研究課題
生物による発熱を1細胞レベルで計測し、そのメカニズム解明を目的とした細胞内温度計測の技術開発が進められているが、マクロスケールで測られる値では1細胞から得られた結果を説明できない（「10の5乗ギャップ問題」）。10の5乗ギャップの所在を明らかにするため、本研究では、細胞内に特有の環境は希薄な水系と異なるかどうか、実験的に確かめることを目指す。まず、定量性に優れる細胞内温度計測技術の開発を初年度に計画した。我々はこれまでに、ERおよびミトコンドリアへ選択的に集積する蛍光分子型の温度プローブを報告してきた。これらは蛍光強度の温度依存性から温度変化を求める方法であった。本年度はこれらを含む候補物質について蛍光寿命の特性を調べたところ、まず低分子蛍光温度計の１つと、蛍光タンパク質の１つの蛍光寿命に、温度依存性（温度が上がるにつれて、蛍光寿命が短くなる）があることを発見した。そして、骨格筋様に分化した培養細胞（筋管細胞）をカフェインで刺激した際の、筋小胞体や細胞質におけるこれら蛍光温度計の蛍光寿命変化を観察することにより、それぞれの細胞器官における温度変化を測定した。すると、筋管細胞の筋小胞体では温度上昇が見られたものの、細胞質では大きな温度変化が見られなかった。この結果は、骨格筋での非ふるえ熱産生による温度変化が、筋小胞体近傍の極めて局所で起こることを示唆している。ここで開発された方法は、生きた細胞の内部において、特に定常的な温度場のイメージングに適すると考えられることから、次年度以降の計画に向けた活用が期待される。
2: おおむね順調に進展している
初年度には、蛍光寿命の温度特性を利用した新規温度計測法の開発に成功しており、おおむね計画の通り進んでいるものと判断している。
研究計画の変更は予定していない。初年度の研究を継続し、当初の研究計画に沿って次年度も研究を進める。
物品費について、共通機器もしくは共同研究者における設備を利用することで本研究費からの支出を抑えることができたため、次年度使用額が生じた。
物品費については本年度と同様に、共通機器や共同研究者との実験の割り振りを上手く調節しながら、節約して使用する。また、これを共同研究にあたり必要な旅費や実験補助員への謝金、通信費などへ効果的に配分することで、全体として最大限の効果を上げられるよう努める。
すべて 2016 2015 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)
Chem. Commun.
巻: 52 ページ: 4458-4461
10.1039/C5CC09943A
