイオマテリアルとして広く利用されているコラーゲンは,再生医療やDDSなど新たな用途への応用が期待されている。しかし,近年のBSE問題が発端となり,動物由来原料の安全性や将来的な安定供給への関心が高まっている状況である。筆者らは,より安全かつ安定的な原料供給を可能とする,3次元細胞培養法によるヒト型コラーゲンの量産化を試みた。
【目次】
1. はじめに
2. ヒト型コラーゲン
3. 高密度培養技術によるヒト型コラーゲンの量産化
3.1 3次元高密度培養
3.2 無血清培養
3.3 量産化プロセス
4. 天然ソルブル型精製ヒトI型アテロコラーゲン
4.1 分子内架橋
4.2 均質性
4.3 コラーゲンとプロコラーゲン
5. 今後の課題
6. おわりに
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空中窒素固定機能を持つ藍藻とその応用展望
Development of Nitrogen-fixing Cyanobacteria
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吉村英尚(東邦大学 理学部 システム環境バイオロジー研究部門 講師)
得平茂樹(埼玉大学 理学部 分子生物学科)
大森正之(埼玉大学 理学部 教授)
光合成微生物である藍藻のなかには窒素固定能力を持つものがいる。特に乾燥耐性能力を持つ陸生ラン藻は荒廃土壌の修復や砂漠化防止といった環境改善に有効な生物である。本稿では,ラン藻の窒素固定能力や環境適応能力のひとつである乾燥耐性能力について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 窒素固定
3. 乾燥耐性機構
4. 産業への利用・応用
5. おわりに
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GENESHOTを用いたDNAマイクロアレイの製造とその医療応用
Manufacture and Medical Application of DNA Microarrays
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川瀬三雄(日本ガイシ(株) 商品開発センター ライフサイエンス担当部長)
通常,数千～数万の遺伝子をガラス基板上にスポッティングしたDNAマイクロアレイは,遺伝子の発現パターンを網羅的解析するには,もっとも効率的な測定ツールである。しかしながら,これまで,DNAマイクロアレイは,そのシグナル測定誤差が大きく,遺伝子研究の一次スクリーニング的な使い方しかできない,という評価を受けてきた。日本ガイシでは,機能性セラミックスの適用により開発されたDNAマイクロアレイ製造技術(GENESHOT)により,医療にも適用可能なレベルにまでシグナル再現性に優れた高品質DNAマイクロアレイの製造を可能にした。本稿では,その製造技術と同技術により製造されたDNAマイクロアレイの医療応用例について紹介する。
【目次】
1. GENESHOTの紹介
2. DNAマイクロアレイの受託製造事業
3. 製品品質
4. 医療応用
5. 今後の展望
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ダイヤモンド様炭素皮膜(DLC)技術を用いた臨床診断用DNAチップ
A DNA-chip for Clinical Diagnosis Using Diamond Like Carbon Coating Technology
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大場光芳(東洋鋼板(株) 技術研究所 研究員)
岡村浩(東洋鋼板(株) 技術研究所 主事)
丹花通文(東洋鋼板(株) 技術部 参事)
遺伝子の網羅的解析データが蓄積され,バイオインフォマティクスによって有用な情報が絞り込まれることにより,数百の遺伝子に絞り込んだ遺伝子診断が行われようとしている。東洋鋼鈑では,DLC技術を用いて量産化に対応した遺伝子検出用高感度基板を開発し,自動化装置と組み合わせて診断用途などへの展開を図っているので紹介する。
【目次】
1. はじめに
1.1 緒言
1.2 遺伝子検査について
1.3 ダイヤモンドライクカーボンにつてい
2. 実験方法
2.1 基板の作成
2.1.1 シリコン原板の加工
2.1.2 ジーンシリコンの方法
2.2 遺伝子検出用基板としての評価
2.2.1 オリゴヌクレオチド固定化試験
2.2.2 臨床診断用基板としての評価
3. 結果および考案
3.1 基板の作成
3.2 遺伝子検出用高感度基板としての評価結果
3.2.1 オリゴヌクレオチド固定化試験結果
3.2.2 臨床診断用基板としての評価結果
4. おわりに
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S-BIO® PrimeSurface®誰でもDNAアレイ-簡便に遺伝子研究可能なDNAアレイ実験キット-
Development of S-BIO® PrimeSurface® DNA Array:A Versatile Kit for Genetic Research
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藤本健太郎(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム 研究員)
矢ヶ部徹(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム 研究員)
藤原一彦(住友ベークライト(株) バイオ製品開発プロジェクトチーム プロジェクトリーダー)
現在,多く研究機関などで網羅的DNAマイクロアレイ(カタログアレイ)を用いた遺伝子の発現解析など様々な研究が行われている。しかし,DNAマイクロアレイはそれ自身が高価である上に,データ解析するためには高価な専用機器も必要であるため,医学・生物学を専門とする研究者にとっては敷居の高いものである。そこで筆者らは,高価な設備を必要とせず,コストパフォーマンスに優れ,簡便にDNAアレイを作製,実験ができる「誰でもDNAアレイ」を2005年9月に上市した。本稿では,「誰でもDNAアレイ」の特徴と可能性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 「誰でもDNAアレイ」について
2.1 開発の経緯
2.2 スポット方法
2.3 無修飾オリゴDNAの固定化
2.4 可視化検出
2.5 適用例:微生物同定検査
2.6 製品形態および操作フロー
3. 「誰でもDNAアレイ」の可能性
4. おわりに
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24検体同時測定DNAアレイ
24 Samples Analyzable DNA Microarray
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小郷和彦(倉敷紡績(株) 新規事業開発部 主任部員)
100種類ぐらいに限定した「重要遺伝子」のみを低コストでDNA発現解析する場合,通常のDNAアレイ解析では多検体解析できない。一方,リアルタイムRT-PCRでの解析では一度に解析できる遺伝子数が数種類に限られるため,多数の遺伝子解析を行うことができない。筆者らは,この両方のニーズを満たすHTアレイシステムの実用化に成功したので簡単に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. アレイプラットフォーム仕様および特徴
3. DNAアレイ解析操作の流れ
4. DNAアレイの性能
4.1 同一基板内でのデータ再現性
4.2 基板間でのデータ再現性
4.3 ダイナミックレンジと定量性
4.4 2実験間の再現性
4.5 まとめ
5. 薬物動態評価用DNAアレイ
5.1 ラット用DNAアレイの搭載遺伝子
5.2 ラットでの薬物投与試験
5.3 Cyp遺伝子発現誘導解析
6. おわりに
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なんでも固定化バイオチップ
Everything Immobilizable Biochip
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伊藤嘉浩((独)理化学研究所 伊藤ナノ医工学研究室 主任研究員;(財)神奈川科学技術アカデミー 伊藤「再生医療バイオリアクター」プロジェクト プロジェクトリーダー)
大村馨(ヒラソルバイオ(株) 代表取締役)
光架橋反応で有機分子なら「なんでも」固定化できる方法を,マイクロアレイ・チップ作成に応用した。この方法により各種細胞,環境・食物アレルゲン,自己免疫疾患関連抗原を固定化することができ,血液中に存在する各々に対応する抗体量を測定できた。さらに,測定を完全に自動化して行える装置も開発した。また,SPRやQCM測定用のチップの固定化法にも利用できることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 光固定化法
3. 光固定化マイクロアレイの展開
3.1 細胞固定化マイクロアレイチップ
3.2 アレルゲン固定化マイクロアレイチップ
3.3 自己免疫疾患抗原マイクロアレイ
4. 研究用チップ
5. おわりに
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SPR用バイオチップ-SPRイメージング技術によるOn-chipリン酸化検出-
Biochip for SPR:Detection of On-chip Phosphorylation by SPR Imaging Techniques
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稲森和紀(東洋紡績(株) バイオフロンティアプロジェクト推進室)
京基樹(東洋紡績(株) バイオ開発部)
松川和樹(東洋紡績(株) バイオフロンティアプロジェクト推進室)
片山佳樹(九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 応化分子教室 教授)
表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance;SPR)をアレイ解析に応用したSPRイメージング技術は,ラベルフリーでリアルタイムに複数の相互作用を同時に観察できることから,優れたハイスループット解析手法の一つとして,近年様々な分野において応用展開されている。本稿では,On-chipでのリン酸化検出への応用例を中心にSPRイメージング技術を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. On-chipリン酸化検出への応用
3. ペブチドアレイの作製技術
4. On-chipリン酸化の検出手法
5. リン酸化効率の定量化
6. おわりに
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(株)協同インターナショナルのバイオMEMSファンドリー事業
Introduction to Kyodo Internationals BioMEMS Foundry Services
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池田謙伸((株)協同インターナショナル 代表取締役専務)
三田正弘((株)協同インターナショナル 電子製造技術部)
協同インターナショナルでは,自社の半導体試作ファンドリーサービスの異業種への展開を図るべく,マイクロ流体チップを始めとするバイオMEMSの受託製造を行い,現在ではバイオメディカル向けの加工や,ラボ向けの機器やソフトウェアの輸入販売まで事業が広がっている。本稿では,特にバイオMEMSファンドリーサービスを取り上げる。
【目次】
1. はじめに
2. 共同インターナショナルの特徴と強み
2.1 概要
2.2 MEMS共通要素技術サービス
2.3 MEMS個別要素技術サービス
2.3.1 マイクロ流体チップ製造
2.3.2 3D形状のフォトリソ加工
2.3.3 ナノインプリント・射出成型用のマスター/モールド製造
3. おわりに
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R&D
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ヒト型コラーゲンの量産化技術開発とその展開
Development of Mass Production Process Technology for Human Base Collagen and its Applications
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張紅((株)エーシーバイオテクノロジーズ 開発部 主任研究員)
佐藤雅司((株)エーシーバイオテクノロジーズ 開発部)
石塚保行((株)エーシーバイオテクノロジーズ 代表取締役)
従来バイオマテリアルとして広く利用されているコラーゲンは,再生医療やDDSなど新たな用途への応用が期待されている。しかし,近年のBSE問題が発端となり,動物由来原料の安全性や将来的な安定供給への関心が高まっている状況である。筆者らは,より安全かつ安定的な原料供給を可能とする,3次元細胞培養法によるヒト型コラーゲンの量産化を試みた。
【目次】
1. はじめに
2. ヒト型コラーゲン
3. 高密度培養技術によるヒト型コラーゲンの量産化
3.1 3次元高密度培養
3.2 無血清培養
3.3 量産化プロセス
4. 天然ソルブル型精製ヒトI型アテロコラーゲン
4.1 分子内架橋
4.2 均質性
4.3 コラーゲンとプロコラーゲン
5. 今後の課題
6. おわりに
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空中窒素固定機能を持つ藍藻とその応用展望
Development of Nitrogen-fixing Cyanobacteria
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吉村英尚(東邦大学 理学部 システム環境バイオロジー研究部門 講師)
得平茂樹(埼玉大学 理学部 分子生物学科)
大森正之(埼玉大学 理学部 教授)
光合成微生物である藍藻のなかには窒素固定能力を持つものがいる。特に乾燥耐性能力を持つ陸生ラン藻は荒廃土壌の修復や砂漠化防止といった環境改善に有効な生物である。本稿では,ラン藻の窒素固定能力や環境適応能力のひとつである乾燥耐性能力について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 窒素固定
3. 乾燥耐性機構
4. 産業への利用・応用
5. おわりに
バイオチップの基礎と応用原理から最新の研究・開発動向まで
価格(税込)： 8,800 円
マイクロアレイ・バイオチップの最新技術
価格(税込)： 71,500 円
