光応答筋組織を駆動・制御源に用いたマイクロマシン開発に関する研究

以光响应肌肉组织为驱动/控制源的微机械开发研究

• 批准号: 25882022
• 负责人: 浅野 豪文
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25882022/
• 关键词: 筋収縮; チャネルロドプシン; 光刺激; 微細加工; 人工筋肉

高いエネルギー効率を持つ筋肉を駆動源に利用したアクチュエータはマイクロデバイスの新しい基盤技術として期待できる。そこで遺伝子組換え技術を用いて光受容イオンチャネル遺伝子を組み込み、光に応答する筋組織を作製した。その結果、青色光（470 nm）を照射すると照射パターンに同期した収縮活動を誘発することができた。光刺激により引き起こされる筋収縮によって発生する変位量や力を定量的に測定するために、微細構造体をソフトリソグラフィにより作製した。開発した構造体に組み込んだ筋組織を光刺激して過渡応答特性を解析し、アクチュエータを正確に制御する最適な光強度やパターンの制御変数を導出した。また生体外（in vitro）で機能的な筋組織を細胞から再構築するために、筋細胞のパターニングを試みた。一方向に配向させた筋細胞はコントロール群と比較して、配向度や応答性、収縮性について向上することが認められた。光を入力制御媒体とした光応答性筋肉（筋細胞）は外部との電源供給や通信制御のための配線が不要となる画期的なワイヤレスアクチュエータ創製に有用であることを示した。

High い エ ネ ル ギ ー sharper rate を hold つ brawn を 駆 dynamic source に using し た ア ク チ ュ エ ー タ は マ イ ク ロ デ バ イ ス の new し い base plate technology と し て expect で き る. そ こ で heritage 伝 subgroups in を え technology with い て light by let イ オ ン チ ャ ネ ル posthumous son 伝 を group み 込 み, light に 応 answer す る muscle tissue を cropping し た. そ の result, blue light (470 nm) を irradiation す る と irradiation パ タ ー ン に period し た 収 shrinkage activity を 発 lure す る こ と が で き た. Light stimulation に よ り lead き up こ さ れ る reinforcement 収 shrinkage に よ っ て 発 raw す る や force - a quantity を quantitative determination of に す る た め に, fine structure を ソ フ ト リ ソ グ ラ フ ィ に よ り cropping し た. Open 発 し た constructs に group み 込 ん だ muscle tissue を light stimulate し て transition 応 a characteristic analytical し を, ア ク チ ュ エ ー タ を right に suppression す る optimum な light intensity や パ タ ー ン の suppression - several を export し た. ま た born in vitro (in vitro) で functionary な muscle tissue を か ら to construct す る た め に, muscle cells の パ タ ー ニ ン グ を try み た. に with a direction to さ せ た muscle cells は コ ン ト ロ ー ル group と compare し て や, side direction 応 answer, 収 shrinkage に つ い て upward す る こ と が recognize め ら れ た. Light を suppression into force media と し た light 応 a sexual dread (muscle cells) は external と の power supply や communication system of imperial の た め の wiring が don't と な る painting period な ワ イ ヤ レ ス ア ク チ ュ エ ー タ created に useful で あ る こ と を shown し た.

项目成果

光応答性高配向型筋細胞シートの開発と評価

光响应高度定向肌细胞片的开发与评价

• 发表时间: 2014
• 作者: 浅野豪文, 石塚徹 ;八尾寛;森島圭祐;藤原聖矢, 浅野豪文, 秋山佳丈, 森島圭祐
• 通讯作者: 藤原聖矢, 浅野豪文, 秋山佳丈, 森島圭祐

筋細胞機能の光遺伝学的操作

肌肉细胞功能的光遗传学操纵

• 发表时间: 2014
• 作者: 浅野豪文;石塚徹;八尾寛;森島圭祐
• 通讯作者: 森島圭祐

Optogeneticmanipulation of muscle cell functions with light

用光对肌肉细胞功能进行光遗传学操作

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Asano;T. Ishizuka;H. Yawo and K. Morishima
• 通讯作者: H. Yawo and K. Morishima

In vitro筋モデルとしての光応答性筋肉の創製

创建光响应肌肉作为体外肌肉模型

• 发表时间: 2014
• 作者: Ueda;J.;Urahama;T.;Harada;A.;Machida;S.;Maehara;K.;Horikoshi;N.;Osakabe;A.;Tachiwana;H.;Yao;T.;Iwamoto;T.;Isotani;A.;Ikawa;M.;Tachibana;T.;Kimura;H.;Ohkawa;Y.;Kurumizaka;H.;and Yamagata;K.;浅野豪文，石塚 徹，八尾 寛，森島圭祐
• 通讯作者: 浅野豪文，石塚 徹，八尾 寛，森島圭祐

Optogenetic manipulation of myogenic contraction and maturation in skeletal muscle cells

骨骼肌细胞肌源性收缩和成熟的光遗传学操作

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Asano;T. Ishizuka;H. Yawo and K. Morishima
• 通讯作者: H. Yawo and K. Morishima