| 研究課題/領域番号 |
19H02578
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
須丸 公雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (40344436)
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| 研究分担者 |
高木 俊之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10248065)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 光応答水溶化 / 細胞操作 / オンプレートDDS / 光二量化 / 光応答性ポリマー / 光細胞操作 / ニトロベンツアルデヒド / 光ゾル-ゲル転移 / 光応答溶解 / 光応答架橋 / 光ニトロソ化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒト幹細胞や派生する分化細胞の本格的な利活用に向け、これら細胞の大量処理を自動化する技術が検討される中、多様化するバイオシステム制御へのニーズに応える有望な手立てとして、光応答性材料を介した様々な光制御技術が研究されている。本研究では、o-nitrobenzaldehyde（NBA）で機能化された新開発のポリマーについて、鋭敏な光応答水溶化をはじめとする様々な光応答物性を多角的かつ系統的に解析し、NBAが示す極めて特徴的な光特性がポリマー系全体に及ぶ物理化学的プロセスを解明、薬物放出の時空間制御や培養細胞組織体構築など、新規バイオ制御技術への応用に資する基礎的知見を蓄積する。
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| 研究成果の概要 |
光に応答して疎水性から水和性に変化するo-nitrobenzaldehyde(NBA)を組み込んだポリマー系について、バイオシステムの様々な光制御への応用を検討した。光応答細胞剥離技術について、課題となっていた光水溶化ポリマーの培養液中における安定性が、疎水性モノマー成分の導入により向上することを確認した。さらにこの疎水性成分の比率を高めたポリマーを用いて、培養基材上における細胞への様々な薬物の投与を光で時空間制御する技術を確立した。また、アセタール保護NBA基への光照射がむしろポリマーの固定安定化を促進する所見に基づき、光照射によってポリマーの架橋をもたらす、新規光応答モチーフを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、培養基材上に接着する細胞に対して、選択的に剥離操作あるいは薬物投与をオンデマンドに行うための要素技術を確立するに至った。これは、既に先行して我々が実用化した光による高速細胞マニピュレータに対して、細胞殺傷のみならず、生きたままの選択的回収する操作を新たに付与するものである。さらに、本研究で新規に確立した、任意の細胞に対して任意をタイミングで薬物を投与する技術は、培養細胞群における個々の細胞の振る舞いの解析（シングルセル解析）において、強力な操作ツールとなることが期待される。さらに、新たに見出された光応答架橋モチーフは、培養環境のゾル-ゲル転移を光で誘起する新技術実現を示唆した。
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