non-equilibrium statistical mechanics of life

• Project/Area Number: 20684018
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics/Chemical physics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: MIZUNO Daisuke Kyushu University, 大学院・理学研究院, 准教授 (30452741)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000); Fiscal Year 2010: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2009: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000); Fiscal Year 2008: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
• Keywords: 非平衡 / 力学物性 / マイクロレオロジー / 力学知覚 / バイオレオロジー / 非平衡系 / 細胞骨格 / 光ピンセット / 非平衡生命科学 / モーターたんぱく質 / メカノセンシング

Research Abstract

We developed an active/passive microrheology setup which is possible to measure nonequilibrium properties of living cultured cells. Cells in general decides their behaviors depending on the mechanics of surrounding matrices. With the developed setup, we found the physical mechanism of this cellular mechano-sensing.

Research Products

• [Journal Article] Non-Gaussian athermal fluctuations in active gels (2011)
  • Author(s): T.Toyota, D.A.Head, C.F.Schmidt, D.Mizuno
  • Journal Title: Soft Matter 7 Pages: 3234-3239
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-Gaussian athermal fluctuations in active gels (2011)
  • Author(s): T.Toyota, D.A.Head, C.F.Schmidt, D.Mizuno
  • Journal Title: Soft Matter Volume: 7 Pages: 3234-3239
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 細胞の力学知覚の物理メカニズム (2011)
  • Author(s): 水野大介、中益朗子
  • Journal Title: 生物物理 Volume: 51 Pages: 14-17
  • NAID: 10027414721
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 細胞骨格の非平衡揺らぎと力学特性 (2011)
  • Author(s): 水野大介
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 66 Pages: 276-280
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-local fluctuation correlations in active gels (2010)
  • Author(s): D.Head, D.Mizuno
  • Journal Title: Physical Review E 81 Pages: 41910-41910
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonlocal fluctuation correlations in active gels (2010)
  • Author(s): David Head, Daisuke Mizuno
  • Journal Title: Physical Review E Volume: 81 Pages: 41910-41910
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viscoelastic response of a model endothelial glycocalyx (2009)
  • Author(s): N.Nienhuis, D.Mizuno, J.A.E.Spaan, C.F.Schmidt.
  • Journal Title: Physical Biology 6 Pages: 25014-25014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution probing of cellular force transmission (2009)
  • Author(s): D.Mizuno, R.G.Bacabac, C.Tardin, D.Head, C.F.Schmidt
  • Journal Title: Physical Review Letters 102 Pages: 168102-168102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viscoelastic response of a model endothelial glycocalyx (2009)
  • Author(s): N.Nienhuis, D.Mizuno, J.A.E.Spaan, C.F.Schmidt
  • Journal Title: Physical Biology Volume: 6 Pages: 25014-25014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution probing of cellular force transmission (2009)
  • Author(s): D.Mizuno, R.G.Bacabac, C.Tardin, D.Head, C.F.Schmidt
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 102 Pages: 168102-168102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High resolution Probing of cellular force transmission (2009)
  • Author(s): D. Mizuno, R. G. Bacabac, C. T ardin, D. Head, C. F. Schmidt
  • Journal Title: Physical Review Letters (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viscoelastic response of a model endothelial glycocalyx (2009)
  • Author(s): N. Nienhuis, D. Mizuno, J. A. E. Spaan, and C. F. Schmidt
  • Journal Title: Physical Biology (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Active and Passive Microrheology in equilibrium and non-equilibrium systems (2008)
  • Author(s): D.Mizuno, D.A.Head, F.C.MacKintosh, C.F.Schmidt
  • Journal Title: Macromolecules 41 Pages: 7194-7202
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microrheology of hyaluronan solutions : implications for the endothelial glycocalyx (2008)
  • Author(s): N.Nijenhuis, D.Mizuno, C.F.Schmidt, H.Vink, J.A.E.Spaan
  • Journal Title: Biomacromolecules 9(9) Pages: 2390-2398
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 細胞骨格の非平衡力学特性と細胞の力学知覚の物理メカニズム (2011)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 第3回定量生物学会
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所(招待・口頭)
  • Year and Date: 2011-11-27
• [Presentation] 細胞内部の混雑状態と力学特性 (2011)
  • Author(s): Peijuan Zhang, 中益朗子, 水野大介
  • Organizer: 2011春物理学会
  • Place of Presentation: 新潟(ポスター)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 細胞骨格の外力誘起力学異方性のマイクロレオロジー観察 (2011)
  • Author(s): 中益朗子, Peijuan Zhang, 池辺詠美, 木下英, 安藤祥司, David Head, 水野大介
  • Organizer: 2011春物理学会
  • Place of Presentation: 新潟(ポスター)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 非平衡ゲルの非熱的揺らぎの非ガウス性 (2011)
  • Author(s): 豊田聖啓, David Head, Peijuan Zhang, Schmidt CF, 水野大介
  • Organizer: 2011春物理学会
  • Place of Presentation: 新潟(ポスター)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] Non-Gaussian athermal fluctuations in active gels (2011)
  • Author(s): D.Mizuno
  • Organizer: Mechanics and Growth of Tissues From Development to Cancer
  • Place of Presentation: Dresden, Germany(poster)
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] レーザーインターフェロメトリーによる 細胞(骨格)の非平衡力学特性計測 (2011)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: (社)レーザー学会 第31回年次大会
  • Place of Presentation: 電気通信大学、東京(招待・口頭)
  • Year and Date: 2011-01-10
• [Presentation] レーザーインターフェロメトリーによる細胞(骨格)の非平衡力学特性計測 (2011)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: (社)レーザー学会 第31回年次大会
  • Place of Presentation: 電気通信大学
  • Year and Date: 2011-01-10
• [Presentation] 非平衡揺らぎを通して考える細胞の力学知覚の物理メカニズム (2011)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 非平衡ソフトマター
  • Place of Presentation: 東京大学 本郷(口頭)
  • Year and Date: 2011-01-08
• [Presentation] 細胞骨格の非平衡力学特性と細胞の力学知覚の物理メカニズム (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 第3回 定量生物学会
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
  • Year and Date: 2010-11-27
• [Presentation] 中間径フィラメント細胞骨格の外力誘起異方性のマイクロレオロジー観察 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 京都大学基礎物理学研究所研・非平衡系の物理-非平衡ゆらぎと集団挙動
  • Place of Presentation: 京都(ポスター)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] 細胞骨格の非平衡力学特性 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)(口頭)
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] 細胞の非平衡力学特性 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: レオロジー討論会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)(口頭)
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] 細胞骨格ネットワークの非平衡力学特性 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 第59回高分子討論会特定テーマ バイオの視点からのゲル科学の新展開
  • Place of Presentation: 北海道大学(招待・口頭)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 細胞骨格ネットワークの非平衡力学特性 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 第59回高分子討論会特定テーマバイオの視点からのゲル科学の新展開
  • Place of Presentation: 北海道大学高等教育機能開発総合センター
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Shear induced mechanics and active fluctuations in cytoskeletal network (2010)
  • Author(s): Toshihiro Toyota, Hayato Sakamoto, Peijuan Zhang, D.Head, Daisuke Mizuno
  • Organizer: 5th Pacific Rim Conference on Rheology PRCR2010
  • Place of Presentation: 北海道大学(oral)
  • Year and Date: 2010-08-06
• [Presentation] Exploring physical calibration mechanism for cellular mechano-sensing (2010)
  • Author(s): Akiko Nakamasu, R.G.Bacabac, Christoph Schmidt, Daisuke Mizuno
  • Organizer: PRCR2010
  • Place of Presentation: 北海道大学(poster)
  • Year and Date: 2010-08-05
• [Presentation] Exploring the physical calibration mechanism for cellular mechano-sensing (2010)
  • Author(s): D.Mizuno
  • Organizer: SPIE : Optical Trapping and Optical Micromanipulation
  • Place of Presentation: (Sandiego Convention center)Sandiego, USA(招待・口頭)
  • Year and Date: 2010-08-04
• [Presentation] Exploring the physical calibration mechanism for cellular mechano-sensing (2010)
  • Author(s): D.Mizuno, R.G.Bacabac, C.Tardin, D.Head, C.F.Schmidt
  • Organizer: SPIE : Optical Trapping and Optical Micromanipulation
  • Place of Presentation: Sandiego
  • Year and Date: 2010-08-04
• [Presentation] 物理学会若手奨励賞受賞記念講演「生き物の非平衡力学物性」 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 岡山大学津島キャンパス
  • Place of Presentation: (口頭・招待)
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 生き物の非平衡力学物性 (2010)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 物理学会若手奨励賞受賞記念講演
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 特定領域 非平衡ソフトマター 公開シンポジウム「細胞の非平衡揺らぎと力学変換過程」 (2009)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 京都大学桂キャンパス
  • Place of Presentation: 京都(口頭・招待)
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] International workshop on dynamic cross-effect in softly condensed matter「Probing molecular force generations and transmission in active materials」 (2009)
  • Author(s): Daisuke Mizuno
  • Place of Presentation: 国立情報学研究所 東京(口頭・招待)
  • Year and Date: 2009-11-05
• [Presentation] 非平衡(アクチン・ミオシン) ゲルのマイクロレオロジー (2009)
  • Author(s): 豊田聖啓, 山本直樹, 木村康之, 水野大介
  • Organizer: 物理学会 九州支部会
  • Place of Presentation: 宮崎大学 宮崎(口頭)
• [Presentation] vimentinネットワークのマイクロレオロジー (2009)
  • Author(s): 木下英、池辺詠美、木村康之、水野大介
  • Organizer: 物理学会 九州支部会
  • Place of Presentation: 宮崎大学 宮崎(口頭)
• [Presentation] 細胞骨格のマイクロレオロジー (2009)
  • Author(s): 木下英, 木村康之, 水野大介
  • Organizer: 物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学 熊本(ポスター)
• [Presentation] 生きた細胞骨格の非平衡揺らぎ (2009)
  • Author(s): 豊田聖啓, 木下英, 山本直樹, 坂本隼人, 木村康之, C.F.Schmidt, 水野大介
  • Organizer: 物理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学 熊本(ポスター)
• [Presentation] 特定領域 非平衡ソフトマター (2009)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 第4回領域研究会「生き物の非平衡揺らぎと力学物性」
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] High-Resolution Measurements of Cellular Contractile Forces Florian Schlosser, Florian Rehfeldt (2009)
  • Author(s): Daisuke Mizuno
  • Organizer: Christoph Schmidt2009 ドイツ物理学会
  • Place of Presentation: Dresden Germany
• [Presentation] Microrheology of hyaluronan solutions : implications for the endothelial glycocalyx (2009)
  • Author(s): Nadja Nijenhuis, Daisuke Mizuno, Christoph F.Schmidt, Hans Vink, Jos A.E.Spaan
  • Organizer: 2009ドイツ物理学会
  • Place of Presentation: Dresden Germany(口頭)
• [Presentation] 生きた細胞骨格の非平衡揺らぎ (2009)
  • Author(s): 豊田聖啓, 木下英, 坂本隼人, 木村康之, Scmidt C.F., 水野大介
  • Organizer: H21物理学会
  • Place of Presentation: 立教大学 東京(口頭)
• [Presentation] 細胞牽引力の力学変換過程 (2009)
  • Author(s): 水野大介, R.G.Bacabac, C.Tardin, D.A.Head, C.F.Schmidt
  • Organizer: H21物理学会
  • Place of Presentation: 立教大学 東京(口頭)
• [Presentation] Microrheology of the pericellular matrix (2009)
  • Author(s): Nadja Nijenhuis, Daisuke Mizuno, Jos A.E.Spaan, Christoph F.Schmidt
  • Organizer: 2009 American Biophysical Society
  • Place of Presentation: Washington D.C., USA(ポスター)
• [Presentation] 生きた細胞(骨格)の非平衡動力学 (2008)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 物理学会2008秋年次大会
  • Place of Presentation: 盛岡大学
  • Year and Date: 2008-10-21
• [Presentation] Nonequilibrium mechanics and stress-fluctuation in the motor-activated cytoskeletons (2008)
  • Author(s): Daisuke Mizuno
  • Organizer: The XVth International Congress on Rheology
  • Place of Presentation: Monterey, California
  • Year and Date: 2008-08-04
• [Presentation] 細胞牽引力の力学変換過程 (2008)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: 物理学会2009春年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-30
• [Presentation] 応力の存在下におけるマイクロレオロジー (2008)
  • Author(s): 坂本隼人、水野大介、木村康之
  • Organizer: H20物理学会九州支部会
  • Place of Presentation: 福岡工業大学 福岡(口頭)
• [Presentation] 細胞骨格の非平衡揺らぎ (2008)
  • Author(s): 木下英, 豊田聖啓, 山本直樹, 坂本隼人, 水野大介, 木村康之
  • Organizer: H20物理学会九州支部会
  • Place of Presentation: 福岡工業大学 福岡(口頭)
• [Presentation] 生きた細胞(骨格)の非平衡動力学 (2008)
  • Author(s): 水野大介
  • Organizer: H20物理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学 岩手(口頭・招待)
• [Presentation] 応力の存在下における粘弾性測定 (2008)
  • Author(s): 坂本隼人, 木村康之, 水野大介, 市川正敏
  • Organizer: H20物理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学 岩手(口頭)
• [Presentation] Nonequilibrium mechanics and stress-fluctuation in the motor-activated cytoskeletons (2008)
  • Author(s): Mizuno, Daisuke, Tardin, Catherine, Head, David, MacKintosh, Fred, Schmidt, Christoph
  • Organizer: The XVth International Congress on Rheology
  • Place of Presentation: California, USA
• [Book] Such as Light, Pressure and Gravity(Cell Mechanochemistry. Biological Systems and Factors Inducing Mechanical Stress)Chapter 2 (2010)
  • Author(s): Rommel G.Bacabac, Daisuke Mizuno, Gijsje H.Koenderink
  • Publisher: Transworld Research Network
• [Book] Cell Mechanochemistry. Biological Systems and Factors Inducing Mechanical Stress, Such as Light, Pressure and Gravity, Chapter 2 (2010)
  • Author(s): Rommel G.Bacabac, Daisuke Mizuno, Gijsje H.Koenderink
  • Publisher: Transworld Research Network,
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://sleipnir.sci.kyushu-u.ac.jp/mizuno/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://sleipnir.sci.kyushu-u.ac.jp/mizuno/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://sleipnir.sci.kyushu-u.ac.jp/mizuno/index.html