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2013 年度 実績報告書

メゾスコピック領域で見られる生物の機械的で熱的な動作のしくみと操作

研究課題

研究課題/領域番号 23687021
研究機関早稲田大学

研究代表者

鈴木 団  早稲田大学, 重点領域研究機構, 主任研究員(研究院准教授) (40350475)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード共焦点顕微鏡 / 生物物理 / 分子モーター / 細胞・組織 / 生体分子
研究概要

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。2013年度は、(1)昨年度までに準備を進めていた論文について、追加の実験を行った。また(2)昨年度までに改良に成功していたナノ温度計を培養細胞HeLaへ応用した。HeLa細胞にはふりかけるだけで自発的にとりこまれること、エンドサイトーシスで取り込まれた後は酸性オルガネラであるエンドソームに存在すること、エンドソーム内と細胞外とに温度差の無いことが確認された。さらに一個の細胞からの発熱を検出する試みに成功した。細胞内Ca2+濃度を強制的に急上昇させると、細胞内の各部位で温度の上昇が観察された。温度上昇の時間変化は、部位毎に異なっていた。また細胞全体のCa2+濃度上昇と温度変化とを比較すると、正の相関が見られた。これは個々で見られた発熱現象の熱源が、Ca2+によって活性化される分子または機構であることを示唆している(Takei, Y., Arai, S., Murata, A, Takabayashi, M., Oyama, K., Ishiwata, S., Takeoka, S. and Suzuki, M. , ACS Nano, 8(1), 198-206, 2014)。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] A Nanoparticle-Based Ratiometric and Self-Calibrated Fluorescent Thermometer for Single Living Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Takei, Y., Arai, S., Murata, A, Takabayashi, M., Oyama, K., Ishiwata, S., Takeoka, S. and Suzuki, M.
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 8(1) ページ: 198-206

    • DOI

      10.1021/nn405456e

  • [雑誌論文] 歩くナノ温度計2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木団、大山廣太郎、石渡信一
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 53(3) ページ: 158-159

  • [学会発表] Thermometry in aqueous solution at single cell-scale using fluorescent nanothermometers2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20140316-20140319
    • 招待講演
  • [学会発表] Intracellular Ca2+ imaging to temperature stimuli on cultured cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Itoh, H., Oyama, K., Suzuki, M., Lane, E. B. and Ishiwata, S.
    • 学会等名
      Singapore International Conference on Skin Research
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20140302-20140305
  • [学会発表] Thermal activation of cardiac thin filaments induces contraction without intracellular Ca2+ releases: studies with cardiomyocytes and an in vitro motility assay.2014

    • 著者名/発表者名
      Oyama, K., Ishii, S., Arai, T., Shintani, S.A., Itoh, H., Fukuda, H., Suzuki, M. and Ishiwata, S.
    • 学会等名
      Biophysical Society the 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20140215-20140219
  • [学会発表] Bleb formation in a HeLa cell induced by temperature gradient.2014

    • 著者名/発表者名
      Arai, T., Isaka, A., Oyama, K., Itoh, H., Seto, Y., Suzuki, M. and Ishiwata, S.
    • 学会等名
      Biophysical Society the 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20140215-20140219
  • [学会発表] Single cell-scale thermometry by fluorescent temperature reporters2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      7th International Symposium on Nanomedicine (ISNM 2013)
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      20131107-20131109
    • 招待講演
  • [学会発表] Actin filament remodeling in cell-sheet by mechanical stretch2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M., Kawauchi, K., Chai, E.C., Yamauchi, S., Ishiwata, S. and Fujita, H.
    • 学会等名
      The 51st Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] Spot-by-spot thermometry in aqueous solution by fluorescent temperature reporters under optical microscope2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      International Symposium on Nanomedicine Molecular Science (NMMS 2013)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131008-20131010
  • [学会発表] Ca2+-coupled local thermogenesis in a single HeLa cell measured by polymeric nanoparticles as ratiometric nanothermometers.2013

    • 著者名/発表者名
      Takei, Y., Arai, S., Murata, A., Takabayashi, M., Oyama, K., Ishiwata, S., Takeoka, S. and Suzuki, M.
    • 学会等名
      The 5th EMBO Meeting
    • 発表場所
      Amsterdam, Holland
    • 年月日
      20130921-20130924
  • [学会発表] Calcium release induced by a microscopic heat pulse in WI-38 fibroblasts.2013

    • 著者名/発表者名
      Itoh, H., Oyama, K., Suzuki, M. and Ishiwata, S.
    • 学会等名
      The 5th EMBO Meeting
    • 発表場所
      Amsterdam, Holland
    • 年月日
      20130921-20130924
  • [学会発表] 単一ナノ粒子計測による単一HeLa細胞内の温度依存的な機能活性の測定と活性依存的な熱発生の検出2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木団、新井敏、村田篤、大山廣太郎、高林昌生、武井義明、石渡信一、武岡真司
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] Microscopic thermometry in a living cell by fluorescent nanoprobes

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      Japan-A*STAR Advanced Diagnostics Forum
    • 発表場所
      Singapore
    • 招待講演
  • [学会発表] Development and biological applications of fluorescence thermometry under optical microscope.

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      Waseda University-Singapore Polytechnic Inaugural Joint Biomedical Symposium 2013
    • 発表場所
      Singapore
  • [学会発表] Temperature measurement in the scale of single cell with fluorescent temperature reporters

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.
    • 学会等名
      MBI Seminar
    • 発表場所
      Singapore
    • 招待講演
  • [学会発表] 一匹の細胞で温度を扱うこと&擬似組織系で細胞の力学負荷応答を見ること

    • 著者名/発表者名
      鈴木団
    • 学会等名
      「細胞機能究明の最前線3」理研セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] 見えないパラメータに着目した細胞生物物理学- 温度(熱)と力(仕事)-

    • 著者名/発表者名
      鈴木団
    • 学会等名
      ナノメディシン分子科学第二回若手の会
    • 発表場所
      京都

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公開日: 2015-05-28  

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