Innovative culture system based on liquid scaffolds

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20645
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: NAKANISHI Jun 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (60360608)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上木 岳士 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (00557415)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: メカノバイオロジー / 液々界面 / 細胞接着 / 幹細胞 / イオン液体

Outline of Final Research Achievements

This project develops new cell culturing method based on fluid interfaces. We have demonstrated successful cell culturing at the interface of ionic liquids and the dependence of cell morphologies on the chemical structures of the ionic liquids. We also identified that an essential role of structural coupling between protein nanostructures assembled at the fluid interface and lipid nanodomains within cells. Overall, we have succeeded in broadening the spectra of liquid-based materials capable for cell culturing and identified cellular mechanosensing mechanism at the fluid interfaces.

Free Research Field

メカノバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の培養手法とは一線を画す液体を足場に用いる細胞培養技術において，どのような液体が細胞足場となりえ，それらを細胞がどのように細胞が力覚しているのかの理解が不十分であった．本研究で開拓したイオン液体材料ならびに界面にナノ線維を被覆する技術はこれらに明確な回答を与え，液体足場材料の学術的な理解を深めた．また，従来の細胞培養技術に廃プラや低生産効率などの課題が存在していたのに対して，新たな細胞培養モダリティとして液々界面培養技術の可能性を示した本研究成果は，環境・エネルギーなど社会的な意義もあるものと言える．