原子間力顕微鏡と弾性シェル理論を用いた細胞の弾性率と内圧の同時解析

• 研究課題/領域番号: 23K25840
• 補助金の研究課題番号: 23H01143 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 細川 陽一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20448088)
• 研究分担者: 津川 暁 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (20607600) ; 丹賀 直美 奈良先端科学技術大学院大学, デジタルグリーンイノベーションセンター, 特任助教 (90887126)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2025年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2024年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2023年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / インデンテーション計測 / トポグラフィー計測 / 植物細胞 / 動物細胞

研究開始時の研究の概要

細胞が形状を保持し、その形態を変化させる力学を知る上で、細胞膜と細胞壁の弾性率（Ｅ）と細胞内の圧力（Ｐ）は、本質的な因子である。Ｅは細胞膜と裏打ち細胞骨格の構造、植物細胞では細胞壁を構成するセルロースと架橋分子の構造に帰結される情報を、Pは核や細胞質の粘性抵抗と植物細胞では膨圧に帰結される情報を含んでいる。本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)によるトポグラフィー計測とインデンテーション計測を同じ細胞に行い、ＥとＰを同定する新手法を構築する。