Coincident estimation of cell elasticity and intracellular pressure by atomic force measurement and its elastic shell theory analysis

• Project/Area Number: 23K25840
• Project/Area Number (Other): 23H01143 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 細川 陽一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20448088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津川 暁 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (20607600) ; 丹賀 直美 奈良先端科学技術大学院大学, デジタルグリーンイノベーションセンター, 特任助教 (90887126)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / インデンテーション計測 / トポグラフィー計測 / 植物細胞 / 動物細胞

Outline of Research at the Start

細胞が形状を保持し、その形態を変化させる力学を知る上で、細胞膜と細胞壁の弾性率（Ｅ）と細胞内の圧力（Ｐ）は、本質的な因子である。Ｅは細胞膜と裏打ち細胞骨格の構造、植物細胞では細胞壁を構成するセルロースと架橋分子の構造に帰結される情報を、Pは核や細胞質の粘性抵抗と植物細胞では膨圧に帰結される情報を含んでいる。本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)によるトポグラフィー計測とインデンテーション計測を同じ細胞に行い、ＥとＰを同定する新手法を構築する。