2023 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of innovative cellular carrier controllable with magnetic field for in vivo material transport
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22K18913
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
新垣 篤史 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10367154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉野 知子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30409750)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 物質輸送 / バイオミネラリゼーション / 遺伝子発現制御 / 生体機能利用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細菌の遺伝子組換えによって細胞機能を改変し、生体内物質輸送に利用する革新的な細胞型キャリアを構築することを目的とした。磁性細菌は、細胞の中に直鎖状に並んだ磁性ナノ粒子を合成し、鞭毛モーターにより水中を泳動する。したがって外部から磁場を加えることで、人為的に細胞の泳動方向を操作することが可能である。研究代表者らが確立した遺伝子組換え技術を駆使して、磁性細菌の磁性ナノ粒子合成能と細胞膜組成を改変し、磁場への高い応答性と自発的な運動能を備えた細胞型キャリアを作出することとした。本年度は、磁性ナノ粒子を合成する細胞の磁気応答能を定量的に評価する系の構築を行った。細胞の磁性ナノ粒子合成能と関係する特徴量として、外部から印加した磁場の回転に伴う細胞の回転運動に着目した。顕微鏡観察下において、複数細胞を1細胞レベルで同時観察することで細胞回転運動の評価指標を抽出し、これを用いて細胞磁気応答能の新しい定量的評価系を構築した。本評価系により、これまでに作出した磁性ナノ粒子合成能の異なる細胞の磁気応答能の定量的な評価が可能であることを示した。次に、細胞の膜組成を改変するため、遺伝子組換えによって、リン脂質合成酵素を高発現する細胞株を作出した。ホスファチジルコリン合成酵素の遺伝子発現制御により、細胞膜組成におけるホスファチジルコリンの含有量を高めることが可能であった。またこれに伴い、同細胞株の細胞膜組成がヒト細胞膜の組成に近づくことを確認した。
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