| Project/Area Number |
22K19286
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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 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Funatsu Takashi 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (00190124)
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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 |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 温度生物学 / ナノバイオ / 表面増強ラマン散乱 / 生物物理学 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞が機能を発揮する上で、温度は重要な物理量である。我々は、温度感受性蛍光ポリマーを合成し、１細胞内温度を計測することを可能にした。その結果、G1期では細胞の核が細胞質より0.7°C温度が高いこと、薬剤刺激によりミトコンドリアで熱発生が起こることを明らかにした。しかし、現状では、温度計測の空間分解能は光の回折限界の～500 nmに留まっている。この限界を打開するため、本研究では、細胞内小器官に局在する生体分子の温度を、ラマン散乱光（アンチストークス光とストークス光）を用いて計測する技術を開発する。これにより、生体分子が活動しているナノスペースの温度を決定することを可能とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Temperature has a very significant impact on the function of cells. Although there is a local temperature distribution in the cell, the spatial resolution of temperature measurement remains at about 500 nm due to the diffraction limit of light. To overcome this limitation, we have developed a nanometer-sized low-frequency Raman scattering probe (gold nano-shell particles) that can detect the anti-Stokes and Stokes light of surface-enhanced Raman scattering with high sensitivity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
細胞が機能を発揮する上で、温度は非常に大きな影響を及ぼす。病気になった細胞、例えばガン細胞では温度が上昇している例が知られており、診断や治療という観点からも１細胞や細胞内局所温度を計測することは重要な意義を持っている。しかし、1 μmの小さな領域の温度を高分解能で測定することは困難だった。本研究は、低周波ラマン散乱プローブ（金ナノシェル粒子）を開発し、表面増強ラマン散乱を用いてナノメートル領域の温度を計測する手段を提供する。
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