2021 年度研究成果報告書

生きた細胞内部のナノ動態を直接可視化するナノ内視鏡技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	19K22125
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分29:応用物理物性およびその関連分野
研究機関	金沢大学
研究代表者	福間剛士金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90452094)
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード	原子間力顕微鏡（AFM）
研究成果の概要	生細胞内部でナノ構造・動態を計測できるナノ内視鏡技術を、原子間力顕微鏡（AFM)を基盤として開発した。この技術では、ニードル探針を細胞内を含む3次元空間内で走査し、その間に探針に働く力を記録することで細胞内構造を可視化する。さらに、細胞内に探針を挿入し、そこでAFM観察を行うことで、細胞内の局所構造やその動態を、ナノレベルの分解能で観察できる。また、これらの計測が、細胞に致死的なダメ－ジを与えないことを蛍光アッセイにより確認した。この技術により、従来観察できなかった細胞内現象を直接観ることが可能となり、細胞機能の発現機構に関する理解が進むものと期待される。
自由記述の分野	ナノ計測工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の成果により、従来技術では観られなかった生細胞内部のナノ現象が観察できるようになる。これにより、従来間接的な計測結果から予想されてきた細胞内現象の発現機構やそれが関係する疾患の機序を直接観て確認できる。また、従来、細胞外での再構成系で多数のAFM計測が行われてきたが、それが本当に細胞内で生じているのかは、しばしば疑問視されてきた。これらの現象を直接細胞内で観察できれば、過去に報告されてきた膨大な量のAFM実験結果に関して、この疑問に対する解答を与えられる。こうして明らかになった細胞機能や疾患機序の理解は、将来、創薬・医学の発展を通じて、人類の健康増進に寄与することが期待される。