| Project/Area Number |
20K14750
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
Uesugi Kaoru 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 助教 (20737027)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | FRET / 力センサ / 細胞 / 蛍光観察 / 力測定 / MEMS |
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| Outline of Research at the Start |
細胞は生体において最も微小な構成単位であり，様々な機能を有するいわば超微小機械である．この細胞内に遺伝子導入技術を用いて力測定機能（fluorescence resonance energy transfer: FRET）を導入する．そして，力測定機能を導入した細胞を，細胞に力を伝達するための微小構造体に播種し，実際に力測定を行う．また，この時使用する微小構造体の設計も行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
We clarified the conditions for gene transfer into mammalian cells (rat smooth muscle cells: A7r5) and amphibian cells (fibroblasts: XTC). And, we constructed a microscopic observation system that could evaluate the FRET ratio. additionally, we developed a tensile test system that could apply tensile loading to the cells and the cell adhering structures while microscopic observation. Then, we applied tensile stimulation to FRET-transfected cells and derived and analyzed the FRET ratios from fluorescence observations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
細胞を利用して，大気中でマイクロニュートンからミリニュートンレベルの力を測定できる微小サイズの力センサという構想は，これまで存在しない，全く新しい挑戦である．これまでFRET技術は細胞内や組織内の力分布を観察するために使用されてきが，マイクロニュートン，ミリニュートンレベルの計測には利用されていない．また，FRET技術を用いた大気中での力測定も存在しなかった．本研究が実現した暁には，組織，器官，個体レベルにおける，マイクロニュートンからミリニュートンレベルのレンジにおいて，これまで難しいとされていた力計測が可能となり，生物学，医学，工学，化学，更には物理学などの領域の発展に寄与できる．
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