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細胞内シグナル伝達の動的制御による細胞マイクロマシンの創出

Research Project

Project/Area Number 19650111
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐藤 正明  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (30111371)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大橋 俊朗  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30270812)
坂元 尚哉  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20361115)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsマイクロマシン / シグナル伝達 / 生物・生体工学 / マイクロナノデバイス / バイオテクノロジー
Research Abstract

本研究の目的は,分子スイッチをコートした磁気ビーズを細胞内に導入し,これを外部から磁場を印可することによって任意に操作し,細胞の仮足形成を任意に操作し,細胞運動を制御するところにあった。研究第一段階として,細胞内での磁気ビーズ操作に必要な磁気ピンセット装置の開発を行った。より自由度の高い操作を実現する為,電磁石駆動型の装置を開発し,電源のON/OFFによって磁場のコントロールが可能な系とした。また,持続的な操作を可能とするため,電磁コイルの冷却装置を実装した。第二段階として,細胞内に食作用によって導入した磁気ビーズを,実際に細胞内で空間的に操作することを試みた。細胞内に導入された複数個の磁気ビーズを任意の位置(細胞辺縁部)へと集積させることに成功した。また,共焦点レーザー顕微鏡を用いたリアルタイム三次元観察によって,ビーズ操作が細胞膜内で行われていることも確認された。次に,分子スイッチをコートしか磁気ビーズを作製し,細胞内への導入を試みた。当初は細胞のエンドサイトーシス作用などを用いる予定であったが,この手法では磁気ビーズが細胞内でエンドソームなどのリン脂質に包まれた状態となってしまう為,分子スイッチが機能しなかった。そこで,物理的外力によって細胞内に微粒子を撃ち込むパーティクルガン装置によって磁気ビーズの導入を試みた。磁気ビーズを本手法によって導入すること自体には成功したものの,本来,当該装置は植物細胞に金やタングステンなどの比重の大きい微粒子を撃ち込む装置であり,本研究では動物細胞および比重の軽い磁気ビーズを用いることから,実験条件が大きく異なるため,これまでのところ細胞に与えるダメージを十分低減させて導入するまでには至っておらず,導入条件を検討中である。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2007 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Morphological Responses of Vascular Endothelial Cells Induced by Local Stretch Transmitted Through Intercellular Junctions2009

    • Author(s)
      Y. Ueki
    • Journal Title

      Experimental Mechanics 49

      Pages: 125-134

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphological responses of vascular endothelial cells induced by local stretch transmitted through intercellular junctions

    • Author(s)
      Y. Ueki
    • Journal Title

      Experimental Mechanics (印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Morphological and cytoskeletal responses of endothelial cells to local tension transmitted through intercellular junctions2007

    • Author(s)
      Y. Ueki
    • Organizer
      3rd Tohoku-NUS Joint Symposium on Nano-Biomedical Engineering in the East Asian-Pacific Rim Region
    • Place of Presentation
      シンガポール
    • Year and Date
      2007-12-10
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 力学刺激負荷血管内皮細胞の形態変化における細胞間接着部位の役割2007

    • Author(s)
      植木洋輔
    • Organizer
      日本実験力学会第四回バイオメカニクスワークショップ
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2007-12-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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