研究者らが幅広い応用が期待される自動胚注入技術を発表

ミネソタ大学ツインシティ校の研究者たちは、遺伝学研究の過程を構成する2種類の生物への複雑なマイクロインジェクション手順を機械学習によって自動化する人工 ロボット 。このロボットは大量生産が可能になったことで、ショウジョウバエや魚の幼生など、十分な細胞構造を持つ生物の操作にこの自動化コンポーネントを使用できるようになりました。この装置は、手作業では効率が悪かった大規模な遺伝子アッセイを、手作業から自動化に容易に置き換えることで、研究室の時間と費用の負担を軽減します。

遺伝子操作の自動化

この研究論文「カメラビジョン誘導型胚マイクロインジェクション装​​置による多相生物のハイスループット遺伝子操作」は、オンラインジャーナル「GENETICS」2024年4月号の表紙を飾っています。ミネアポリス大学の機械工学dentあるアレグリア・アンドリュー氏とジョシ・アメイ氏が研究を実施し、質疑応答を行いました。同社内に設立された商業化チームは、ミネソタ州のスタートアップ企業であるオブジェクティブ・バイオテクノロジー社を通じて、この技術を幅広い応用に向けて販売することに注力しています。

マイクロインジェクションとは、非常に細いピペットを用いて特定の物質を細胞や組織に注入する手法です。注入する物質は細胞、遺伝物質、その他あらゆるものが対象となります。科学者たちは現在、髪の毛ほどの太さよりも細い胚を認識できるロボットを開発しました。検出が完了すると、機械は経路を作成し、プロセス全体を制御します。このように、ロボットは医療分野を支援しています。

「これらの自動注入は、より信頼性が高く効率的な手動注入に取って代わりました」と、ミネソタ大学機械工学教授で本研究の筆頭著者であるスハサ・コダンダラマイア氏は述べています。研究分野におけるこのような変化は、個々の研究室レベルで新たな実験を行うことを可能にしますが、これはこの種の技術なしには不可能でした。」通常、マイクロインジェクションの実施は資格を有する技術者の責任ですが、多くの研究室ではそのような設備が整っていません。この革新的な技術は、実験前の手順の可能性を広げると同時に、その時間を短縮し、関連費用を削減する可能性があります。

「これは、こうした新しいツールの宝庫である遺伝学にとって、非常に刺激的な成果です。」また、遺伝暗号の秘密をさらに深く理解し、解き明かす絶好の機会でもあります。近年、DNAの書き込みと読み取り技術は大きく進歩しましたが、本研究の共著者であり、ミネソタ大学ゲノミクスセンターのイノベーションラボおよび遺伝学・細胞生物学・発達学科の助教授であるダリル・ゴール氏は、私たちの技術とDNAシーケンシング能力を組み合わせることで、大規模な遺伝子実験を実施できる生物の範囲を広げることができると述べています。

多面的なアプリケーション

この技術は、遺伝子実験のツールとしてだけでなく、凍結保存によって多くの種の絶滅を防ぐための補助手段としても利用できる。凍結保存は、超低温冷凍の過程でその有効性が実証されている手法である。「この ロボット ナノ粒子を細胞や組織に注入することで、それらを保存し、解凍時に回収することが可能です」とコダンダラマイア氏は説明した。

さらに、他のチームメンバーからは、先端技術のさらなる応用に関するアイデアがいくつか提案され、さらなる貢献が期待されます。この技術を用いることで、体外受精によって胚を1個ずつ移植し、合併症のリスクを低減することが可能となり、技術的可能性はさらに高まる可能性があります。この技術は、本論文の共著者であり、ミネソタ大学バイオセンシング・バイオロボティクス研究所の機械工学大学院研究助手であるアンドリュー・アレグリア氏のリーダーシップの下、実現しました。

共同創設者以外にも、チームにはミネソタ大学理学部工学部およびゲノミクスセンターのイノベーションラボの大学研究者が参加しました。前回の大会では、私たちのチームが しました 。イベント参加者は、ビジネスとマーケティングに関する教育を受けるとともに、医療およびライフサイエンス分野における既存企業と将来の企業の功績を祝う機会を得ることができます。