検索あなたには「このページの編集」を行う権限がありません。このページのソースの閲覧やコピーができます。遺伝子を培養細胞に導入し、細胞機能を変化させる研究は半世紀以上前から行われているが、近年、ウイルスベクターの開発が進み、極めて効率的な遺伝子導入が生体動物においても可能になった。CRISPR/Cas9技術の発見は、遺伝子導入によるゲノム編集を可能にし、遺伝子導入を用いた研究の幅が大きく広がりつつある。物理化学的、あるいは生物学的手法を用いて[[遺伝子]]を細胞の外から中へ入れること。細胞の中に入った遺伝子が[[RNA]]の場合は[[細胞質]]で[[タンパク質]]へ翻訳されたり、[[mRNA]]と相補的に結合して翻訳を阻害したりして、細胞機能に影響を及ぼす。導入された遺伝子が[[DNA]]の場合は核内へと移行し、そのまま、あるいは細胞の染色体に組み込まれたのちmRNAへと転写される。1980年代から90年代にかけて、多くの遺伝子がクローニングされた。神経科学領域では[[電位依存性イオンチャネル]]、[[アセチルコリン受容体]]、[[グルタミン酸受容体]]、[[GABA受容体]]、[[グリシン受容体]]など、重要な[[膜タンパク質]][[イオンチャネル]]や[[神経伝達物質]][[受容体]]の[[遺伝子クローニング]]の報告が相次いだ。これら膜タンパク質のmRNAやcDNAを、それぞれ[[アフリカツメガエル]]やHEK293細胞などの[[培養細胞]]に導入すると、[[転写]][[翻訳]]されてタンパク質が発現する。遺伝子が導入されていない細胞をコントロールとして、遺伝子導入した細胞を様々なアプローチで解析することにより、発現タンパク質の性質や機能が解析された。野生型のcDNAを導入することに加えて、様々な場所に[[変異]]を導入した遺伝子を導入し、発現したミュータントを野生型と比較することで、変異部位が果たす役割を解析することができる。疾患の原因遺伝子に見られる変異を導入したミュータントを発現・解析することで、その変異と疾患の関連を調べることが可能となる。遺伝子の過剰発現は遺伝子治療の基礎研究や臨床応用にも用いられる。[[リソソーム#リソソーム病|ムコ多糖代謝異常症]]ではリソソーム内の[[加水分解酵素]]の先天的欠損や機能障害により、[[リソソーム]]内に[[ムコ多糖]]の一種であるグリコサミノグリカンが蓄積し多様な症状を示す。29295764</pubmed></ref>。[[パーキンソン病]]では[[黒質緻密部]]の[[ドーパミン]]作動性ニューロンが変性脱落し、[[大脳基底核]]の機能不全となり、運動障害をはじめ様々な症状が引き起こされる。</pubmed></ref>。RNA]]([[siRNA]])の導入・発現によって、細胞の遺伝子発現抑制が可能となる。[[DNA]]の標的部位と相補的な配列をもつ[[ガイドRNA]]と、ガイドRNAに結合し二本鎖DNAを切断する[[ヌクレアーぜ]]、[[Cas9]]を発現する遺伝子を導入することで、任意のゲノム領域の編集([[ノックアウト]]や[[ノックイン]]など)が可能となる。3670292</pubmed></ref>。沈殿した複合体は[[エンドサイトーシス]]により細胞内に取り込まれて核に運ばれる。リン酸カルシウムはDNAが細胞表面に結合するのを促進する働きがある。安価で簡便であるが、リン酸緩衝液のpH値が最適値からわずかにずれるだけで導入効率が著しく低下することが欠点である。</pubmed></ref>。複合体(リポプレックス)は、負に荷電したDNAを正に電荷したリポソームが取り囲み、全体として正に荷電しているため、負に荷電した細胞表面に容易に結合し、エンドサイトーシスによって取り込まれる。細胞と[[プラスミドDNA]]の懸濁液に電気パルスをかけることで[[細胞膜]]に微小な穴を一過性にあけ、DNAを細胞内部に送り込む方法。浮遊細胞や接着細胞だけでなく、[[子宮]]内胎仔脳への遺伝子導入にも用いられる。遺伝子導入効率は高く、他の遺伝子導入法に比べて簡単であるが、専用の器械を必要とする。''詳細は[[電気穿孔法]]の項目参照。DNAやRNAを細胞に注入する方法。DNAやRNAを注入したマイクロ[[マニピュレータ]]を、顕微鏡下で操作して細胞に差し込み微量注入する。不均一な細胞集団でも特定の細胞を選別しながら、一つ一つ確実に注入することができ,発現効率も良いが、一度に多数の細胞に対しては行えず、また専用の機器と、ある程度の練習が必要である。1422046</pubmed></ref>。ガス圧や射出口と試料の距離を変えることで、金属微粒子の射出強度を調節することができ、培養細胞、[[スライス培養]]標本や動植物個体へ打ち込むことが可能である。簡便な方法であるが、機材が高価でランニングコストもかかるという欠点がある。10μmの超音波造影剤(マイクロバブル)へ超音波を照射することでバブルの圧壊(キャビテーション)が誘導される。126:1039-45:2006.</ref>。標的部位を正確に制御することが可能で、[[電気穿孔法]]よりも組織へのダメージが少ない。完全に確立された手法はなく、試行錯誤が必要である。関与する遺伝子領域および、カプシドなどの構造タンパク質のコード領域はもたず、代わりに目的とする外来遺伝子が組み込まれている。細胞に吸着して外来遺伝子を細胞内に送り込むが、ウイルス粒子の複製・増殖能はない(癌の遺伝子治療においては、複製・増殖能を保持したまま弱毒化したウイルスも使われている)。[[アデノウイルスベクター|アデノウイルス]]、[[レトロウイルスベクター|レトロウイルス]]、[[レンチウイルスベクター|レンチウイルス]]、[[狂犬病ウイルスベクター|狂犬病ウイルス]]、[[センダイウイルスベクター|センダイウイルス]]、[[アデノ随伴ウイルスベクター|アデノ随伴ウイルス]]など様々なウイルス由来のベクターが開発されている。''詳細は[[ウイルスベクター]]の項目参照。脳科学辞典について免責事項モバイルビュ。