「電気穿孔法」の版間の差分

電気穿孔法とは、電気パルスで細胞膜の透過性を上げることにより、DNAなどの分子を真核生物や原核生物の細胞に導入する方法である。高い導入効率が容易に得られるため、多くの種類の細胞に用いられる。培養細胞のみならず、マウスなどの胎仔に利用できる生体内電気穿孔法（in vivo electroporation）が確立され、遺伝子の解析が個体レベルで飛躍的に進んでいる。  

　電気穿孔の端緒は、1950年代に膜電位の測定法が研究されていた時期、あるレベル以上の電気パルスをランビエ絞輪に与えると膜電位が失われる発見に遡る&lt;ref name=ref1&gt;&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;。ほぼ10年後、強い電気パルスが大腸菌を殺し、菌からβ−ガラクトシダーゼを溶出させることが観察され、電気パルスは細胞膜を破壊できると考えられるようになった&lt;ref name=ref2&gt;&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;。その後、電気パルスで赤血球からヘモグロビンを溶出させる実験などが進み、適切な条件下では細胞膜は一度壊れた後でも機能を回復できることがわかった&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[3]。1977年には、電気パルスを与えた赤血球に外からスクロースなどを入れることに成功し、電気パルスは細胞膜に穴（pore）を空け、穴が閉じることにより元に戻るとの概念が登場した&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[4]。また、赤血球にDNAやRNAを入れる実験も行われた&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[5]。実際に細胞膜に穴が空いた像は、低浸透圧の条件下、赤血球を用いて電子顕微鏡で観察された&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[6]。しかし、等張液でも同様の穴が空くかには疑問が呈されている[7]。<br>　1982年、Neumannらは電気パルスを用い、培養細胞のマウスL細胞にチミジンキナーゼ遺伝子を導入することに成功した&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[8]。続いて、他の研究者が植物のプロトプラスト&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[9]や大腸菌&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[10] にも遺伝子導入できることを示した。初期には、温度や電圧、パルスの幅や回数に加え、減衰波や矩形波のパルスなどいろいろと試されたが、減衰波のパルスを生む装置は比較的簡単に作れることもあり、減衰波パルスが主流となった。ES細胞など培養細胞への遺伝子導入には、過去のデータが集積しているなどの理由で、減衰波パルスが用いられることが多い。<br>　しかし、減衰波パルスを用いる実験系で至適な遺伝子導入効率を得るためには、ある程度の細胞死を避けることはできない。一方、Takahashiらによりパルス幅の長い低電圧の矩形波を用いれば、細胞の高い生存率と遺伝子導入効率の両方を実現できることが示された&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[11]。この条件をMuramatsuらは応用し、ニワトリ胚に遺伝子導入できることを初めて示した&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[12]。さらに、ピンセット型の電極を用いることにより、子宮や卵黄囊の外側から電気パルスを与えることでマウス胎仔にも遺伝子導入できることが示された&lt;ref&gt;&lt;pubmed&gt; 13583250 &lt;/pubmed&gt;&lt;/ref&gt;[13, 14]。