2021 Fiscal Year Annual Research Report
Three dimensional thermal imaging in vivo for thermobiology
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20H02586
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
亀井 保博 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (70372563)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野中 茂紀 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (90435529)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 熱ショック応答 / HSF / 赤外レーザー / イメージング / 温度計測 / 単一細胞 / biothermology |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命科学で扱いが曖昧な物理量として「温度（熱）」がある。この温度が具体的に生命にとってどういうものであるかを理解するために、細胞内での熱の振舞いををイメージングによって捉えることで理解を進めたい。つまり、細胞内にある生体物質の熱伝導率を知ることが必要となる。そこで、本研究では赤外レーザーを用いて細胞内局所の加熱を行い、その摂動による熱拡散をイメージング技術で捕捉する。ところが、熱拡散は速いため、イメージングにも高速性が要求される。高速性が利点であるライトシート顕微鏡技術を応用し、さらに、蛍光タンパク質を利用した温度計測技術と融合させた新規の高速温度イメージング顕微鏡を構築して目標を達成する。
本年度は、高速レシオメトリック温度計測顕微鏡光学系に、赤外レーザー光学系を追加し、顕微鏡の基本部分の構築を完了した（論文投稿準備中）。また、研究協力者永井教授（大阪大学）との共同研究を進め、樹立していた温度計測プローブを発現する培養細胞系統を使って加温実験を行い、熱伝導に関して解析を行った（論文投稿中）。また、いくつかの共同研究を実施した。メダカ個体の蛍光イメージングによる定量的な遺伝子発現プロファイル方法を確立（Beppu et al. BBRC, 2022）し、また、赤外レーザー照射に伴う温度計測を、上記プローブとは異なる方法（Q-dot）による検証（Nakamura et al.Optics Continuum, 2022 ）、さらに、赤外照射による遺伝子発現を使った機能解析による成果（Suzuki et al. DGD, 2022）も得た。
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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
本年度研究はおおむね順調に進んだ。また、一方で、共同研究の打合せ等はコロナのため進捗が少なかったが、オンライン会議を積極的に活用して論文投稿のための打合せを頻繁に行ったため、温度計測系の論文成果も受理１報、投稿中２報となった。これらを考慮しておおむね順調とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに高速温度イメージングデータが多く集まっているが、解析用PCが購入できていないため解析が滞っている。これを何とか進め、論文化を目指す。
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| Remarks |
研究室HP
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