細胞生物工学研究室

About关于研究室

細胞を、物理と情報の目で見る。

細胞生物工学研究室は、生命の最小単位である細胞を物理学・情報工学の立場で理解し、その工学・医学への応用を目指しています。
細胞の硬さから正常な細胞と異常な細胞を見分ける技術の開発や、細胞シート・マイクロパターン細胞を用いた細胞機能・細胞情報伝達の研究に取り組んでいます。
原子間力顕微鏡、光計測技術、微細加工技術といったナノテクノロジーを駆使し、単一の細胞から組織までを研究の対象にしています。
細胞生物学と情報工学の境界領域の新しい分野なので、柔軟な発想で研究ができます。

Research研究课题

単一の細胞から組織までの、時間と空間にわたる振る舞いに関心があります。細胞がどのように力学的に自己組織化して組織をつくるのかを知るために、生物としての機能と力学的な性質の関わりを調べています。

※示意图

生体組織の硬さを測る↗

組織は発生の中で大きさも形も大きく変わります。原子間力顕微鏡で測った硬さがどこまで正確かがはっきりしていなかったため、組織表面の傾きを考えに入れた式を提案し、発生中の胚の硬さを細胞1個の細かさで求められることを示しました。

※示意图

細胞は隣の硬さを感じている↗

細胞が一層に並んだ状態での硬さの分布を、広い範囲を走査できる原子間力顕微鏡で測りました。硬さが遠くまで相関していることが分かり、細胞が隣の細胞の硬さを感じ取って自分の硬さを調節していることが見えてきました。

※示意图

細胞レオロジーの高速計測↗

細胞の粘りと弾性は測る周波数によって変わりますが、1つの周波数ずつ測る方法では時間がかかり、分布を描けませんでした。複数の周波数を同時に使うフォースモジュレーションAFMを開発し、周波数ごとの粘りと弾性を地図のように描けるようにしました。細胞内の力学的な構造を見ることや、がんなどの診断に役立つと考えています。

※示意图

単一細胞の診断↗

同じ種類の細胞でも、1つ1つの硬さは大きくばらつきます。そのばらつきが細胞内のどの場所や、細胞の力学を強く左右するアクチン繊維の骨格と、どのように関わっているのかを明らかにしました。

Voices学长学姐的评价

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