• 健康長寿社会の実現をめざし、個人が多様で複雑な社会の中で、脳と心の健康を維持・向上させ、発達・加齢の各段階で健やか、且つ、穏やかな心を保つことを可能とする、様々な技術開発を、脳機能イメージング研究、認知科学、心理学などの基礎研究の知識と技術を応用して行います。健康な社会生活を送っている人たちが、より幸せな人生を歩むことができることを目的としていることが最大の特徴です。

生活の質向上、認知機能維持・向上、ストレス軽減、コミュニケーションスキル向上などを可能とするシステム開発を目指すため、医療・福祉、教育、情報・通信、生活に関する製造業全般との産学連携を想定しています。

• 生きた細胞内にミクロンサイズまでの物体を直接入れる方法はなかったが、今回、リポソームに内包し、生細胞と一過性に電気的に融合させることでリポソームから細胞質に直接、導入、留置する方法を確立した。任意のタンパク質、DNAも導入可能である。また、導入する物体表面をヒストンなどでコートすれば、細胞分裂後に核内に留置することもできる。また、鉄ビーズを用いれば、ネオジム磁石で動かすことも可能である。

細胞内に物体、物質を導入する方法は未だに容易ではないが、我々の方法は、簡便で高効率で、従来の方法を凌駕する。導入困難な巨大タンパク質の導入も可能で、核内にまで到達させる方法としては唯一の技術である。

• 物質拡散係数の高精度測定は、諸々の熱物性値測定の中でも極めて困難であり、特にタンパク質においては物質自体が稀有であること、および分子数が大きいため拡散現象が非常に遅いことなど、多くの点から困難とされてきた。これに対し、当研究分野では最新画像処理技術を用いることにより、少量のタンパク質試料で微小非定常拡散領域を高精度に測定する方法を開発した。既存の光学系に位相シフト技術を組み込むことで、解像度がλ /100 程度の精度を実現し、拡散場内のわずかな濃度変化も検知できるシステムを測定系を構築した。生体組織内に代表されるような極限環境下では複数の物質が同時に物質移動する多成分系拡散現象がおきている。本測定法では同時に複数の物質の拡散係数を測定できる特徴を有しており、この測定法を用いることで多成分拡散現象を定量的に評価できる。この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を強く希望する。

• 生体分子の機能を正しく理解するには他の生体分子との相互作用が保たれた状態、すなわち生きた状態で観察することが重要です。そこで、有機化学および蛋白質科学の双方からのアプローチにより新たな機能性分子を開発し、生体分子の可視化および光を用いた機能制御に取り組んでいます。特に、オルガネラ内の分子やイオン濃度の定量や、蛋白質機能を光操作するケージド化合物あるいはフォトスイッチ化合物の開発に実績があります。

• 遺伝子発現プロファイルを計測する手法は多様にあるが、遺伝子の発現を制御する転写因子の活性を定量評価する技術は不足している。我々は生体組織内細胞や培養細胞が発現する複数の内在転写因子の転写活性を直接定量評価する技術を開発した。本技術を用いることにより病態や生理活動に関連して生体組織内細胞の状態がどのように変化するのか解析することができる。転写因子活性を指標にした慢性疾患の病理解明、転写因子活性をモニターすることによる医薬品の開発や薬品の効能、副作用のスクリーニングなどに有用であると考えられる。

• 生体に関する様々な運動を非接触かつ非侵襲的に計測することが可能な生体用モーションキャプチャシステムの開発を行っています。口腔内など遮蔽された空間でも利用可能な磁気式システムでは、最新の磁気工学技術によるLC 共振型磁気マーカを利用し、外部からの磁場印加によるシステムのワイヤレス化を実現しました。さらに光学式システムでは小型軽量の赤外線反射マーカを利用し、250ヘルツにて50 箇所までリアルタイムでの同期的計測が可能なシステムの開発に成功しています。

本システムでは生体に関する様々な動作解析が可能で、非接触かつ非侵襲的な動作解析を必要とする診断・医療機器などへの応用が可能です。条件に合わせてシステムを特化することもできるので、本システムを活用したい企業や団体との共同研究を希望します。