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分子温度計の機能拡張と多細胞社会の温度マッピング

研究課題

研究課題/領域番号 16H06044
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 分析化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

新井 敏  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (70454056)

研究協力者 A*STAR  
リューベック大学  
南洋理工大学  
大阪大学  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワードバイオイメージング / 蛍光温度センサー / ATP / 細胞熱産生 / 褐色脂肪細胞 / 蛍光プローブ / 蛍光イメージング / 温度生物学 / 蛍光温度計 / 蛍光色素 / イメージング / 熱産生 / 光音響 / ケミカルバイオロジー
研究成果の概要

今までの温度に関わる生物学研究は、マクロな温度変化である体温を扱うことに限定されていた。本研究課題では、ミクロな細胞世界で起きる熱産生が、どのように多細胞組織に伝播していくのか、そのダイナミクスに着目して研究を行った。具体的には、開発した高機能性の蛍光温度センサーを用いた生体組織の高解像度温度マップの取得、及び、細胞レベルで起きる熱産生のシグナル伝達経路の丸ごと可視化に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の中に、均一ではない温度分布が存在できるか否か、現在、学術界において論争になっている。本研究課題で開発した一連の温度イメージング技術は、生物学的な視点で、この論争に終止符を打つ、非常に強力なツールとなり得ることから、基礎的な温度生物学研究の発展に大きく貢献するものである。また、細胞の中のエネルギーバランスに関わるATPや熱の可視化技術は、創薬・食品栄養分野等に広く貢献するものと期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] A*STAR/シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] リューベック大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] リューベック大学(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] A*STAR(Singapore)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学/A*STAR/南洋理工大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] The ABC Guide to Fluorescent Toolsets for the Development of Future Biomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Ferdinandus, S. Arai
    • 雑誌名

      Front. Bioeng. Biotechnol.

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbioe.2019.00005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RGB-Color Intensiometric Indicators to Visualize Spatiotemporal Dynamics of ATP in Single Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Arai Satoshi、Kriszt R?kus、Harada Kazuki、Looi Liang-Sheng、Matsuda Shogo、Wongso Devina、Suo Satoshi、Ishiura Shoichi、Tseng Yu-Hua、Raghunath Michael、Ito Toshiro、Tsuboi Takashi、Kitaguchi Tetsuya
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 34 ページ: 10873-10878

    • DOI

      10.1002/anie.201804304

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] An organic dye-based nanoheating system toward medical applications2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arai
    • 学会等名
      Smart tools for caring: Nanotechnology meets medical challenges, Pontedera, Italy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamic control of single-cell functions using an organic dye-based nanoheater2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arai
    • 学会等名
      3D Lab Exchange Symposium, Bonn, Germany
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞機能を自在に制御・改変する技術~Nano-heaterによる細胞熱力学エンジニアリング~2017

    • 著者名/発表者名
      新井 敏
    • 学会等名
      BioJapan2017, 横浜
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞機能の自在な制御・改変を可能にするナノ熱源作成技術2017

    • 著者名/発表者名
      新井 敏
    • 学会等名
      ConBio2017, 神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RGBカラーの蛍光ATPセンサーが切り拓くエネルギー代謝研究2016

    • 著者名/発表者名
      新井敏
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 細胞内ATPの同時計測を可能にする3色の蛍光センサー2019

    • 著者名/発表者名
      S. Arai, T. Kitaguchi
    • 出版者
      バイオサイエンスとインダストリー (B&I)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 生物にとって「温度」とは何なのか?細胞1個の”アツい”熱の研究最前線2017

    • 著者名/発表者名
      新井 敏,鈴木 団
    • 出版者
      Academist Journal (WEB Magazine)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-01-27  

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