生物系特定産業技術研究支援センター

新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業

2003年度 中間評価結果

ナノプローブによる生物機能のナノ領域でのアクティブ計測

(東京大学大学院情報理工学系研究科 下山 勲)

評価結果概要

(1)全体評価

本研究は、ナノオーダーの各種プローブ(電気信号を記録するためのナノリード、薬物を注入するためのナノインジェクション、光計測のためのレーザナノスコープなど)を同時に細胞内、あるいは組織内の細胞外スペースに刺入して、生物機能の計測を開発することを目的としている。すなわち、下山グループがマルチプロービングシステムの構築を担当し、神崎グループがその性能評価を担当する。これらプローブの試作と生体への適用との間には、密接な相互フィードバックがあり、課題相互間の連携は非常に有効に機能している。本研究計画は極めて優れた水準にあり、高い独創性に裏打ちされた成果は、生物学者を十分に驚嘆させるに足るイメージを含む。研究は着実に成果をあげ、順調に目標に向かっている。今後も、試作プローブの適用対象、適用内容などについて議論しながら共同研究を維持し、推進することが望ましい。

(2)中課題別評価

1「ナノプロービングシステムの研究」
(東京大学大学院情報理工学系研究科 下山 勲)

ナノリード、ナノインジェクション、レーザナノスコープについて、ぞれぞれ、新しい成果が出され、予定された計画以上に研究が進捗している。マルチプロービングシステムのプロトタイプが、前倒し的に作成されたことは先行した成果の一つと考えられる。研究の進捗状況は順調であり、当初計画になかったものも、かなり取り入れられている。さらに今後は、本ナノプローブを実用化するため、可能な範囲で小型化したプロトタイプを大型細胞に速やかに適用し、適用細胞に対する相対的な小型化という視点から問題点を洗い出し、解決する必要がある。さまざまな工学的工夫は、いくつかの特許につながっており、高い評価が与えられる。

2「ナノプローブによる生物機能計測」
(筑波大学生物科学系 神崎 亮平)

ナノプローブによる生物機能計測では、試作プローブを昆虫に適用して、筋電位の記録に成功するとともに、マルチユニット記録を用いて単一ユニット活動を分離する方法を確立した。また、近赤外微分干渉顕微システムを用いて、視認下での微小プローブの細胞内刺入にも成功するとともに、昆虫神経細胞の培養系の開発、in vivo及びin vitroにおけるカルシウムイオン濃度・膜電位等のイメージング技法の改良など多くの成果を得ている。これらの評価技術は、それ自体で一般の生物学的研究に応用可能なものであり、その波及効果は極めて大きい。今後は、ナノプローブの性能評価に当たって、プロトタイプを、軟体動物などの大型細胞に速やかに適用して、その有用性を是非明らかにして欲しい。これまで、成果としての論文数は、必ずしも多くはないが質の高い論文が発表されている。