2021 Fiscal Year Annual Research Report
細胞実験と数値流体力学の統合的手法による細胞質分裂における細胞の力学状態の解明
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20K20974
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
今井 陽介 神戸大学, 工学研究科, 教授 (60431524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沼山 恵子 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (30400287)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 計算生体流体力学 / 数値流体力学 / 細胞実験 / 計算バイオメカニクス / 細胞質分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は，我々が開発してきた細胞の流体構造生化学連成計算を基盤に，細胞実験と数値流体力学の統合的な手法によって，細胞質分裂における生体分子，細胞，細胞環境の力学状態を明らかにすることである．そのため，高転移性乳がん細胞株（ＭＤＡ－ＭＢ－２３１）にＧＦＰを発現させ，二光子顕微鏡を用いて，細胞質分裂過程の三次元ライブイメージングを実施する．また，細胞接着，細胞骨格，細胞膜に関する生化学的相互作用とこれらに起因する力の発生，および流体力学を連立する流体構造連成問題として，細胞質分裂の数理・計算モデルを開発する．
２０２１年度までに，タリンＧＦＰを発現させたＭＤＡ－ＭＢ－２３１の細胞質分裂過程の三次元ライブイメージングを実施し，タリンＧＦＰの発現によってＭＤＡ－ＭＢ－２３１の細胞質分裂の動的な挙動が変化すること，タリンとタリンＧＦＰの分布が異なることを示唆する結果が得らており，２０２１年度は，これらの実験データを詳細に解析した．これにより，タリンＧＦＰを発現したＭＤＡ－ＭＢ－２３１の細胞質分裂の方向は水平ではなく，斜めに傾いた方向になることが示唆された．また，細胞質分裂の直前，タリンＧＦＰは細胞の赤道面近傍に局在することが示唆された．ライブイメージングの結果と計算モデルによる数値解析の結果から，この局在は細胞質分裂の前の焦点接着斑に起因すると考えられた．これらのことより，タリンＧＦＰの発現による細胞質分裂の動的な挙動の変化は，タリンのダイマー形成，ドメイン構造，および，ビンキュリンバインディングサイトによるものであると考えられた．
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