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本研究では、表面張力や表面物質透過性などのような物理化学的特性を活用することにより、このような物理化学的特性が支配的となるような微小領域において微小物体操作法の確立を目指している。特に、医学・生物学領域への応用を考慮し、微小物体として細胞を対象とした高スループット操作法の実現を目標とする。これまでの研究で、液体の表面張力を活用した気泡の自発的整列現象を鋳型とした細胞操作やシリコーンのガス透過性を活用した細胞培養用微小鋳造構造体による細胞パターニングを実現している。当該年度においてはこれまでの研究成果を活用して（１）幹細胞分化解析と（２）微生物個性解析の2つをそれぞれ実施した。幹細胞分化解析では、細胞培養用微小構造体による細胞パターニング技術を利用して、間葉系幹細胞の微小パターンを作製し、脂肪や骨への分化誘導を試みた。その結果、微小パターンが付与されていない通常の培養条件では現れなかった細胞分化の空間的局在が、微小パターンを付与した条件では出現することを確認した。従来、タンパク質パターニングによって行われていた同種の実験がより簡便かつ長期安定的に実施できることを示した。また微生物個性解析では、寒天培地表面に人為的に微小構造を作り込むことで、大腸菌の単離培養することにより、個々の大腸菌の遺伝子発現や増殖速度解析を実施した。大腸菌の懸濁液を微小構造を有する寒天培地に滴下するだけで、数十万細胞の大腸菌を自発的に整列することに成功している。
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