2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Opto-Chemo-Mechanical Livingmachined Wet Robotics
| Project/Area Number |
26249027
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
森島 圭祐 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60359114)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅野 豪文 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (30552476)
秋山 佳丈 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (80585878)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | ウェットロボティクス / バイオアクチュエータ / サルコメア / チャネルロドプシン / オプトジェネティクス / 筋細胞 / バイオMEMS / 生命機械融合 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，細胞ビルドアップ型ウェットロボティクスを構築する上で，制御手法の問題点を，光遺伝子工学を用いることで解決し，光一化学一力学エネルギー変換機構を発現したセンサ＆アクチュエータ機能を持つ，生命機械融合ウェットロボティクスの分野を新たに開拓することを目指す．原理として，光を照射すると，細胞内外で筋収縮に関連するイオンの流出入を引き起こすイオンチャネルに着目し，遺伝子工学によって光感受性イオンチャネルを持つ筋細胞を作製し，光でワイヤレス制御する手法の確立を目指す．さらに，光刺激が筋肉の収縮と機能と細胞内のサルコメア形成過程，筋細胞の分化機構にどのように関わっているかを解析することで，ウェットロボティクスの設計指針となる基盤技術を確立する．そこで，筋肉の収縮と機能と細胞内のサルコメア形成過程を観察し，評価する実験系を構築した．筋肉の収縮は，筋細胞内のサルコメアにより引き起こされ，筋肉の構築，細胞内シグなリングや代謝などに重要な役割を果たす．サルコメアの形成過程を観察することで，筋疾患などの筋肉の病気に関する知見が得られる．今年度は，遺伝子工学を用いて作製した光応答性筋細胞を光刺激することで，筋収縮の最小単位構造であるサルコメアの形成制御を試みた．筋細胞内でサルコメアが構築される現象のリアルタイム観察に成功し，その過程を解析した．本研究では，遺伝子工学を用いて作製した光応答性筋細胞を光刺激することで細胞内カルシウム濃度を変化させ、細胞内でサルコメアの構築への影響をリアルタイムで観察した．各時刻におけるサルコメアのタンパクの分布をフーリエ変換し，フーリエ変換の振幅でサルコメア構築の程度の時間的な変化を定量的に評価し，光刺激の影響を確認した．
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
