| 研究課題/領域番号 |
23K22724
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01453 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
佐久間 臣耶 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40724464)
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| 研究分担者 |
菅野 茂夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60726313)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | マイクロ・ナノロボティクス / マイクロ・ナノフルイディクス / マイクロ・ナノメカトロニクス / プロトプラスト / microTAS / MEMS / マイクロフルイディクス / 機械特性 / ソーティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プロトプラスト再生の機械指標の時系列データの取得は、植物細胞が二酸化炭素を吸収して細胞壁に変換する反応について、単一細胞レベルでの新しい原理的理解を提供する。その理解に基づき、植物細胞培養の好適条件を決定すれば、カーボンニュートラル社会へ向けた二酸化炭素の資源化が加速され、世界規模での社会貢献が期待できる。そこで本研究では、微細加工技術と超高速流体制御技術を駆使することで、プロトプラストの機械指標をハイスループットに計測・解析するための、機械指標活性型細胞ソーティングの学理を創成し、マルチモーダル解析を通して、プロトプラスト再生の定量化を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、プロトプラスト再生の理解のために、オンチップ機械指標活性型細胞ソーティングの学理創成を目的とし、マイクロ流体チップ内にロボット構造体を統合したロボット統合型マイクロ流体チップを用いた細胞操作・計測技術を活用・深化させ、以下の４つの観点から研究を行い、粒子の操作・計測技術を創出した。(I) 細胞を一定間隔で流路内の細胞計測部に搬送する技術（細胞ローディング）、(II) ハイスループットな細胞の機械指標計測技術、(III) 細胞を複数のグループにソーティングする技術（マルチソーティング）。そして、これら基盤技術を用いた、（IV）プロトプラスト再生の数理解析の実施を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プロトプラスト再生における機械指標の取得は、植物細胞が二酸化炭素を吸収して細胞壁に変換する反応について、単一細胞レベルでの新しい原理的理解を提供する。その理解に基づき、植物細胞培養の好適条件を決定すれば、カーボンニュートラル社会へ向けた二酸化炭素の資源化が加速され、世界規模での社会貢献が期待できる。本研究で世界に先駆けて提案した、機械指標活性型細胞ソーティングは、プロトプラストの機械指標をハイスループットに計測・解析するための基盤的技術として、プロトプラスト再生理解の学理創成に貢献するのみならず、例えば、微細加工技術や、超高速流体制御技術などの関連分野においてインパクトの大きいものである。
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