2020 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of environmental response of photosynthetic cells by on-chip spatiotemporal control
| Project/Area Number |
18H03762
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
新井 史人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90221051)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魚住 信之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)
丸山 央峰 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60377843)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 超精密計測 / ナノバイオ / 機械力学・制御 / バイオ関連機器 / マイクロ流体チップ / 光ピンセット / 藍藻 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
オンチップで計測環境状態を時空間的に制御し，異なる環境刺激下における粘弾性の変化をみることで，藍藻の生体膜で機能するイオンチャネルによる環境適応能力を調べることが目的である．今年度の研究実績の概要を以下にまとめる．
A．微細加工・システム構築： マイクロ流体チップの方式において，機構並びに計測系全体のアーキテクチャの設計基盤を構築した．動的力センシングのための機構設計，および駆動制御の構築，改良を行った．また，マイクロ流体チップのフローシステム，光ピンセットによる細胞搬送などの統合設計・解析を行った．これにより，プローブ間で補足した藍藻の環境を変化させる前後の力計測を行い，環境計測制御と粘弾性計測を同時に実施する計測システムの実現の可能性を示した．また，AFMを用いた計測系を用いて藍藻の粘弾性特性を計測するために必要な，実験条件を確定した．
B. 動的機械特性計測： マイクロ流体チップ方式およびAFMを用いた計測系により，藍藻の粘弾性計測を行った．浸透圧刺激による藍藻の粘弾性の変化を計測した．マイクロ流体チップ方式による計測結果とAFMを用いた計測系による計測結果を比較し，チップ方式の計測結果の妥当性を確認した．また，マイクロ流体チップ内部を局所的に溶液置換する制御系を構築し，藍藻への刺激前後の形状変化を画像データから解析するシステムを構築し，サイズ変化が観察できることを確認した．
C． 環境制御・計測： 計測環境の溶媒を置換し，蛍光ゲルセンサアレイを利用した非接触の環境計測を行った．環境計測に用いるハイドロゲル構造体は，UV硬化により構築した．
D. 細胞計測・評価・機能解析： 藍藻の生体膜で機能するイオン輸送体の遺伝子の不活化株を相同的遺伝子組換え技術によって作成し，動的な環境変化（刺激）による藍藻の力学的特性計測と評価を行い，その結果を正常株と比較し，静的な特性の違いがあることを確認した．
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(3 results)
