Analysis of interaction between single cell and nanostructured surface to clarify the sterilization mechanism due to nanostructure

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ナノ構造に付着した細菌は、ナノ構造と細菌の物理的相互作用により細胞外皮が損傷し、やがて死に至ると考えられている。しかし、その詳細なメカニズムについては明らかになっていない。本研究では、メカニズムを解明するために単一細胞レベルでの評価を実施している。具体的には、(A-1)電気化学インピーダンス分光法(EIS)と蛍光顕微鏡観察を組み合わせることで電極表面と細胞の相互作用を単一細胞レベルで評価する技術を開発すると共に、(A-2)高速AFMを用いて単一細胞の形態変化のタイムラプス観察する手法を構築することを目的としている。A-1では微細加工技術を用いて周期的ナノ構造を有する電気化学計測用電極を作製し、サンプル溶液を保持できる測定用のセルを作製する必要がある。A-2では、そもそも大腸菌やリポソームがどのくらいの硬さを有しているかを評価する必要がある。また、生物側の要因を追及するため(B-1)多種の細菌及び(B-2)疑似細胞としてリポソームを利用し、それらがナノ構造上でどのような挙動を示すかについても上述した評価法を用いて解析することを目指した。そのため、B-1では、大腸菌が自己溶解する機能（オートリシス）に着目し、それを発現する酵素が欠損した細菌での評価を実施した。また、B-2ではリポソーム作製方法の構築を行った。