2008 Fiscal Year Annual Research Report
細胞コロニー内の細胞に個別に蓄積される力学的記憶の解明
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18340122
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
川端 和重 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 教授 (20261274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳賀 永 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (00292045)
根本 幸児 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (60202248)
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| Keywords | 細胞 / 細胞コロニー / 走査型プローブ顕微鏡 / 力学的応答 / 力学的メモリー効果 |
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| Research Abstract |
本研究では、細胞運動や細胞集団(コロニー)の形態形成機構(傷の修復、胚の形態形成などの特定の形態を個々の細胞が連携して形成する機構)を明らかにするために、細胞および細胞コロニーの力学的・能動的性質(記憶効果)に着目し、細胞や細胞コロニーにいろいろなパターンの力学的変形刺激を加えた場合の能動的応答を調べた。本研究において構築した走査型プローブ顕微鏡(SPM)と変形駆動装置を組み合わせた装置を用いて細胞における履歴現象(メモリー効果)の測定をおこなった。昨年度、細胞に加えた伸長伸縮パターンによってその後の細胞伸長に対する細胞の力学的応答が異なることを見出した。本年度は、その機構を明らかにするために、細胞に以下の1軸パターンの力学的刺激を与え、細胞の硬さの変化を調べた : 矩形変形(伸張維持時間 ; 30分)を加えると細胞の硬さは急激に増加した後に緩やかな減少を示した。その後30分間刺激を加えない(安静時間)で再度同様の矩形変形を加えた。2回目の矩形変形に対する応答は1回目の応答と同じであった。しかし、1回目の矩形変形終了の1分後に短い矩形変形(伸張維持時間1分間 : 以下パルス変形と呼ぶ)を加えると、その30分間後に矩形変形を加えても細胞の硬さはへんかしなかった。,しかし、最初の矩形変形の15分後にパルス変形を加え、さらに15分後に矩形変形を加えると、最初の矩形変形と同じ硬さ応答を示した。これらの結果から、安静時に加えられたパルス変形の履歴は、最初の矩形変形との連動(1分間以内の収縮と伸長の組み合わせ)がその後30分間に及ぶ細胞の外界からの力学的刺激に応答を不能にしている。細胞骨格の蛍光観察により、アクチンネットワークにはこれらの変形による破壊はないことを確認した。これより、これらの履歴は、細胞骨格に働く張力応答に起源をもつといえる。
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