Detection of transition state in living cells using Raman Spectroscopy and Dynamical Network Biomarker Theory

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14827
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: Taketani Akinori 富山大学, 学術研究部教育研究推進系, 特命助教 (50825312)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ラマン分光法 / DNB解析 / 炎症細胞モデル / 遷移点解明

Outline of Final Research Achievements

We confirmed the tipping point of inflammation model cells using the combination of Raman spectroscopy and Dynamical Network Biomaker (DNB) theory. We checked the correctness of the tipping point from stimulation of inflammation in the cells fluctuation by performing multiple reproducibility experiments. We succeeded in identifying the time point of the cellular transition state. We presented these results at several academic conferences. Currently, we are working to clarify what kind of changes occur in the tipping point of inflammation cells using conventional analysis methods to publish a paper on this study.

Free Research Field

生体機能光学解析/生物分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Dynamical Network Biomaker(DNB)理論は様々な状態が移行する際の予兆を揺らぎとして検出できることが分かってきており、生命現象においても適応が期待されていた。本研究はＤＮＢ理論とラマン分光法と組み合わせることで、実際の生命現象において揺らぎを観測し遷移点を特定できた、ＤＮＢ理論を実用化できた例となる。検出された炎症細胞の遷移点はこれまでの炎症の研究で着目されていない時点であり、ＤＮＢ理論とラマン分光法の組み合わせは、知られていた生命現象に対し新たな知見を与える技術であると言える。