Deep-tissue absolute force spectroscopy with sub-piconewton precision
この論文は、光学的散乱や機械的複雑さという課題を克服し、生体内の深部組織においてサブピコニュートン（300 fN）の精度で絶対的な力測定を可能にする、散乱媒体内での光ピンセットとグローバルな揺らぎ - 散逸定理に基づく較正フレームワークを提案し、ショウジョウバエの発生過程における皮質張力や核膜張力などの力学的特性を定量化したことを報告しています。
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bioengineering
346 件の論文
Foveated Light-Field Compound Imager
この論文は、複眼の広視野と単眼の高解像度を統合した多アパーチャ凹面構造の「FOLIC」と呼ばれる新型撮像システムを開発し、単一撮影で広域から単細胞レベルまでの解像度と深度情報を同時に取得できることを実証したものである。
Structural dynamics insights into principles underlying the fitness of new broadly potent AAVs
本研究は、単一細胞分解能を有する新しい AAV 工学手法「scAAVengr-Hunt」を用いて開発された超高性能ベクター ATX002 の分子動力学シミュレーション解析を通じて、受容体親和性の向上とヘパラン硫酸結合の調節という二重の分子メカニズムが、種を超えた広範なポテンシーをもたらすことを解明し、AAV 工学の新たな指針を示しました。
Mechanical and morphological effects of intervertebral disc injury: a systematic review of in vivo animal studies
本システマティックレビューおよびメタ分析は、椎間板損傷を伴う動物モデルにおいてヤング率が機能性変性の最も感受性の高い指標であることを示し、研究間の高い異質性と方法論的限界を踏まえ、将来の臨床転換に向けたOutcome 定義や手法の標準化の必要性を提言している。
Influenza Virus Infection of an Immunocompetent Organotypic Model of the Human Respiratory Mucosa
この論文は、鼻上皮細胞、線維芽細胞、マクロファージを組み合わせて構築した免疫機能を持つ 3 次元呼吸器粘膜モデルが、インフルエンザウイルス感染によるウイルス複製や炎症性サイトカインの分泌、I 型インターフェロン関連遺伝子の発現上昇を再現し、生体内に近い環境で宿主と病原体の初期相互作用を研究する上で有用であることを示しています。
OpenMebius2: GUI-based software for 13C-metabolic flux analysis with tracer labeling pattern suggestions for accurate flux predictions
本研究は、安価な 13C 基質を用いて得られた代謝フラックス分布とその信頼区間に基づき、仮想的なトレーサーラベル付けシナリオを評価してフラックス推定精度の向上を予測する機能を含む、13C 代謝フラックス解析用の GUI ベース統合プラットフォーム「OpenMebius2」を開発したものである。
Apollo-IRE1: A Genetically Encoded Sensor for Live Cell and Multiplexed Imaging of ER Stress
本研究では、膵臓β細胞における小胞体ストレスの動態を、蛍光異方性の変化を通じて定量的かつ多重イメージング可能に検出する遺伝子コード型センサー「Apollo-IRE1」を開発し、糖尿病の病態解明や単一細胞レベルの長期的追跡に有用なツールとして確立しました。
Collagen-based bilayered biomimetic tubular materials for vascular and airway applications
この論文は、血管や気道の再生医療に応用可能な、化学的架橋剤を含まず天然組織の多階層構造を模倣した二層構造のコラーゲン製チューブ型生体材料を開発し、その生体適合性、機械的特性、および実用性の可能性と限界を評価したものである。
Generalizable Cysteine Quantification in Pea Cultivars from SERS Spectra Using AI
本研究は、AI（特に 1 次元畳み込みニューラルネットワーク）を用いて表面増強ラマン散乱（SERS）スペクトルからエンドウ豆のシステイン含有量を高精度かつ汎用的に予測する手法を確立し、従来の HPLC 法に代わる迅速な栄養品質評価の可能性を示しました。
Mechanochemically-reprogrammed stem cell exosomes reconcile the biogenesis internalization trade-off for pulmonary fibrosis therapy
この論文は、基質の軟化と ABCA1 調節を組み合わせたメカノケミカルなリプログラミングにより、肺線維症治療において生産性と細胞取り込み効率というトレードオフを克服し、巨噬細胞の M2 型への再分化を誘導して線維化を逆転させる幹細胞由来エクソソームを開発したことを報告しています。
Computational aberration-corrected volumetric imaging of single retinal cells in the living eye
この論文は、眼の収差を計算的に補正して生体網膜の広視野かつ高速な 3 次元細胞イメージングを可能にする「 plenoptic 照明走査型網膜カメラ（PI-SLO）」を開発し、ミクログリアの動態や血管灌流、光誘発カルシウムフラックスといった中枢神経系の生理学的研究に応用したことを報告しています。
Gradient Multinozzle 3D Printing
この論文は、複数のインクを同時に混合・印刷できる勾配マルチノズル（GEM）printhead を開発し、インク設計の反復プロセスを加速させ、生体適合性や機械的特性の最適化を可能にしたことを報告しています。
Physiological perfusion of human vasculature reveals a YAP/TAZ-Apelin switch linking intraluminal flow to endothelial state transitions and vessel remodeling
本研究は、生理学的な血流を制御可能なヒト血管系プラットフォーム「VIVOS」を開発し、血流が YAP/TAZ-Apelin シグナル経路を介して血管リモデリングを誘導するメカニズムを解明するとともに、遺伝性出血性毛細血管拡張症に伴う動静脈奇形のような病態を 3 次元ヒト組織で再現・解析できることを示しました。
Mechanical Flexibility Enables DNA Origami to Overcome Steric Confinement in Mucus
本論文は、DNA オリガミを用いた研究により、ナノキャリアの機械的柔軟性が表面化学とは独立したパラメータとして機能し、粘液の立体障害を克服して輸送効率を向上させることを実証した。
Raybloc: A Marine Bioactive Silica-Microsponge Formulation Confers Superior Protection against Blue Light and Infrared-A Induced Skin Damage in Murine Model
本研究は、海洋由来のバイオアクティブシリカマイクロスポンジ製剤「Raybloc」が、マウスモデルにおいて青色光および赤外線-A による酸化ストレス、炎症、バリア機能障害を効果的に抑制し、ヒアルロン酸製剤を上回る優れた光老化防止および保湿効果を有することを示した。
Coacervate droplet sequestration of heterogenous nanoplastics with elastin-like polypeptides
本研究は、エラスチン様ペプチドを用いた共凝縮液滴が、機械的摩耗で生成された異種ナノプラスチックの疎水性表面特性を反映して選択的に取り込むことを実証し、これによりナノプラスチックの除去およびその表面特性の解明が可能であることを示しました。
Programmable domestication of thermophilic bacteria through removal of non-canonical defense systems
本研究は、非標準的な防御システム（Wadjet II など）の除去と CRISPR-Cas9 などのツールを統合した「DNMB スイート」と呼ばれる計算機支援戦略により、遺伝的に操作が困難だった好熱菌（Geobacillus 属）を工業用生産プラットフォームとして利用可能なように「家畜化」することに成功したことを報告しています。
Patterned ELR-Gelatin Hydrogels Enable Rapid Endothelial Monolayer Formation via Bioactive Matrix Chemistry and Surface Topography
この論文は、生体活性化学と表面微細構造を組み合わせることで、内皮細胞の早期接着と安定した単層形成を可能にするパターン化された ELR-ゼラチンハイドロゲルを開発し、血管生体材料やマイクロ生理学的システムの設計指針を確立したことを報告しています。
Pro-domain-dependent folding and co-receptor-mediated targeting to optimize an antagonistic TGF-β monomer for gene-based delivery
TGF-βミニモノマー（mmTGF-β）の遺伝子送達における誤折りたたみ問題をプロドメインの改変で解決し、さらに CD44 結合ドメインとの融合によって CD44 陽性細胞へのターゲティングと阻害活性を大幅に向上させることで、がん免疫療法や線維症治療における mmTGF-βの安全性と有効性を高める新たな戦略を確立しました。
Sentinel Plants Enable Aboveground Detection of Belowground Soil Microbial Activity
この論文は、根圏微生物の活動を検知して地上部に可視的なシグナルを送信するよう最適化された合成回路を備えた「センティネル植物」を開発し、非侵襲的な土壌微生物モニタリングと精密農業への応用を可能にしたことを報告しています。