| 研究課題/領域番号 |
18K14142
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
長谷川 智士 宇都宮大学, 工学部, 助教 (50600558)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 環状レーザービームの設計 / 計算機ホログラム / 細胞の表面位置の検出 / 超解像ビーム生成 / AIによる補償光学 / 補償光学 / 人工知能（AI） / 光干渉断層法（OCT） / 3次元ビーム照射法 / 光干渉断層法 / 環状ビームの最適化 / 共焦点光学系による細胞の表面位置検出 / フェムト秒レーザー誘起合成衝撃波 / 遺伝子導入 / 環状ビーム |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，単一の細胞への高効率な外部遺伝子導入法の開発である.特に，環状のビームパターンを有するレーザー照射により誘起される収束圧力波を用いることで，従来と比べて高効率な遺伝子導入法の開発を目指した.その目的を達成するために，計算機ホログラムにより生成される環状レーザービームを設計した．また，ビーム照射位置の正確な制御を目的として，共焦点顕微鏡を光学系に組み込み，細胞の表面位置の計測を可能にした．研究を進める中で，より高い空間分解能でのビーム照射を可能にする超解像ビーム照射法を発明した．また，光学系が収差下にある場合でも，高品質なビーム照射を可能にする人口知能を用いた補償光学を実証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在， ポストゲノム研究として，ヒト遺伝子の個々の機能を解明するために，各遺伝子を生細胞に導入して発現を観測する手法が用いられている.その遺伝子導入法には，既に幾つかの手法が提案されているが，現状ではいずれの手法においても，標的細胞に安全で正確に，かつ高効率に遺伝子を導入する技術が確立されていない.また，膨大な数ある遺伝子の機能を選別する必要があり，多大な時間と労力を要するため，従来法に変わる高速なスクリーニング技術が有望されている.本研究では，非接触で安全なレーザーを用いた従来の遺伝子導入法をベースに，従来法が抱える課題を克服するための環状ビームを用いた新手法の開発を行った．
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