2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new scanning probe microscopy for correlative analysis of nanoscale structure change and signal transduction
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20H02582
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
高橋 康史 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90624841)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / 単一細胞計測 / 走査型プローブ顕微鏡 / FRET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メンブレントラフィックや、細胞遊走などのダイナミックな動きは、細胞内シグナル伝達により調整されている。シグナル伝達の起源となる受容体の位置、感受性、刺激の強度や周期、表面形状変化との関係など、複雑な細胞機能のシームレスな理解には、局所刺激技術・表面形状イメージング技術・シグナル伝達の計測技術の３つを統合させる必要がある。そこで、走査型プローブ顕微鏡と、Forster resonance energy transfer (FRET)バイオセンサーの融合技術を開発し、エクソソームの取り込み、免疫シナプスの形成、一次繊毛の伸縮など局所刺激に伴うシグナル伝達や構造変化の関係を明らかとする。
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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
SICMとFRETバイオセンサーを利用して、細胞の形状変化とシグナル伝達の関係を同時に評価可能なシステムを確立した。具体的に、１時間以上の長期計測を実現するため、励起光の最適化、光の漏れ込みをできる限り抑える暗室の作製、SCMOSカメラの撮像と吸収フィルターの切り替えを行うプログラムの開発、解析ソフトの開発などを行った。これらの実現により、SICMとFRETバイオセンサーを活用した計測が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
FRET、光学画像のフォーカスが時間とともに変動してしまう課題が見つかり、今後オートフォーカス機能を自作のSICMに導入する。さらに、現状SICMの時間分解能が不十分なために、動的な変化とシグナル伝達を結びつけることが困難であり、Zピエゾステージの高速化や、計測アルゴリズムの改良に取り組む。また、これらの改善とともに、現在観察しているシグナル伝達を阻害する試薬を加えた際の構造変化への影響なども併せて取り組む。
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