研究課題
従来の生物学では多くの場合にマクロスケールのパラメータとして捉えられる(1)「仕事(力)」と(2)「熱(温度)」という2つのエネルギー量を、メゾスケールで扱える技術を開発し、新規で生物学的に重要な事象の発見を目的とする。2011年度は、(1)アクチン-GFP、-RFPを発現する細胞を用いて細胞シートを調製し、負荷刺激系を組み合わせた顕微観察系の最適化を進め、蛍光タンパク質が外部不可に応答する様子を確かめた。本研究成果に関する予備的結果について、EMBO Meeting 2011において学会発表を行った。また(2)単離したラット心筋細胞の近傍に集光した赤外レーザーで局所的な熱パルスを発生させたところ、この熱パルスが心筋細胞の収縮を誘導することを見出した。この収縮中にCa2+濃度変化は見られず、また細胞膜を除去した心筋細胞でも収縮は誘導された。このことから、熱パルスがCa2+の変動無しに筋収縮を制御できることを見出した。この現象は、Ca2+ダイナミクスに異常のある心疾患において、拍動を誘導する新たな手法につながる可能性がある。本研究成果について、Biochemical and Biophysical Research Communications誌に論文発表した。さらに細胞内の局所的かつ僅かな温度変化の測定を可能にする新たな手法を開発した。今回開発した蛍光ナノ温度計粒子の蛍光強度(明るさ)は温度によって変化し、他の環境因子(pHとイオン強度)には影響されない。そのため、環境が時々刻々変化する細胞内の局所的な温度を、正確に素早く測定することが可能となった。さらにこのナノ温度計は細胞内で分子モーターによって輸送され、「細胞内を歩くナノ温度計」として働くことが見いだされた。本成果についてLab on a Chip誌に論文発表した(印刷中)。
2: おおむね順調に進展している
(1)では当初の計画通り、顕微鏡観察系がほぼ完成し、継続して実験を行うことが可能となった。しかし成果発表をするのに足るほどのまとまったデータを取得するには至っていない。一方の(2)は当初の計画をやや上回る形で進展し、2つの小テーマについて論文発表をすることができた。以上のことから、現在までの達成度を「(2)おおむね順調に進展している。」とした。
現在までに、研究計画を大きく変更する方針はない。
すべて 2012 2011 その他
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) 備考 (1件)
Biochemical and Biophysical Research Communications
巻: 417 ページ: 607-612
10.1016/j.bbrc.2011.12.015
Lab on a Chip
巻: (印刷中)(in～press)
10.1039/C2LC00014H
http://www.waseda.jp/jp/news11/120315_nanothermo.html
