2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quantification of mechanical interactions between glycolipid membrane and stem cells towards physical understanding of cell adhesion
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16K05515
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山本 暁久 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (90706805)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ソフトマター物理 / 生体膜 / 界面相互作用 / 幹細胞 / 糖鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請では胚発生の過程で重要な糖鎖SSEAに着目し、膜の時空間揺らぎを測定することで、膜の力学的特性と膜間の界面相互作用に与える影響を解明する。具体的には、(1)中性子非鏡面散乱法と用いた糖脂質多層膜の曲げ剛性率と圧縮弾性率の測定と、(2)反射干渉コントラスト顕微鏡(RICM)を用いた糖脂質ベシクルと幹細胞の接着エネルギーの定量を通じて研究を進めてきた。
(1)については、既にフランス中性子実験施設ILLにおいて取得した糖脂質SSEA3およびSSEA4の多層膜構造からの非鏡面散乱プロファイルから、糖脂質のモル分率またカルシウムイオン濃度による膜間平衡距離の変化を明らかにしていた。本年度はさらに解析を進め、この多層膜の力学的特性を示す曲げ剛性率と圧縮剛性率を同時に決定し、論文投稿の準備を進めている。
さらにここで開発した実験・解析手法を展開し、側鎖のフッ化炭素鎖が液晶上に配列する高分子がつくる多層構造の中性子非鏡面散乱プロファイルを測定し、相対湿度を制御して高分子の水和状態と力学特性の関係を明らかにした。
(2)については、糖鎖で修飾された脂質膜上での幹細胞の変形と運動の定量解析に加え、細胞接着分子であるEカドヘリンやラミニンが糖鎖分子と同時に修飾された脂質膜基板でのヒトiPS細胞の変形と運動を解析し、糖鎖が細胞間接着に与える影響を系統的に調べた。この結果をまとめ、論文投稿の準備を進めている。さらに研究を進める中で着想を得て、生体内の細胞環境に近い硬さをもつゲル基板に播種された幹細胞の動態解析にも着手した。
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