| 研究課題/領域番号 |
20K20641
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
江島 広貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00724543)
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| 研究分担者 |
小林 肇 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50549269)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2024年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | 金属-ポリフェノール錯体 / 芽胞形成 / クラミドモナス / 金属ポリフェノール錯体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では植物性ポリフェノールコーティングを様々な細胞種に適応し、芽胞形成/発芽プロセスを模倣した可逆的単一細胞被包化技術の確立を目指す。細胞を生きたままコーティングし、オンデマンドに取り外すことができれば、細胞分裂や代謝の時空間制御、外部ストレスへの耐性付与、細胞の表面修飾等が可能となり、単一細胞レベルでの代謝や細胞間コミュニケーション解析等の分野において有用な基盤技術となることが期待される。
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| 研究実績の概要 |
アンフィバシラス属などの細菌は外部ストレスに対抗して耐久性の高い胞子膜を周囲に形成する。このプロセスは芽胞形成と呼ばれ、芽胞を形成した細菌は通 常の細菌と比べて耐性が高く、過酷な環境を生き残ることができる。過酷な環境が終わりを告げると、芽胞を分解して発芽し、再び増殖を始める。しかし、このような芽胞形成/発芽能力をもつ細胞は一部の特定種に限られている。本研究では芽胞形成/発芽プロセスを模倣した可逆的単一細胞被包化技術の確立を目的とした。細胞を生きたままコーティングすることによって被包化し、望むタイミングで脱被包化できれば、細胞分裂や代謝の時空間制御、外部ストレスへの耐性付与、細胞の表面修飾等が可能となり、細胞ベースのセンサー、有用物質生産、細胞療法、単一細胞レベルでの細胞代謝および細胞間コミュニケーション解析など の分野において有用な基盤技術となることが期待される。
四年度目となる令和5年度は、令和3,4年度に確立したクラミドモナスの被包化に用いた金属-ポリフェノール錯体からなる被膜の分解挙動を水晶振動子マイクロバランス法を用いて詳細に解析した。過酸化水素は低濃度でも幅広いpHにおいて効率的に金属-ポリフェノール錯体からなる膜を分解した。分解速度は温度依存的であり、低温では遅く、高温では速かった。例えば、5℃では完全に分解するのに6時間を要したが、60℃ではわずか20分で分解した。pH 5-8の緩衝溶液中での分解挙動を調べたところ、pH5での分解速度が最も速く、1時間以内に完全に分解された。pH8では3時間後に12％が残っていたが、過酸化水素による分解はpHの影響を受けにくいことがわかった。中性かつ塩存在下においても分解できたことから、クラミドモナスの脱被包化に向けて適用可能な条件を見出すことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定どおり、生理的条件下で被膜を分解する条件を見出すことができた。そのため「(2)おおむね順調に進展して いる。」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
確立した被膜の分解条件を、細胞表面上の被膜に適用する。細胞が生きたまま脱被包化できるかどうか検討する。これらの実験により天然の芽胞形成/発芽プロセスを模倣した可逆的単一細胞被包化技術を開拓する。
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