| Project/Area Number |
22K18992
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Hoshina HIromichi 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (10419004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 昌彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | テラヘルツ / 照射 / タンパク質 / テラヘルツ光 / 衝撃波 / 生体分子 / 細胞 / アクチン / 操作 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，THz衝撃波による細胞内のタンパク質や，細胞機能の制御技術の創出を目指す．具体的には，非線形THzパルス光学系による実験系を構築し，テーブルトップで24時間以上連続して細胞培養しながらTHz衝撃波照射を行う事を可能にする．構築した装置を用いて，生きた細胞に長時間THz衝撃波を照射し，細胞遊走や細胞分裂など，アクチン骨格が関わる細胞機能の変化を観察する，また，低濃度の抗がん剤の作用増強効果や，アルツハイマー病の原因とされるアミロイドβタンパク質の沈着への影響を解析するなど，医薬応用展開のシーズを探索する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, shock wave irradiation system by THz pulsed wave is constructed by a laser-based THz source, a fluorescence microscope, and a cell culture system. We performed irradiation experiments on HeLa cells to observe the effects of THz pulse irradiation, but no significant difference from the control was observed. The reason for this might be that the intensity of the laser-based THz source was insufficient, whereas the THz free electron laser provided high-energy terahertz pulses in the previous experiments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
今後，THz光源の小型化と高出力化が革新的に進むと考えられている．6G通信のようなTHz光の産業利用における安全性評価において，本研究は重要である． THz光は水に吸収されるため，体内組織に対する照射影響は全く無いと，これまでは考えられてきた．しかし，本研究の結果では，THz連続光の照射が遺伝子修復に影響を及ぼすことが明らかになった．今後，医療応用やTHz光の安全評価のため，さらなる研究が必要である．
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