Temperature mapping of multicellular system using functional molecular thermometers

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06044
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Arai Satoshi 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (70454056)
• Research Collaborator: A*STAR ; リューベック大学 ; 南洋理工大学 ; 大阪大学
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: バイオイメージング / 蛍光温度センサー / ATP / 細胞熱産生 / 褐色脂肪細胞

Outline of Final Research Achievements

Previous studies in thermal biology has only focused on the physiological temperature at macroscopic level. The study supported by this grant was aimed at revealing the dynamics of how heat production occurring at microscopic level spreads from single cell to multi-cellular tissues. More specifically, we achieved to obtain the temperature mapping of tissue samples at high spatial resolution using the developed functional fluorescent thermometer. In addition, we succeeded to visualize the signalling story of thermogenesis in single brown adipocyte.

Free Research Field

化学と生物の融合研究。合成化学や遺伝子工学を駆使し、生物学・医学分野へ貢献する材料の創出。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞の中に、均一ではない温度分布が存在できるか否か、現在、学術界において論争になっている。本研究課題で開発した一連の温度イメージング技術は、生物学的な視点で、この論争に終止符を打つ、非常に強力なツールとなり得ることから、基礎的な温度生物学研究の発展に大きく貢献するものである。また、細胞の中のエネルギーバランスに関わるATPや熱の可視化技術は、創薬・食品栄養分野等に広く貢献するものと期待できる。