2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21340120
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
アグラゼ コンスタンチン 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (30503651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬籠 信之 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点助教 (70390052)
元池 育子 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 研究員 (70347178)
今村 寿子 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定研究員 (30523790)
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| Keywords | 非線形振動 / 興奮性 / 曲率効果 / 心筋細胞 / ラセン波 / 反応拡散方程式 / パターン形成 |
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| Research Abstract |
興奮性媒体において伝播する興奮波は、鋭角となっている非興奮領域の周辺や、狭い興奮領域を通過する際、正の曲率が大きくなりすぎるために伝播ができなくなる場合がある。この現象は様々な興奮系で知られており、実際の心臓でのラセン波形成機構の一つと考えられている。このことから、モデルとしての培養心筋細胞系において、興奮波が伝播できない阻害領域を意図的に作り、その領域を通過する興奮波の形状や不安定性について、実験ならびに理論の両面から議論する。
当該年度においては、主として、新しい伝播阻害領域の作成方法の開発、ならびに、細胞膜電位の測定による機構の解明を行った。
これまでは、培養細胞群の興奮性を部分的に抑制するために、培養細胞プレートに傷をつけるなどして、細胞の存在しない領域を部分的に作ってきた。この場合、細胞の活動を不可逆的に停止させてしまうという欠点があった。この問題を回避するため、光感受性の物質を混在させておき、照射する光の波長に応じて可逆的に細胞活動を制御する手法を開発した。この方法においては、光の照射領域や照射強度に応じて細胞活動を可逆的に制御できることが可能であり、従って実験条件を自由に変えることができる。
また、前年度に得られた、ナトリウムチャンネルやカリウムチャンネルの阻害剤を添加した場合について、ホールセルクランプ法によって、細胞膜電位の変化を調べた。
数値計算においては、これまでと同様、興奮性を示す最も簡単な反応拡散方程式の一つとしてのFitzHugh-Nagumoを用い、実験結果を定量的に議論する準備を進めた。
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