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 |
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 |
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 |
交付 (2022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 | テラヘルツ光 / 衝撃波 / 生体分子 / 細胞 / アクチン / タンパク質 / 操作 |
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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研究実績の概要 |
本研究は,理化学研究所テラヘルツ光研究グループ(仙台)の保科と,東北大学大学院農学研究科の原田による共同研究で進める.2022年度,保科は主に「(A) THz衝撃波照射装置の構築」を行い,原田は「(B)生細胞へのTHz衝撃波照射」の予備実験を行った. (A) THz衝撃波照射装置の構築 保科は長時間の細胞照射実験を行うため,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た.再生増幅器の出力光を空気中で集光し,生成したプラズマから3次の非線形光学過程で発生したパルスTHz光(1mJ/cm2)を培地に照射する.発生した衝撃波は培地中を伝搬し,培地中のカバーガラス上に培養された生細胞に照射される.細胞は蛍光顕微鏡によって観測され,細胞内外のタンパク質構造,細胞の形態や運動状態の変化が得られる.2022年度は照射装置の構築を行った. (B) 生細胞へのTHz衝撃波照射 原田らは上記装置を用いた実験の予備実験を行った.医療応用につながる細胞機能制御を探索するため,遺伝子損傷修復へのTHz光影響評価の予備実験を行った.実験では,0.1THzおよび0.28THzのテラヘルツの連続光をがん細胞に照射し,DNAダメージマーカーγH2AXの発現量を観測した.その結果,DNA損傷修復過程に0.28THzの電磁波を照射すると,損傷修復が誘起される事を発見した.今後,パルステラヘルツ光を照射したときの結果との比較を行う.
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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
2022年度はテーブルトップ型THz衝撃波照射装置と,培養細胞への照射予備実験が完了した.おおむね計画通り順調に進展している.
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今後の研究の推進方策 |
2023年度は前年度構築したTHz衝撃波照射装置を用いて精細胞へのTHz衝撃波照射実験を実施する予定である.
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