2019 Fiscal Year Annual Research Report
高速イオン伝導顕微鏡による生細胞界面のナノスケール物理動態の可視化
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17H04818
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
渡邉 信嗣 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (70455864)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プローブ顕微鏡 / ナノピペット / ナノポア / 表面電荷 / 生細胞イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テーマ１：生体膜ナノ構造のゆらぎの可視化
生細胞表面に生じるナノ構造体である微絨毛の形状動態を再現性よく可視化できるようになり、様々な動態を捉えることができるようになった。このようなナノ構造の表面動態に関して、何らかの特徴量の抽出を試み、画像解析を進めた。また、当初の計画にはなかったが、細胞表層の局所弾性情報およびその動態を計測する技術開発を進め、細胞表層の形状動態と局所弾性動態が同時計測できるようになりつつある。HeLa細胞とNRG細胞について、この技術の適応して、生細胞の薬剤応答を局所機械特性の観点から評価し、いくつかの興味深い事実を見出した。今後は、これらの解析をより進める予定である。
テーマ２：ラフトの可視化
当初計画していたバイアススイッチ型の表面電荷計測技術を開発する方針を変更し、バイアススイッチ不要型の高速表面電荷計測技術を開発することができた。この技術を有用性をマイカ表面に展開した人工脂質膜系で評価した。いくつかの荷電脂質膜に対して開発した技術を適応した結果、表面電荷の高速検出が30nm程度の空間分解能で実現できることを確認できた。また、従来よりも、数10倍程度の高速に電荷検出できることを実証できた。さらに、人工脂質膜系の多層膜において生じる新規の現象を、本手法を適応することで見出すことができた。今後は、この現象を理解を進める研究も推進すべきと考えている。また、生細胞系への本計測技術の適応を推進する予定である。
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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
生細胞の表面形状観察技術に関しては、技術的な目標を概ね達成できた。計測から得られるデータが膨大である一方で、それらをデータ解析・処理する手法の進展が遅れてる。これを進めねばならない。表面電荷の高速検出手法に関しては、当初の計画してたものよりも有効性の高い技術が開発できたと考えている。これを生細胞系に適応していく。また、当初の計画にはなかった、細胞表層の形状動態と局所弾性動態が同時計測の技術が進展した。
以上より、本研究は、概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞表層ナノ構造動態の特徴を抽出するデータ解析手法の開発を進める。生細胞系の高速表面電荷検出計測を進める。
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