Molecular mechanism of the stiffness change of catch connective tissue

• Project/Area Number: 23570092
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: TAMORI Masaki 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (50236767)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YAMADA Akira 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所, 主任研究員 (80359075)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2011: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 生理学 / 動物

Outline of Final Research Achievements

The holothurian body wall dermis is a catch connective tissue which changes its stiffness in response to stimulation. Substances which soften the dermis by working directly on its extracellular matrix had been unkown. We purified a softening protein from the dermis of a sea cucumber Stichopus chloronotus whose dermis dramatically softens in response to strong mechanical stimulation. We named this protein softenin. The apparent molecular mass of softenin is 20 kDa. Softenin softened the fresh dermis which contained living cells. The protein also softed the dermis whose cells had been disrupted. This result suggests that softenin softens the dermis by working directly on the extracellular matrix of the catch connective tissue.

Research Products

• [Journal Article] Far-infrared spectroscopy of salt penetration into a collagen fiber scaffold. (2015)
  • Author(s): Maya Mizuo, Akira Yamada, Kaori Fukunaga, Hiroaki Kojima
  • Journal Title: Journal of Biological Physics Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 293-301
  • DOI: 10.1007/s10867-015-9379-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Softenin, a novel protein that softens the connective tissue of sea cucumbers through inhibiting interaction between collagen fibrils (2014)
  • Author(s): Takehana, Y., Yamada, A., Tamori, M. and Motokawa, T
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 9 Issue: 1 Pages: e85644-e85644
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0085644
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生体分子の省エネルギーメカニズム (2013)
  • Author(s): 山田章
  • Journal Title: 情報通信研究機構研究報告 Volume: 59（2） Pages: 7-12
  • NAID: 130007759438
• [Journal Article] Energy-saving mechanisms in biological molecular machines. (2013)
  • Author(s): Akira Yamada
  • Journal Title: Journal of the National Institute of Information and Communications Volume: 60（2） Pages: 7-12
  • NAID: 130008037097
• [Journal Article] Myosin Mg-ATPase of molluscan muscles is slightly activated by F-actin under catch state in vitro (2013)
  • Author(s): Akira Yamada, Maki Yoshio, Kazuhiro Oiwa
  • Journal Title: J. Muscle Res. Cell Motil Volume: Vol. 34, No. 2 Issue: 2 Pages: 115-123
  • DOI: 10.1007/s10974-013-9339-8
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キャッチ結合組織硬化時の細胞外基質の形態変化 (2014)
  • Author(s): 田守正樹、大澤得二、竹花康弘、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第85回年次大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 棘皮動物コラーゲン性のキャッチ結合組織における可逆的な硬さ変化の分子機構 (2012)
  • Author(s): 山田章、竹花康弘、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本生物物理学会 第５０回年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス
• [Presentation] テラへルツ技術とバイオ標準技術との融合 テラヘルツ波の産業応用の可能性
  • Author(s): 小嶋寛明、平林美樹、榊原斉、山田章、田中秀吉、水野麻弥、福永香
  • Organizer: テラヘルツ研究センター設置記念講演会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区、イイノホール＆カンファレンスセンター
• [Presentation] Experimental observation of collagen fibers denaturation using terahertz spectroscopy.
  • Author(s): Maya Mizuno, Akira Yamada & Kaori Fukunaga
  • Organizer: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
• [Presentation] Analysis of Absorption Properties and Behavior of Collagen Fibers in Terahertz Band.
  • Author(s): Maya Mizuno, Akira Yamada & Kaori Fukunaga
  • Organizer: BioEM2013
  • Place of Presentation: Thessaloniki,Greece
• [Presentation] Terahertz Spectroscopic Analysis of Collagen Fibers in the Presence of Salts.
  • Author(s): Maya Mizuno, Akira Yamada & Kaori Fukunaga
  • Organizer: The 38th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • Place of Presentation: Mainz, Germany
• [Presentation] シカクナマコ体壁真皮を軟化させるタンパク質の発見
  • Author(s): 竹花康弘、山田章、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第８4回大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス
• [Presentation] 棘皮動物コラーゲン性のキャッチ結合組織を軟化させる新規タンパク質因子
  • Author(s): 山田章、竹花康弘、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本生物物理学会 第５１回年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] Connective tissues in echinoderm animals that can reversibly change their stiffness and their stiffening protein factors.
  • Author(s): Akira Yamada, Yasuhiro Takehana, Masaki Tamori & Tatsuo Motokawa
  • Organizer: The 58th Annual Meeting of the Biophysical Society (USA)
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
• [Presentation] A sea-cucumber derived novel protein that softens the cell-disrupted catch connective tissue through inhibiting the interaction between collagen fibrils.
  • Author(s): Yasuhiro Takehana, Akira Yamada, Masaki Tamori & Tatsuo Motokawa
  • Organizer: The 58th Annual Meeting of the Biophysical Society (USA)
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
• [Presentation] シカクナマコ体壁から得られた体壁を軟化させる因子
  • Author(s): 竹花康弘、山田章、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第８３回大会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス
• [Presentation] NGFFFamide:ウニのキャッチ結合組織を支配する神経ペプチド
  • Author(s): 白木智之、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第８３回大会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス
• [Presentation] キャッチ結合組織（ナマコ真皮）を軟化させる因子の探求
  • Author(s): 竹花康弘、山田章、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第６５回関東支部大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [Presentation] ウニにおける神経ペプチド候補物質NGFFFamideとNGIWYamideの効果と局在
  • Author(s): 白木智之、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第６５回関東支部大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [Presentation] 軟体動物の筋肉に見られるキャッチ状態においてアクチンフィラメントはミオシン頭部のない太いフィラメントにも結合する
  • Author(s): 山田章、吉雄麻喜、小嶋寛明
  • Organizer: 日本生物物理学会 第４９回年会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学・書写キャンパス（兵庫県）
• [Presentation] 細胞を破壊したキャッチ結合組織（ナマコ真皮）に対する抽出物の効果
  • Author(s): 竹花康弘、池谷知昭、山田章、田守正樹、本川達雄
  • Organizer: 日本動物学会 第８２回年次大会
  • Place of Presentation: 旭川クリスタルホール（北海道旭川市）
• [Presentation] 軟体動物の筋肉のキャッチ状態においてアクチンフィラメントはミオシン頭部のない太いフィラメントにも結合する
  • Author(s): 山田章、吉雄麻喜、小嶋寛明
  • Organizer: 生体運動研究合同班会議
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城県）
• [Presentation] Recent studies on echinoderm connective tissues.
  • Author(s): 田守正樹
  • Organizer: 第3回JAMBIO フォーラム(招待講演)
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
• [Presentation] キャッチ筋とキャッチ結合組織―― ２つの生物組織の硬さ変化の分子機構にせまる ――
  • Author(s): 山田章
  • Organizer: 第６回Σ－ＫＡＲＣ連携セミナー(招待講演)
  • Place of Presentation: 大阪大学・豊中キャンパス（大阪府）
• [Presentation] 'Catch mechanism' found in molluscan animals other than bivalves.
  • Author(s): Akira Yamada, Maki Yoshio, Hiroaki Kojima
  • Organizer: Biophysical Society 56th Annual Meeting, USA
  • Place of Presentation: San Diego Convention center, San Diego, California, USA