Cryo-optical microscopy for observation of molecular dynamics of cells

• Project/Area Number: 24K21271
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤田 克昌 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80362664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 真仁 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (90648221)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2024: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
• Keywords: 光学顕微鏡 / クライオ顕微鏡 / 急速凍結

Outline of Research at the Start

本研究では、生きた細胞の凍結と解凍を繰り返しながら、細胞の動態を時間制御し、各時点における状態を顕微観察する技術を開発する。超解像顕微鏡などにより、細胞内部の様々な分子や化学環境を高解像度に観察できるようになったが、時間分解能が低く、動きのある対象の観察は難しい。本研究では、瞬時に細胞を凍結固定した後、生体分子等を詳細に観察し、その後に解凍し、更に再凍結する技術を開発する。凍結と解凍を繰り返すことで、分子やイオンの拡散に依存した分子機能の停止、再生を制御し、それらにより発現している細胞機能や動態の時間制御をしながらの観察を可能にする。