2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of biomaterials based on analysis of molecular processes at cell-material interfaces
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26282118
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 智広 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30401574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 正彦 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (50181003)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオインターフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、足場材料と細胞(接着斑)、細胞と培養液(細胞膜表面)の2つの界面における分子プロセスを、プローブ顕微鏡及び近接場光を用いた局所分光・力学測定で同時に解析する。材料―細胞界面の足場タンパク質の量・構造の時間発展(細胞の接着斑)、ナノスケール分解能で細胞膜中の脂質分子・膜タンパク質の面内分布、細胞膜の局所的力学特性・水和構造(細胞膜表面)を解析し、細胞の運命(接着、増殖、細胞死、がん化など)、細胞の薬剤への感受性を決定する要因を包括的に議論する。細胞の足場となるタンパク質の層の分析を行い、細胞応答との相関を定量的に解析を行うことであった。上記の技術は開発に成功し、以下の2つの知見を得た。
1.細胞・生体組織の初期応答には吸着タンパク質層が重要な役割を果たしており、巨視的な生体適合性にも深く関わっている。しかし、タンパク質層を形成するタンパク質の構造、組成などを包括的に解析した研究はない。我々は独自の組成分析手法を用いて、血清中から人工材料表面に吸着したタンパク質の組成を定量的に分析した。さらに、血清タンパク質の吸着後の構造変化の分析と組み合わせて、接着細胞の初期応答との相関を見出した。
2. 分子認識サイトのナノスケール分解能リアルタイムイメージングは、バイオセンサーの評価、細胞膜上の受容体タンパク質の分布の有力な解析手法となる。ここでは、Streptavidinを固定した基板とBiotinを修飾した探針を使用し、光熱励振機構を組み合わせた振幅変調型原子間力顕微鏡の位相差イメージングで、生体分子1分子レベルのナノスケール高速イメージングに成功した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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