2018 Fiscal Year Annual Research Report
Micro gravity generation system for observation of behavior and differentiation of a single cell
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15K11918
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
亜力坤 亜夏爾 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (30735064)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森島 圭祐 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60359114)
田中 陽 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (40532271)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 微小孔 / 受精卵 / 旋回流 / 安定回転 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では単一受精卵（動物、魚類、両生類）の回転によるマイクロ擬似無重力システムの原理解明、システムの開発及び実証を目指している。研究期間において、まず、電気、磁場、レーザー、AFM、物理接触などを使用せずに、マイクロスケールの流体のみを用いた、多様な細胞（動物、魚類、両生類）に対応が可能な非侵襲なマイクロ流体回転デバイスおよびシステムの開発に成功した[Y. Yalikun, Microfluid. Nanofluidics. 20 (2016)]。また、汎用顕微鏡などに設置が可能で、生きた単一細胞の構造形態を、生理機能を乱さずに、リアルタイムに観察できるデバイスを開発し、企業と一緒に特許を取得した[特願２０１６－２１９９３９]。さらに、開放的なシステム（完全に閉じてないデバイス）でありながら、酸素の供給、培養液の交換できる、生物学分化領域で一番よく使われているES、iPS細胞にも使用できるマイクロ流体回転デバイスの開発に成功した[Y. Yalikun,Micromachines.7 (2016)]。そして、高精度の画像採集に向けて受精卵のより安定した回転を実現するため、既存の回転システムに用いられた100μm直径の穴をより小さい穴で代替し、受精卵回転軸のずれを1/5まで低減することに成功し、受精卵の全表面リアルタイム画像採集の実施に成功した[Y. Yalikun, Micro & Nano Letters,13(2017)]。
これにより、地上における手のひらサイズのデバイスで、単一細胞（受精卵）レベルでの精密回転デバイスの開発には成功し、複数学会から受賞した。今後も哺乳類の細胞分化への回転及び重力の影響を引き続き調査し、学術論文にまとめる予定がある。
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