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Development of intracellular force sensors and analysis of the relationship between cell dynamics and its contractile forces

Research Project

Project/Area Number 16H05907
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Matsui Tsubasa  大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (50638707)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2016: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Keywordsストレスファイバー / メカノバイオロジー / 細胞収縮 / バイオメカニクス / 収縮力 / バイオセンサー
Outline of Final Research Achievements

In this study, we tried to clarify the relationship between phosphorylation of the myosin regulatory light chain that regulates the endogenous contractile force and cell morphology, contractile force generation, and motility. When the myosin regulatory light chain is put in a pseudo high phosphorylation state, the cells generate a force in a circular form and hardly move. Conversely, when the myosin regulatory light chain is put in a pseudo low phosphorylation state, the cell morphology became complicated and cell movement became active. In addition, it was revealed that the wild-type myosin regulatory light chain goes back and forth between the above two states.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞収縮力のと細胞動態との関係を明らかにすることで、力によって駆動される生命現象の理解につながる。また、異常な収縮力の発生や力発生機構の変容という観点で、これまで原因が分かっていなかった疾患の原因解明につながる可能性が考えられる。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (114 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (103 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results,  Invited: 4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Multi-well plate cell contraction assay detects negatively correlated cellular responses to pharmacological inhibitors in contractility and migration2020

    • Author(s)
      Nehwa, F.J., Matsui, T.S., Li, H., Matsunaga, D., Deguchi, S.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 521 Issue: 2 Pages: 527-532

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.160

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      Volume: 19 Issue: 2 Pages: 543-555

    • DOI

      10.1007/s10237-019-01228-z

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    • Author(s)
      Matsui, T.S., Deguchi, S.
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      American Journal of Physiology Cell Physiology

      Volume: 316 Issue: 4 Pages: C509-C521

    • DOI

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      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 505 Issue: 3 Pages: 879-884

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      10.1016/j.bbrc.2018.09.176

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      Volume: 13 Issue: 9 Pages: e0203448-e0203448

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      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 16-00670-16-00670

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00670

    • NAID

      130005695201

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      Volume: 482 Issue: 4 Pages: 975-979

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      10.1016/j.bbrc.2016.11.142

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      第6回若手による骨格筋細胞研究会
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  • [Presentation] らせん状ストレスファイバーの機械的性質に関する考察2018

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      岡本達樹, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      第29回バイオフロンティア講演会
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  • [Presentation] ストレスファイバーの張力依存脱重合に関する力学的解析2018

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      齋藤匠, 松井翼, 黄文敬, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      第29回バイオフロンティア講演会
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  • [Presentation] Changes in FRET Ratio Distribution along Single Isolated Stress Fibers Expressing FRET-based Actinin Tension Sensor during Stretch2018

    • Author(s)
      T. Matsumoto, M. Ito, E. Maeda, J.F. Wang, T. Matsui, S. Deguchi, S. Sugita
    • Organizer
      2018 BMES Annual Meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞発生力アッセイの開発:KRAS遺伝子変異に関する解析2018

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      青崎宏樹, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      第77回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] 組織構築・修復過程において1分子構造変化が生み出す多彩な細胞移動とその意義2018

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      坂根亜由子, 吉澤信, 松井翼, 土屋裕子, 水口賢司, 出口真次, 横田秀夫, 佐々木卓也
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] Rho-signaling organizes hemidesmosomal cell-substrate adhesion and acinar morphogenesis of epithelial cells through controlling mechanotransduction2018

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      S. Fujiwara, T.S. Matsui, K. Ohashi, T.M. Magin, K. Mizuno, S. Deguchi
    • Organizer
      International Meeting of the German Society for Cell Biology
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複屈折量を用いた細胞張力の推定法の開発: ストレスファイバ内張力の操作によるリタデーション変化2018

    • Author(s)
      保崎雅俊, 松井翼, 出口真次, 中村匡徳, 杉田修啓
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
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  • [Presentation] FRET 張力センサを導入した単離ストレスファイバ の引張試験2018

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      王軍鋒, 伊藤将大, 松井翼, 出口真次, 前田英次郎, 松本 健郎
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
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  • [Presentation] 細胞発生力を高効率に定量評価する方法の開発とその適用例2018

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      松井翼, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
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  • [Presentation] Hemidesmosomal cell-substrate adhesion and acinar morphogenesis of epithelial cells are organized by Rho-signaling through controlling mechanotransduction2018

    • Author(s)
      S. Fujiwara, T. S. Matsui, K. Ohashi, K. Mizuno, S. Deguchi
    • Organizer
      8th World Congress of Biomechanics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rho-signaling plays crucial roles for cellular mechanotransduction and regulates actin and intermediate filament cytoskeletal reorganization2018

    • Author(s)
      S. Fujiwara, H. Abiko, T. S. Matsui, K. Ohashi, K. Mizuno, S. Deguchi
    • Organizer
      8th World Congress of Biomechanics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stress fibers exhibit unique contractile properties distinct from those of myofibrils2018

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      Deguchi, S., Matsui, T.S.
    • Organizer
      8th World Congress of Biomechanics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 傾斜構造のコラーゲン基質を用いた細胞遊走評価2018

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      福島修一郎, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      第41回日本バイオレオロジー学会年会
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  • [Presentation] Load-denpendent contractile properties of actin stress fibers2018

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      松井翼
    • Organizer
      第49回生物機械システム研究会
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    • Invited
  • [Presentation] Krasがん遺伝子変異が細胞の力学特性に及ぼす影響2018

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      青崎宏樹, 松井翼, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成29年度 学生員卒業研究発表講演会
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  • [Presentation] 単離ストレスファイバーの収縮動態計測による構造要素の推定2018

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      岡本達樹, 松井翼, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成29年度 学生員卒業研究発表講演会
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  • [Presentation] 細胞収縮により形成されるシワ構造抽出のための画像演算アルゴリズムの開発2018

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      三浦壮, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成29年度 学生員卒業研究発表講演会
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  • [Presentation] 第二次高調波発生顕微鏡を用いた細胞外コラーゲン基質の変位解析2018

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      村山航, 福島修一郎, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成29年度 学生員卒業研究発表講演会
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  • [Presentation] 癌細胞の静水圧応答に関する研究2018

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      渡邉樹, 松井翼, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成29年度 学生員卒業研究発表講演会
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  • [Presentation] アクチン結合タンパク質トランスジェリン1の結合動態調節機構2017

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      石川 晃大,松井 翼,出口 真次
    • Organizer
      第29回バイオエンジニアリング講演会,
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      ウィンクあいち(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19
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  • [Presentation] スループットの高い細胞トラクションフォースアッセイの開発2017

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      出口 真次,松井 翼,田中 裕一郎,呼格吉楽
    • Organizer
      第29回バイオエンジニアリング講演会
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      ウィンクあいち(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19
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  • [Presentation] 高効率な細胞収縮力評価システムの開発-自動画像解析について2017

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      松井 翼,出口 真次
    • Organizer
      第29回バイオエンジニアリング講演会
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      ウィンクあいち(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19
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  • [Presentation] Local geometry sensing by individual focal adhesions2017

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      Shinji Deguchi, Sho Yokoyama, Tsubasa S. Matsui, Taiki Ohishi
    • Organizer
      2017 Cellular and Molecular Bioengineering Annual Conference
    • Place of Presentation
      Hapuna Beach Prince Hotel(アメリカ合衆国・ハワイ州)
    • Year and Date
      2017-01-03
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  • [Presentation] 細胞の「力比べ」アッセイ2017

    • Author(s)
      福田 翔太, 松井 翼, 市川 尚文, 古川 太一, 木岡 紀幸, 福島 修一郎, 出口 真次,
    • Organizer
      第24回 HAB研究機構学術年会
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  • [Presentation] 細胞の力くらべ:高いスループットで収縮力を定量評価するアッセイの開発2017

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      出口真次, 松井翼
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] 非筋細胞内で力を支持するアクチンストレスファイバーの収縮動態2017

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      松井翼
    • Organizer
      第9回分子骨格筋代謝研究会
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      Shinji Deguchi, Tsubasa S. Matsui
    • Organizer
      XXVI Congress of the International Society of Biomechanics 2017, 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
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      S. Deguchi, T. S. Matsui, T. Ohishi
    • Organizer
      5th Swiss-Japan Workshop on Biomechanics SJB 2017
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      S. Sugita, E. Mizutani, M. Hozaki, T. S. Matsui, S. Deguchi, T. Matsumoto
    • Organizer
      5th Swiss-Japan Workshop on Biomechanics SJB 2017
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  • [Presentation] 非筋ミオシンIIAの変異が細胞収縮力に及ぼす影響”2017

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      福田翔太, 松井翼, 古川太一, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      第28回バイオフロンティア講演会
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  • [Presentation] 細胞内因性収縮力を計測/評価するシステムの開発2017

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      松井翼
    • Organizer
      第34回代謝調節の分子生物学・独り占めセミナー
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      藤原佐知子, 松井翼, 出口真次, 水野健作
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 細胞発生力を評価する画像解析手法の開発2017

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      松井翼, 三浦壮, 出口真次
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
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      出口真次, 徳永昌也, 松井翼, 福島修一郎
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      第40回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 核膜タンパク質LINC複合体構成因子SUN1は細胞収縮力の発生に寄与する2017

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      植田七海, 里見瑛梨奈, 松井翼, 出口真次, 檜枝美紀
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      第40回日本分子生物学会年会
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      福田翔太, 松井翼, 福島修一郎, 出口真次
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      松井翼、出口真次
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      第39回日本分子生物学会年会
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      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
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      Tsubasa S. Matsui, Huge Jile, Shinji Deguchi
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      MHS2016
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      Nagoya Univerity(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-28
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      深見 公彦,松井 翼,出口 真次
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      日本機械学会 第27回バイオフロンティア講演会
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      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-10-22
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      出口真次、松井翼、倉賀野、高橋正行
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
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      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
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      http://mbm.me.es.osaka-u.ac.jp/

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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