Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

蛍光 / 細胞 / 温度 / 分析 / イメージング

世界初となるカチオン性ラジカル重合開始剤を合成し、これを用いて無毒性のナノゲル状カチオン性蛍光性温度センサーを合成した。これにより、細胞分裂を含む長時間の細胞内温度計測が可能となった。また、開発した蛍光性温度センサーを利用して褐色脂肪細胞の分化の程度と熱産生能の関係を解明したほか、その熱産生にチャネルタンパク質であるパネキシン1が寄与していることも明らかにした。

研究代表者は、世界で初めて蛍光性温度センサーを用いて、生きた細胞の温度計測を行った本分野の先駆者である。本課題の成果は、細胞内温度計測における蛍光性温度センサーの有用性を確固たるものにした他、生物学的・医学的にも興味を持たれている褐色脂肪細胞の熱産生メカニズムに迫ったものである。本成果を通じて、生物学や医学において細胞内温度計測技術が非常に有効であることを示すと同時に、幅広い分野の研究者に本法の重要性を伝えることができた。

蛍光 / 高分子 / 温度 / 分析 / 細胞

昨年度に開発した蛍光性温度センサーpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)を蛍光寿命イメージング法に応用し、COS7細胞内の温度マッピングを進めた。最初に、細胞内におけるpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)の性能について評価したところ、空間分解能200nm、温度分解能0.18～0.58℃であり、細胞内の温度分布イメージングが十分に可能であることが分かった。そこで実際に、生細胞内の温度を測定したところ、核や中心体が細胞質に対して有意に熱く、さらにその程度が細胞周期依存的であることが判明した。この細胞内における小器官の温度差はこれまでに報告がなく、本研究課題で開発した蛍光性温度センサーによって初めて捉えられた生物学的知見である。さらに、定常時においてミトコンドリア周辺で温度が高いことや、脱共役剤による刺激に応じてミトコンドリア周辺で顕著な温度上昇が起きることも確認した。現在、これらの成果を公表すべく投稿論文を執筆中である。
また本年度は、平成20年度に得られた細胞の温度測定に関する成果を43rd IUPAC World Polymer Congress (Glasgow, UK)にて発表し、さらにこれまでの蛍光性温度センサーに関する研究内容をInternational Congress on Analytical Science 2010 (Kochi, India)にて講演した。