Investigation of Osmoadaptation Mechanisms of Cells to Environmental Stimuli by Using Ultrafast On-chip Environmental Control

• Project/Area Number: 24H00295
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 新井 史人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90221051)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 広峻 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10844805) ; 魚住 信之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥48,230,000 (Direct Cost: ¥37,100,000、Indirect Cost: ¥11,130,000); Fiscal Year 2025: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000); Fiscal Year 2024: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
• Keywords: マイクロ・ナノデバイス / 超精密計測 / マイクロ流体チップ / ナノバイオ / 機械力学・制御

Outline of Research at the Start

マイクロ流体チップとロボットシステムをオンチップで統合し，光合成モデル細胞である藍藻に対して，pLオーダーの細胞周囲の局所環境条件を，msオーダーの短時間で変化させ，数百ミリ秒オーダーの時間間隔で切り替え制御する．細胞への外部刺激（浸透圧変化など）を与え，これに応答する細胞の動特性を単一細胞レベルで計測する．特定のイオン輸送体の遺伝子を欠損した遺伝子不活化株と正常株の比較を行い，特定のイオン輸送体の動特性を調べる．オンチップでの局所環境状態の計測制御技術，単一細胞計測技術，浸透圧調節機構の解析論を確立し，藍藻の外部刺激に対する動的応答特性を明らかにし，その浸透圧適応メカニズムを解明する．