| 研究課題/領域番号 |
20H02582
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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28040:ナノバイオサイエンス関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2021-2022)
金沢大学 (2020) |
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研究代表者 |
高橋 康史 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90624841)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 単一細胞解析 / バイオイメージング / ナノピペット / シグナル伝達 / ガラスナノピペット / 単一細胞計測 / 走査型プローブ顕微鏡 / FRET / シングルオルガネラ / ライブセルイメージング / FRETバイオセンサー / SICM / 局所刺激 / 超解像度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
メンブレントラフィックや、細胞遊走などのダイナミックな動きは、細胞内シグナル伝達により調整されている。シグナル伝達の起源となる受容体の位置、感受性、刺激の強度や周期、表面形状変化との関係など、複雑な細胞機能のシームレスな理解には、局所刺激技術・表面形状イメージング技術・シグナル伝達の計測技術の３つを統合させる必要がある。そこで、走査型プローブ顕微鏡と、FRETバイオセンサーの融合技術を開発し、エクソソームの取り込み、免疫シナプスの形成、一次繊毛の伸縮など局所刺激に伴うシグナル伝達や構造変化の関係を明らかとする。
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| 研究成果の概要 |
メンブレントラフィックや、細胞遊走などのダイナミックな動きは、細胞内シグナル伝達により調整されている。これまで、Forster resonance energy transfer (FRET)バイオセンサーを活用することで、細胞内で不均一に生じるシグナル伝達の可視化が行われてきた。しかし、シグナルにより生じる細胞のナノスケールの構造変化をとらえることが困難であった。そこで、走査型プローブ顕微鏡と、FRETバイオセンサーの同時イメージング技術を開発し、葉状仮足の構造変化とシグナル伝達の関係を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光学顕微鏡の高機能化では達成できないナノスケールの構造とシグナル伝達の関係をプローブ顕微鏡と光学顕微鏡の融合により達成した。リガンドの局所投与や形状変化により生じる細胞内シグナル伝達は、これまで一貫して捉えることが困難であったが、一連の細胞の表面構造変化からシグナル伝達までを可視化できるようになった。さらに、本システムは、センシング・イメージングに加え、ナノピペットを用いた細胞表面のナノスケールのマニュピレーションを行うことが可能であり、化学物質の局所投与や回収や、局所的な化学刺激に伴うシグナル伝達の評価も実現できる。
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