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プローブ顕微鏡による細胞間力学的相互作用の時空間揺らぎの研究

Publicly Offered Research

Project AreaSynergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems
Project/Area Number 26103501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

岡嶋 孝治  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (70280998)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords細胞力学物性 / 原子間力顕微鏡 / 時空間構造 / 生物物理
Outline of Annual Research Achievements

細胞に働く力学的相互作用は、細胞システムの構造・機能の安定性に決定的な役割をする。多数の細胞からなる細胞システムに内在する時空間揺らぎを実験的に抽出するためには、個々の細胞の揺らぎを精密に計測し、その物性を理解することが重要である。本年度はは、単一細胞から細胞集団として初期胚の発生過程の細胞物性の時空間挙動の原子間力顕微鏡・イオンコンダクタンス顕微鏡計測を行った。細胞弾性率の時空間挙動を計測した結果、細胞間接触がない細胞孤立系において、細胞弾性率の空間平均と時間平均とが良い一致を示すことを明らかにした(論文投稿準備中)。また、細胞機能の時間変化として特徴的な細胞周期と力学物性との関係を調べた。その結果、同じ細胞周期であっても細胞力学物性には大きなばらつきが存在することが分かった。このことは、個々の細胞の細胞周期変化を追跡することの重要性を示した。さらに、初期発生胚を構成する細胞集団の弾性率の時間発展を細胞単位レベルで追跡することに成功した。細胞弾性率の不均一構造の計測に成功した。そして、その力学構造がアクチン線維構造と密接に関係することを明らかにした(論文投稿準備中)。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results) Book (5 results)

  • [Journal Article] Mapping power-law rheology of living cells using multi-frequency force modulation atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      R. Takahashi, T. Okajima
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 107 Issue: 17 Pages: 173702-173702

    • DOI

      10.1063/1.4934874

    • NAID

      120005677755

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Time-lapse imaging of morphological changes in a single neuron during the early stages of apoptosis using scanning ion conductance microscopy2015

    • Author(s)
      A. Tanaka*, R. Tanaka, N. Kasai, S. Tsukada, T. Okajima, K. Sumitomo
    • Journal Title

      Journal of Structural Biology

      Volume: 191 Issue: 1 Pages: 32-38

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2015.06.002

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precision of cell-to-cell variation in power-law rheology characterized by atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      P.G. Cai, T. Okajima
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54 Issue: 3 Pages: 037001-037001

    • DOI

      10.7567/jjap.54.037001

    • NAID

      210000144874

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Quantifying local elastic modulus of living embryo by atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      Y. Fujii*, W. Koizumi, K. Hotta, K. Oka, T. Okajima
    • Organizer
      23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM23)
    • Place of Presentation
      ニセコ(ヒルトンホテル)
    • Year and Date
      2015-12-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-frequency force modulation atomic force microscopy:Simultaneous measurements of living cells in frequency and time domains2015

    • Author(s)
      R. Takahashi*, T. Okajima,
    • Organizer
      23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM23)
    • Place of Presentation
      ニセコ(ヒルトンホテル)
    • Year and Date
      2015-12-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanical Measurements of in vitro Tissue by Atomic Force Microscopy2015

    • Author(s)
      Ryosuke Tanaka*, Takaharu Okajima
    • Organizer
      26th 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      名古屋(名古屋大学)
    • Year and Date
      2015-11-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡による肝細胞共培養系の力学特性解析2015

    • Author(s)
      田中良昌*、秋山義勝、小林純、大和雅之、岡嶋孝治
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢(金沢大学)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるホヤ初期発生胚の弾性率の時空間測定2015

    • Author(s)
      藤井裕紀*、小泉航、堀田耕司、岡浩太郎、岡嶋孝治
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢(金沢大学)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡による力学的単一細胞診断:細胞力学量のばらつきの空間依存性2015

    • Author(s)
      澤野麻紀*、繁富(栗林)香織、朱きん峰、高橋亮輔、スバギョ・アグス、末岡和久、岡嶋孝治
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢(金沢大学)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるマウス顎下腺組織の弾性率マッピング2015

    • Author(s)
      中島優*、中村光宏、武田宏明、松本卓也、岡嶋孝治
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢(金沢大学)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡:細胞力学特性の個性を測る2015

    • Author(s)
      岡嶋孝治
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢(金沢大学)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spatial-Temporal Oscillation in Elastic Modulus of Embryo during the Early Development2015

    • Author(s)
      Yuki Fujii*, Wataru Koizumi, Koji Hotta and Takaharu Okajima,
    • Organizer
      International Symposium on Fluctuation and Structure Out of Equilibrium 2015 (SFS2015)
    • Place of Presentation
      京都(京都大学)
    • Year and Date
      2015-08-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞シートの延伸による細胞核の形状変化2015

    • Author(s)
      大西恒太*,土屋雅博,岡嶋孝治
    • Organizer
      第67回細胞生物学会
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層上皮細胞における細胞弾性率の空間不均一構造2015

    • Author(s)
      藤井裕紀*,越智勇貴,梶田美穂子,藤田恭之,岡嶋孝治
    • Organizer
      第67回細胞生物学会
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡による力学的単一細胞診断法の開発:細胞力学と細胞骨格構造の相関2015

    • Author(s)
      澤野麻紀*,繁富香織,朱キン峰,高橋亮輔,スバギョアグス,末岡和久,田中良昌,岡嶋孝治
    • Organizer
      第67回細胞生物学会
    • Place of Presentation
      船堀( タワーホール船堀)
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるマウス顎下腺の弾性率測定2015

    • Author(s)
      中島優*,中村光宏,武田宏明,松本卓也,岡嶋孝治
    • Organizer
      第67回細胞生物学会
    • Place of Presentation
      船堀( タワーホール船堀)
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Origin of cell-to-cell mechanical variation investigated by atomic force microscopy2014

    • Author(s)
      P.G. Cai*, T. Okajima
    • Organizer
      22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
    • Place of Presentation
      Shizuoka
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Atomic force microscopy for mapping mechanical property of whole cell assembly2014

    • Author(s)
      R. Tanaka*, J. Kikkawa, Y. Fujii, K. Kuribayashi-Shigetomi, A. Subagyo, K. Sueoka, T. Okajima
    • Organizer
      25th 2014 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Temporal and Spatial Variations of Single Cell Rheology Investigated by Atomic Force Microscopy2014

    • Author(s)
      P.G. Cai*, R. Takahashi, K. Kuribayashi-Shigetomi, A. Subagyo, K. Sueoka, T. Okajima
    • Organizer
      25th 2014 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるマウス顎下腺組織の弾性率マッピング測定2014

    • Author(s)
      中村光宏*,藤井裕紀,武田宏明,松本卓也,岡嶋孝治
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 単層上皮細胞シートの複素弾性率の空間分布2014

    • Author(s)
      藤井裕紀*,越智勇貴,岡嶋孝治
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] イオンコンダクタンス顕微鏡によるコンフルエント上皮細胞の膜揺らぎの定量化2014

    • Author(s)
      石倉禅*, 水谷祐輔, Myung-Hoon Choi, Sang-Joon Cho, 岡嶋孝治
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡による単層上皮細胞の粘弾性の空間不均一性2014

    • Author(s)
      藤井裕紀*,越智勇貴,岡嶋孝治
    • Organizer
      第66回日本細胞生物学会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Nano/Micro Science and Technology in Biorheology: Principles, Methods, and Applications2015

    • Author(s)
      T. Okajima
    • Total Pages
      28
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] Hyper Bio Assembler for 3D Cellular Systems2015

    • Author(s)
      K. Kuribayashi-Shigetomi, R. Takahashi, A. Subagyo, K. Sueoka, T. Okajima
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 光学2015

    • Author(s)
      水谷祐輔,田中良昌,田中あや,住友弘二,岡嶋孝治
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      日本光学会
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] ケミカルエンジニヤリング2015

    • Author(s)
      高橋亮輔、岡嶋孝治
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      化学工業社
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング~細胞の培養・操作・組織化から品質管理、脱細胞化まで~2015

    • Author(s)
      岡嶋孝治
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      株式会社NTS
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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