| 研究課題/領域番号 |
20H00345
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
福間 剛士 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90452094)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2023年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2022年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2021年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2020年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
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| キーワード | 原子間力顕微鏡（AFM） / マイクロポーラスメンブレン（MPM） / MET受容体 / HGF / 分子分解能観察 / 原子間力顕微鏡 / 細胞観察 / タンパク質 / がん |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生きた真核細胞の表面で直接タンパク質のナノ動態を分子分解能観察できるAFM技術を開発する。さらに、それを分子レベルのがん研究に応用し、開発した技術が生命科学における重要な課題の解決に役立つことを実証する。具体的には、薬剤耐性を獲得したヒト肺腺癌細胞（PC-9）の表面において、過剰発現したMETの集合状態を直接観察し、薬剤耐性獲得に至る分子機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、生細胞表面を高分解能観察するための原子間力顕微鏡（AFM）技術を開発した。この技術では、直径数ミクロンの孔を多数有する窒化シリコン薄膜の上に細胞を培養し、その孔に露出した細胞基底面をAFM観察する。これにより細胞膜の揺動や膜内の分子拡散が抑制され、数nm程度の分子スケール観察が可能となった。さらに、本技術を用いることで、生細胞と化学固定された細胞の表面構造をナノスケールで比較することで、一般に使われる化学固定法ではタンパク質が凝集してしまうため、分子スケールの細胞表面構造は大きく変化してしまうことを明らかにした。その他に、MET受容体が細胞表面構造に与える影響なども明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した技術により、生細胞表面の分子スケール観察が実現した。今後、この技術と分子修飾探針などを融合することで、特定の分子のナノ動態を細胞表面で追うことができるようになり、細胞機能やその疾患による変化の分子レベルでの理解が進むものと期待される。また、本研究により、細胞の化学固定によって、細胞表面の分子が凝集し、表面構造が変化してしまうことが明らかになった。この発見は、これまで生命科学分野で広く使われてきた化学固定をつかった細胞表面分析法の問題点を明らかにし、過去の研究成果の見直しや今後の生命科学研究の改善を促すものであり、当該分野の発展に大きく貢献するものと期待される。
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