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細胞の「硬さ」を非接触計測するブリルアン散乱イメージング

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 18H04749
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

市村 垂生  大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任准教授(常勤) (50600748)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords生物物理学 / バイオイメージング / エラストグラフィ / 力学計測 / メカノバイオロジー / 生物物理
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、細胞内外の弾性を計測するためのブリルアン散乱顕微鏡を開発することを提案した。とくに、本年度はイメージングの高速化とマルチモーダルイメージング法の確立に取り組んだ。従来よりも高強度のレーザーを用いることでレーザー走査を高速化し、従来の約10倍の速さで画像取得を実現した。これにより、データ収集の効率が飛躍的に高めることができた。また、初年度中に確立したブリルアン散乱-蛍光の同時計測法の開発研究を拡張して、同一試料をブリルアン散乱、ラマン散乱、レイリー散乱および蛍光によって計測できるマルチモーダルイメージング装置を開発し、多数の特徴量によって細胞状態を計測できる新規イメージング手法を確立した。各特徴量間の相関解析により、変量間ネットワークを記述できるようになった。本手法は同一細胞を力学量、化学量、生物量で同時に計測できる手法であり、生体システムを新たな量で可視化し理解することが期待できる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Second harmonic generation polarization microscopy as a tool for protein structure analysis2019

    • Author(s)
      Kaneshiro Junichi、Okada Yasushi、Shima Tomohiro、Tsujii Mika、Imada Katsumi、Ichimura Taro、Watanabe Tomonobu M.
    • Journal Title

      Biophysics and Physicobiology

      Volume: 16 Issue: 0 Pages: 147-157

    • DOI

      10.2142/biophysico.16.0_147

    • NAID

      130007709947

    • ISSN
      2189-4779
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Linking substrate and nucleus via actin cytoskeleton in pluripotency maintenance of mouse embryonic stem cells2019

    • Author(s)
      David Brit Gracy、Fujita Hideaki、Yasuda Kyota、Okamoto Kazuko、Panina Yulia、Ichinose Junya、Sato Osamu、Horie Masanobu、Ichimura Taro、Okada Yasushi、Watanabe Tomonobu M
    • Journal Title

      Stem Cell Research

      Volume: 41 Pages: 101614-101614

    • DOI

      10.1016/j.scr.2019.101614

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kinesin-binding-triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport2018

    • Author(s)
      Shima Tomohiro、Morikawa Manatsu、Kaneshiro Junichi、Kambara Taketoshi、Kamimura Shinji、Yagi Toshiki、Iwamoto Hiroyuki、Uemura Sotaro、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Ichimura Taro、Watanabe Tomonobu M.、Nitta Ryo、Okada Yasushi、Hirokawa Nobutaka
    • Journal Title

      The Journal of Cell Biology

      Volume: 217 Issue: 12 Pages: 4164-4183

    • DOI

      10.1083/jcb.201711178

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cell type discrimination based on image features of molecular component distribution2018

    • Author(s)
      A. Germond, T. Ichimura, L.-d. Chiu, K. Fujita, T. M. Watanabe, H. Fujita
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 11726-11726

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30276-1

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Raman spectral signature reflects transcriptomic features of antibiotic resistance in Escherichia coli2018

    • Author(s)
      A. Germond, T. Ichimura, T. Horinouchi, H. Fujita, C. Furusawa, T. M. Watanabe
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 85-85

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0093-8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Quantifying macromolecules and cells via nonlinear and inelastic light scattering2019

    • Author(s)
      Taro Ichimura
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ブリルアン散乱で見る多細胞システム2019

    • Author(s)
      市村垂生、渡邉朋信
    • Organizer
      平成31年度日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光散乱を用いた顕微分光イメージングによる細胞計測2018

    • Author(s)
      市村垂生
    • Organizer
      第8回バイオナノフォトニクス新産業創造研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多細胞システムのブリルアン散乱分光イメージング2018

    • Author(s)
      市村垂生
    • Organizer
      第16回医用分光学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Elasticity imaging in multicellular systems by Brillouin scattering2018

    • Author(s)
      市村垂生, 渡邉朋信
    • Organizer
      第56回生物物理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ブリルアン散乱による多細胞システムの弾性イメージング2018

    • Author(s)
      市村垂生、ユリア・パニナ、渡邉朋信
    • Organizer
      平成30年度日本応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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