| 研究領域 | 生体分子工学と低物理エネルギーロジスティクスの融合による次世代非侵襲深部生体操作 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05758
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
井上 圭一 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90467001)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| キーワード | 深部生体操作 / 光熱変換 / 超音波 / 磁場 / 低物理エネルギーロジスティクス |
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| 研究成果の概要 |
本研究では超音波および磁場の二種類の低物理エネルギーで、神経細胞の活動を制御する新たな要素技術開発を第一の目的とする。このため様々な機械受容チャネルや鉄ナノ微粒子を含む籠構造を形成するFerritinタンパク質を用いて、超音波および磁場に応答する分子（レシーバ分子）を開発する。そしてレシーバ分子を異種発現させたホ乳類細胞へ外部から最大200 mT程度の磁場を印加し、チャネル電流やカルシウムシグナルを測定することで、磁場に対する応答性を評価する。さらに開発したレシーバ分子を骨格筋細胞へと導入することで、磁場による細胞の収縮や骨格筋の維持・再生を試みることを第二の目的とする。
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| 自由記述の分野 |
生物物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では様々な分子デザインを試みることで、細胞中で機械受容チャネルにFerritinを強固に結合することに成功した。そしてさらに磁場を印加することで一部の細胞において磁場印加に伴うカルシウムシグナルの増大を引き起こすことに成功した。今後この効率を向上させることで、現行の可視光を用いるオプトジェネティクスでは困難な、体深部における骨格筋や神経細胞の操作が可能となり、将来的には現在有効な治療法がない筋萎縮性側索硬化症（ALS）の治療法開発への応用が期待される。
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