Research Results 研究成果
九州大学大学院理学研究院の水野大介准教授の研究グループは、これまで困难であった生きた细胞内部のレオロジー的性质(硬さ、ねばっこさや、発生する力の大きさ)の测定を可能にしました。
レオロジーは物质が持つ最も基础的な性质であり、工业製品やハイテク机器の性能?机能や耐久性を评価する际には必ず计测されます。したがって、私たちの体の基本的な构成単位である细胞の性能や机能を评価するためにも、当然计测することが望まれてきた物性量でした。しかしながら、普通の细胞は大きさが高々10μ尘ほどしかありません。しかもその内部の物质は、分子サイズのモーターにより激しくかき乱され、一定の状态にとどまることもありません。このように微小で活発な细胞内部环境のレオロジー的性质を计测することは极めて难しく、これまでは、细胞の表面を外侧から引っ掻いて细胞膜近辺を调べることしかできませんでした。细胞“内部”の性质を计测できないことは、细胞の振る舞いに不明な点が多く残る一つの原因となっています。
そこで、水野准教授の研究グループは、生きた細胞の中に小さな粒子を撃ち込み、その粒子の外場に対する応答や揺らぎを精密に観測することを試みました。生きた細胞内部では激しい細胞質流動が生じていますが、Feedback 制御を用いて細胞質流動に伴う粒子の動きを時々刻々補正することで、細胞内部の粒子の位置を常にナノメートル以下の精度で検出できる測定システムを開発しました(参考図1)。細胞内部に撃ち込んだ粒子は、主に細胞によって動かされています。従って粒子が大きく揺らぐからといって、細胞が柔らかい、あるいは、さらさらであるとは言えません。(それが言えるのは死んでいる細胞の場合だけです。)そのために、細胞内部の粒子にレーザーで力を与えたときの応答から、細胞のレオロジー的性質を求めました。また、揺らぎとレオロジー的性質を同時に測定すれば、細胞が生み出している力の強さや活きの良さも分かります(参考図2)。
今回开発された测定手法によって细胞内部のレオロジー测定が可能になったことで、物性物理学、细胞生物学、医学等の幅広い分野での研究の発展に贡献することが期待されています。
本研究成果は、2017年9月29日(金)午後2時(米国東部夏時間)にオンライン科学誌「Science Advances」に発表されました。
参考図1
参考図2
生きている细胞の性质や振る舞いの决まり方は、「もの」とは全く异なるはずです。今回の研究により、数々の细胞内部の不思议が明らかにされていくことを期待しています。人も细胞も外见よりも“中身”が重要です。