2013 Fiscal Year Annual Research Report
細胞熱力学の創成：細胞内熱物性の測定とサーマルシグナルの理解
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25707035
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
大山 廣太郎 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (70632131)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 温度測定 / 蛍光イメージング / 熱伝導率 / 細胞熱物性 |
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| Research Abstract |
本研究は局所的な加熱法と温度測定法を駆使することによって、単一細胞内の熱物性を測定し、生命活動における発熱と局所的な温度変化をつなぐ物理学的基盤を構築することを目指すものである。さらに局所的な温度変化を単一細胞がいかに感じているかを観測し、細胞内の熱の流れの生理的意義を解明することを目的としている。
2013年度では細胞に赤外光レーザーを照射することで形成される温度分布から、細胞内部の不均一な熱伝導率をマッピングする手法を構築した。具体的には細胞内部に温度感受性の蛍光色素を導入し、蛍光イメージングから温度変化の分布を測定した。水に吸収される波長の赤外光レーザーによって細胞内部を温めた際に形成される温度分布は、熱伝導率の不均一性を反映したものとなる。今回の熱伝導率の解析により、細胞内部で高い熱遮断性をもつ物質の存在を示唆する結果が得られた。また、単一細胞スケールの温度勾配によって引き起こされる癌細胞のブレブ形成を発見し、ブレブ形成に関わるタンパク質の特定と、温度勾配による細胞内での濃度分布の変化を明らかにした。この現象の発見と機構解明により、細胞の温度勾配感受性に対する新たな知見を得ることができた。さらには、心筋細胞のCa2+上昇を伴わない加熱収縮現象の分子メカニズムに迫る実験系を構築し、筋収縮を担う４種類のタンパク質のみで加熱収縮を再現することに成功した。これらは細胞の熱物性・温度感受性を明らかにするうえで、大きな発展となった。成果の一部は国内外の学会で発表した。
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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
各テーマごとに計画通り進み、国内外での学会で発表することができた。しかしながら年度内の論文発表までには至らなかった。したがって「（２）おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画通り推進し、各テーマを論文発表としてまとめる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
機械器具を安価で購入したこと、消耗品の節約、論文未発表のため論文掲載に関わる費用が不要であったことが主な理由です。
研究をより推進させるための物品・消耗品の購入に割り当てる計画です。
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