2014 Fiscal Year Annual Research Report
オンチップロボティクスを基盤とする光合成細胞の機能計測と解析
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24246045
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
新井 史人 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90221051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原 知洋 九州工業大学, 若手研究者フロンティア研究アカデミー, 准教授 (20575162)
魚住 信之 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40223515)
丸山 央峰 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60377843)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 超精密計測 / バイオ関連機器 / 光ピンセット / ナノバイオ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大きさ約2μmのラン藻を対象として，細胞の局所環境制御とマルチパラメータ計測を高速かつ連続に行うため，マイクロ流体チップ（チップ）内にロボットを組み込み，これを非接触で操作するシステムを構築した．このシステムを用いて細胞の粘弾性計測を行った．本年度は以下の4項目を実施した．
(1)微細加工技術・システム構築：微細加工技術により，マイクロ流体チップを作製した．チップ全体の剛性をあげ，さらにモアレ干渉縞を利用した位置計測機能を組み込むことで計測精度を向上した．
(2)細胞計測・制御：計測系に光ピンセットを組み込んで細胞をトラップできるように改良した．また，力センサプローブはシリコンにすることで，レーザとプローブの干渉を避けることが可能となった．光ピンセットにより細胞を計測ポイントに搬送し，連続的に計測できるシステムを構築した．さらに，チップ内での気液界面の影響をなくすよう，センサとアクチュエータをチップ内に組み込む改良を施し，モアレ干渉縞の画像計測によりオンチップで粘弾性計測を行った．
(3)環境計測・制御：マイクロ流体チップ内のラン藻に浸透圧ショックを与える機能を追加した．リアルタイム性がない問題はあるものの，環境変化の前後でラン藻の粘弾性を計測するシステムを実現することに成功した．また，蛍光色素を利用した酸素計測の実験を行い，限定空間での酸素計測の基本原理確認を行った．
(4)細胞計測・評価・機能解析：浸透圧に関与する輸送体をターゲットとして，ラン藻の遺伝子不活化株を用意した．まずは，細胞への浸透圧刺激に対する細胞の体積変化をリアルタイムに評価することで，高浸透圧ストレス応答で機能するKtr 系K 輸送体とKdp系K 輸送体の機能の違いを明らかにした．また，浸透圧刺激に対する粘弾性変化を計測し，正常株と比較した．これによりラン藻の機械的特性が浸透圧刺激後に変化することを見出した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Comparative analysis of kdp and ktr mutants reveals distinct roles of the potassium transporters in the model cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032014
Author(s)
Nanatani, K., Shijuku, T., Takano, Y., Zulkifli, L., Yamazaki, Y., Tominaga, A., Souma, S., Onai, K., Morishita, M., Ishiura, M., Hagemann, M., Suzuki, I., Maruyama, H., Arai, F., Uozumi, N.
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Journal Title
J. Bacteriology
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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