| Project/Area Number |
23K24745
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| Project/Area Number (Other) |
22H03488 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
福谷 充輝 立命館大学, スポーツ健康科学部, 講師 (80722644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江間 諒一 静岡産業大学, スポーツ科学部, 准教授 (10768196)
伊坂 忠夫 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30247811)
橋詰 賢 立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (50727310)
八木 直人 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 散乱・イメージング推進室, 特別研究員 (80133940)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
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| Keywords | ミオシン / アクチン / クロスブリッジ / サルコメア / 骨格筋 / 小角散乱 / 反動動作 / 伸張性収縮 / タイチン |
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| Outline of Research at the Start |
筋収縮に関し、これまで多くの研究が行われてきたが、未だに筋収縮メカニズムの全容を解明することは出来ていない。その理由として、筋収縮の源であるクロスブリッジの挙動が極めて小さいため、計測そのものが困難であり、ましてやそれを生体の運動中に捉えることは至難ということが挙げられる。そこで本研究では、X線回折、および高周波振動という技術を用いて、クロスブリッジの挙動を生体の運動中に捉える手法確立に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでは、X線小角散乱を用いた実験をメインに実施してきた。これまで、伸張性収縮中のクロスブリッジ動態において興味深い結果が得られている。伸張性収縮時は、等尺性収縮時や短縮性収縮時と比べて明らかに大きな筋力を発揮することができ、それは伸張性収縮中に結合したクロスブリッジ数が増大すると考えられてきたが、我々の実験結果は、これまでの先行研究の知見とは異なり、むしろ結合したクロスブリッジ数が低下するという結果が得られた。先行研究の知見は間接的な測定により得られたものであり、結合したクロスブリッジ数が減っても各クロスブリッジが発揮する力が増大すれば、伸張性収縮中の発揮筋力増大は説明できることから、我々の知見が正しい可能性は十分にある。ただし、この結果は伸張性収縮という収縮様式の影響ではなく、筋の可動域 (上行脚、至適長、下行脚)の影響で結合したクロスブリッジ数が変化したことによってもたらされた可能性もあるため、各可動域において同様の実験を行ったところ、筋の可動域によらず、伸張性収縮時には結合したクロスブリッジ数が低下したため、これは収縮様式に依存した動態だといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
X線小角散乱によるクロスブリッジ動態の計測に関しては、当初は考えていなかった非常に興味深い動態を発見することが出来た。また、現在は、生理的な環境下において、クロスブリッジ構造だけでなく、サルコメア構造も同時に捉える実験系を確立しつつあるため、これまでの研究テーマを、筋の各階層構造を同時に計測することで検証するという、発展的な実験が実施可能となっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の通り、X線小角散乱の実験において興味深い結果が出てきており、かつ、方法論も発展し、生体の運動時に、クロスブリッジ構造だけでなくサルコメア構造も捉える実験系が確立されつつある。この発展的な実験系で、反動動作を模した運動中の筋の各階層構造を同時に捉える実験プロポーザルがSPring-8に採択されており、2024年5月に実験を実施する予定である。これにより、あるサルコメア長における、ミオシンフィラメントの格子間隔と結合したクロスブリッジ数をあわせた議論が可能になる。
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