生体の科学65巻2号

2014年04月発行

特集 細胞の少数性と多様性に挑む―シングルセルアナリシス

特集によせて

著者： 松田道行¹

所属機関： ¹京都大学大学院 医学研究科病態生物医学

ページ範囲：P.100 - P.100

　技術革新なくして生命科学の進展なし。本号では新しい技術分野としてシングルセルアナリシスを特集した。これまで，生命科学の多くの分野では培養細胞と遺伝子工学技術を駆使して研究が進められてきた。今，研究は次の段階へと進みつつある。すなわち，異なる細胞種が多数集まって構成する組織・生体において，それぞれの細胞種がどのように機能し，そして全体としての生命の働きを制御しているのかを探求することがテーマである。この目的のためには，多様な細胞が混在している組織で一つ一つの細胞の働きを研究していく必要がある。これがシングルセルアナリシスの一つの顔である。もう一つの顔は同一と定義されてきた細胞集団において，細胞の個性を見いだすという側面である。細胞集団の中に無限増殖するものと分化して増殖を停止するものがあるとする幹細胞の概念が最もわかりやすい一例であろう。

　本特集は，シングルセルアナリシスに対応する技術解説から始まっている。一つ一つの細胞を生きたまま解析する手段としては蛍光タンパク質を顕微鏡で観察することが最も簡便である。最近の蛍光タンパク質技術を使えば，単に解析するだけではなく，細胞を光操作することも可能となっている（松田らの項）。細胞機能を観察するFRETバイオセンサーを使うと，均一と思われている培養細胞集団においても細胞が様々な個性を見せ，お互いに情報交換していることがわかる（青木の項）。一方，NMRあるいは質量分析といった分子構造を解析する技術もシングルセルレベルの解像度を達成しつつあり，新しい発見が期待されている（高岡らの項）。また，シングルセルアナリシスとシングルセルマニピュレーションは表裏一体で進むべきものであり，そのためのデバイス開発（馬渡らの項），遺伝子組換え技術の開発（葛西らの項）も急速に進みつつある。シングルセルアナリシスにかかわる技術開発の中でおそらく最もインパクトが大きいことは1細胞レベルでの核酸シーケンス技術である。1細胞レベルでmRNA発現（山田らの項），ゲノムDNA（角田らの項），DNAメチル化解析（伊藤の項）などが次世代シーケンサーを使って達成されつつある。