2022 Fiscal Year Annual Research Report
In vivo 4D X-ray tomography of condensed microbial suspension in diorama environments
| Project Area | Advanced mechanics of cell behavior shapes formal algorithm of protozoan smartness awoken in giorama conditions. |
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| Project/Area Number |
21H05306
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菊地 謙次 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00553801)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 修一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90580308)
宮川 泰明 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60804599)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Keywords | 生体流動計測 / 濃密微生物 / X線マイクロCT / 動的粘弾性計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、生体内の情報を乱すことなく「ありのままに」高時間分解能で微生物の運動情報を取得することを目的とし、共焦点レーザー顕微鏡、X線マイクロCTを用いた高時空間生
体流動法を構築し、生体流動実験を推進した。
主要な研究実績は以下のとおりである。
1. 線虫（C.elegans）腸内における蛍光グルコース包含大腸菌の摂取実験法を開発し、大腸菌捕食後の腸細胞へのグルコース吸収過程について可視化を行った。腸蠕動の頻度・強度の異なるミュータントと野生株を比較したところ、腸蠕動と吸収量に強い力学的相関が得られた。腸におけるグルコース吸収においては、グルコーストランスポーターによる能動的吸収が知られていたが、力学的作用により糖吸収が促進されることを明らかにした。（Yuki Suzuki,et al., Scientific Reports,2022）
2.酵母（S.cerevisie）のパン生地内における発酵の際に放出する発泡空間分布と膨化生地の粘弾性特性について調査し、また酵母を模した粒子を生地内に分散させ膨化生地中の公酵母分布の推定を行った。膨化生地中の気泡は生地膨化伸長方向に沿って伸長し、また気泡径および気泡数ともに時間と共に増加することがX線マイクロCTによる可視化によって明らかとなった。膨化生地の時系列動的粘弾性計測結果より、発酵生地内の気泡の増加に伴い軟化が促進することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
X線を用いた時系列三次元流動計測法の開発を行い、また酵母発酵を伴う流動計測を実施しているため、本研究の計画の通りに推進できている。また、共焦点顕微鏡を用いた4次元計測法の構築にも着手しており、可視化手法の構築が順調に進められていることは当初以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
微小構造を伴う流路内の濃密微生物懸濁液中の流動計測に着手し、その微生物の挙動について計測および解析を行う。
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