2019 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of local translational mechanism contributing to polarized cellular mechano-responses
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18K19934
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
坂元 尚哉 首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (20361115)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 生物・生体工学 / 細胞バイオメカニクス / 細胞骨格 / 細胞核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度作製した顕微鏡ステージ上で細胞に伸展刺激を負荷する装置を用い，同一細胞における接着基質伸展前後の細胞核内ひずみ分布を調べた．細胞核を予め蛍光染色したHeLa細胞に対して繰り返し伸展刺激を15分間加えた後，さらに15分間静置培養した．刺激負荷前後および静置培養後の細胞に対して，接着基質伸展によって細胞核に生じる変形量を求め，相当ひずみを算出した．繰り返し伸展刺激負荷前は細胞核の辺縁部に比べ中心部で高いひずみが生じたが，伸展刺激負荷後辺縁部でのひずみに増加傾向が見られ，細胞核全体のひずみも増加した．静置培養後は伸展刺激負荷前と同様のひずみ分布に回復した．細胞への力学的刺激負荷により細胞核全体のみならず局所ひずみ分布も経時的に変化することが明らかになった．また，アクチンフィラメント重合阻害処理により，繰り返し伸展刺激負荷による細胞全体および局所ひずみの変化が消失したことから，アクチンフィラメントが繰り返しの力学刺激による細胞核内ひずみ変化に重要な役割を有することが示唆された．一方で，細胞核内のひずみ分布と細胞核形状との関係を検討した結果，伸展刺激負荷前および後においてもひずみ分布に顕著な極性は見られなかった．
細胞内で新たに作成されたタンパク質（新生タンパク質）を蛍光標識することで，繰り返し伸展刺激を負荷した細胞内におけるタンパク質産生の局在性の評価を試みた．蛍光標識された新生タンパク質はほぼ細胞内全体で観察され，細胞形態との顕著な相関は認められなかった．繰り返し伸展刺激を負荷し，伸展方向に対して垂直方向に配向した細胞においても同様に新生タンパク質の細胞内分布の局在性は見られなかった．
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