Structural mechanics of cytoskeletons

• Project/Area Number: 19H03199
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: Tanimoto Hirokazu 横浜市立大学, 理学部, 准教授 (60784907)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 暁 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (10365447)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2019: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
• Keywords: 生物物理学 / 細胞生物学

Outline of Research at the Start

本研究は微小管星状体の細胞内動態を決める力学因子を包括的に測定することで、星状体運動の正確性を支える力学機構を解明することを目的とする。そのためにこれまでに構築した細胞内磁気ピンセットをピコニュートン・サブ秒まで精密化して、星状体・ダイニン・細胞質が示す複雑物性を測定する。その成果は、細胞骨格が関わる多彩な細胞生物学的現象の力学的側面を解明するための一般的な枠組みとなり得るものである。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to experimentally determine the structural and mechanical properties of cytoskeletal structures in living cells. By constructing a new intracellular magnetic tweezers using a magnetic liquid, we succeeded in applying external force directly to microtubules and actin skeletons and observing the remaining structural changes using a confocal microscope.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は細胞骨格に直接力を加えることでその構造力学的性質を特徴付けた。これはより広い文脈では、細胞内構造の物性を直接測定した初めての研究の内の一つであり、細胞生物物理学分野において一定の学術的意義を持つものである。