| 研究課題/領域番号 |
22K18992
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
保科 宏道 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (10419004)
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| 研究分担者 |
原田 昌彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | テラヘルツ / 照射 / タンパク質 / テラヘルツ光 / 衝撃波 / 生体分子 / 細胞 / アクチン / 操作 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，THz衝撃波による細胞内のタンパク質や，細胞機能の制御技術の創出を目指す．具体的には，非線形THzパルス光学系による実験系を構築し，テーブルトップで24時間以上連続して細胞培養しながらTHz衝撃波照射を行う事を可能にする．構築した装置を用いて，生きた細胞に長時間THz衝撃波を照射し，細胞遊走や細胞分裂など，アクチン骨格が関わる細胞機能の変化を観察する，また，低濃度の抗がん剤の作用増強効果や，アルツハイマー病の原因とされるアミロイドβタンパク質の沈着への影響を解析するなど，医薬応用展開のシーズを探索する．
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| 研究成果の概要 |
レーザーベースのTHz光源と蛍光顕微鏡，細胞培養システムを組み合わせた，テーブルトップ型THz衝撃波照射装置を構築し，培地中の生細胞に照射した．製作した装置を用いてHeLa細胞に対して照射実験を行ない，THz光照射影響の観測を試みたものの，コントロールとの顕著な際は認められなかった．レーザーベースのTHzパルス光源の強度が不十分であったことが原因であると考えられる．
一方，発展的研究として，THz連続光光源を用いた細胞照射研究を行った．THz光の遺伝子への影響を調べるため，DNA損傷回復におけるTHz光照射影響観察したところ，遺伝子損傷の修復過程にTHz光照射が影響を与えている事を発見した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今後，THz光源の小型化と高出力化が革新的に進むと考えられている．6G通信のようなTHz光の産業利用における安全性評価において，本研究は重要である． THz光は水に吸収されるため，体内組織に対する照射影響は全く無いと，これまでは考えられてきた．しかし，本研究の結果では，THz連続光の照射が遺伝子修復に影響を及ぼすことが明らかになった．今後，医療応用やTHz光の安全評価のため，さらなる研究が必要である．
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