Development of optical probes and actuators to investigate singularity cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 18H05410
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Nagai Takeharu 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20311350)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 英哲 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90464205)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: イメージング / 蛍光 / 発光 / 生理機能操作

Outline of Final Research Achievements

We developed a visualization probe to distinguish and observe specific cells in a cell population and a technique to manipulate cell activity spatiotemporally. As an elemental technology for use in visualization probes, Sumire, a fluorescent protein that shows fluorescence by short-wavelength excitation, was developed. As a chemiluminescent probe, we developed a probe that detects the aggregation of tau protein, which causes Alzheimer's disease. In cell manipulation technology, an optogenetic tool using blue photoreceptors was developed to induce tau protein aggregation by light irradiation. In addition, technical assistance was provided to A-03 group and the public recruitment group, and mutual results were obtained.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本学術変革領域の目的である「シンギュラリティ現象の理解および応用」においては、シンギュラリティ現象の発端となるシンギュラリティ細胞を観察し操作することが根幹の技術となる。蛍光、化学発光といった手段による可視化プローブは、観察対象を１細胞、細胞集団、組織、個体へとトランススケールに解析する中で、適材適所に選択することにより現象解明に寄与する重要なツールとなる。また細胞操作技術は、予想されたシンギュラリティ現象を再現することに不可欠であり、そこから得られた知見を元に、より詳細に現象の解明を進めることができる。