光バイオ

蛍光3Dライブセルイメージング

細胞内で起こる生命現象を解明するため、新しいライブセルイメージング技術の創生を目指しています。主要部品を内製化したフェムト秒パルスレーザは、コストパフォーマンスに優れ、発振器部、増幅器部ともに偏波保持ファイバレーザで構成されているため高安定です。レーザ内の空間伝送部分が少ないために、コンパクトであることを特長としています。この超短パルスレーザを用いて2光子励起顕微鏡を構築し、スフェロイドの蛍光3D画像を取得しました。

植物や藻類など光合成を行う生物は、光合成反応の為のエネルギー(電子)の逆反応により微弱な光を発しています。これは、遅延蛍光と呼ばれ、生体内で電子を伝達する分子一つ一つに対応したフォトンを検出することができます。このフォトンの発光量や時間分布を解析することで、光合成分子の挙動をリアルタイムに捉え、その機能を評価することができます。植物・藻類の生育診断や品種改良への活用が期待されています。

農業光センシング

光を利用し、農作業の効率化と農作物の品質向上に繋がる技術として、植物情報や栽培環境の計測技術の開発に取り組んでいます。

植物状態診断では、農作物の可視~赤外領域の分光測定を基に、植物体内の成分含有量を推定します。成分含有量から、施肥量や収穫時期の推定、収穫物の品質評価を行います。

硝酸イオン濃度モニタリングでは、深紫外領域(約210nm)の吸光度を指標に、植物の生育に必要な硝酸イオン濃度をモニタリングします。養液量を同時に測定することで、植物の吸収量を推定でき、肥料の適量施用が可能となります。

生体システムをセンサとして利用するための基盤技術

生体システムの機能を最大限に引き出し、従来にない高感度・高特異性・省エネルギー・小型軽量といった特長をもつ、生体システム融合デバイスの創出を目指しています。

生体内では、シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして働くcyclic AMP(cAMP)によって、多様な細胞機能が制御されています。近年、cAMPが関与する細胞応答の再現や病態モデルの作製手段として、時間・空間的な自在性と再現性に優れ、薬剤投与では難しい精密なコントロールが実現できる光操作(Optogenetics)に期待が高まっています。光刺激によりcAMPを生成する光活性化アデニル酸シクラーゼ(Photoactivated adenylyl cyclase; PAC)は、Gタンパク質を介さずに光で直接活性化されるため、各種生理活性因子の働きを光に置き換えることができる有望なツールです。
当社では、PACを発現させた培養細胞を用いて、光操作による定量的なcAMP生産のノウハウを蓄積するとともに、使い勝手の良い2種類のPAC改変体を製品化し、販売しています。