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細胞内では多数の異なる物質、構造体がひしめき合い、薄い溶液系とはまるで異なる特殊な細胞内環境を作り出している。さらに細胞内・間の情報伝達や細胞運動といった活動により、このような細胞内環境は空間的にも時間的にもめまぐるしく変動する。細胞生物学はもちろん、細胞を治療や診断の対象にしようとする革新的な医療技術や新しい産業技術においては、このように変化する細胞内環境を計測すること、細胞内分子や器官の働きを連続して捉えること、の2つが同時に求められる。本研究では、細胞内環境に感受性を持ち、環境を記述するのに十分な空間分解能とリアルタイムで計測が可能な時間分解能とを併せ持つ新しいプローブ、またこれらプローブに適した計測技術をセットで開発することを目指す。この新しい方法を用いれば、細胞内の局所で、カルシウム濃度を初めとした細胞内環境の変化と分子や器官の位置の変化とを、これまでにない精度で測ることが可能となる。初年度はまず、蛍光顕微鏡を用いて小胞体の温度を測る技術を開発した。生きた細胞の膜小胞体（ER）に局在する低分子型の温度計分子を見出したのち、ER膜上のCa2+ポンプを主要な熱源とする熱産生を狙い、カルシウムショックに伴う熱産生の計測と細胞内Ca2+動態との相関を得た。また、大型甲虫が生きたままその内部状態を計測するin vivo蛍光イメージング系を開発した。エサに混ぜたさまざまな蛍光色素を、経口投与を介して大型甲虫の体内に取り込ませることで筋肉を蛍光染色し、電気刺激による筋肉のCa2+応答が検出できることを示した。
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