Exploring the principles of dynamics in the cell nucleus using bioprobes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01051
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: Fujii Shuji 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (40401781)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 細胞核 / レオロジー / 動的秩序構造

Outline of Final Research Achievements

Inside the cell nucleus under compressive stress, molecules show different diffusion behavior than without compression, suggesting that the diffusion is suppressed in the short-time region. Under mechanical conditions of tension, it is assumed that the dynamic ordered structure in the cell nucleus is temporarily maintained by the suppression of molecular diffusion. Under constant compressive stress, the suppressed diffusion behavior gradually shifts to normal diffusion behavior over time.

Free Research Field

ソフトマターのレオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞核内におけるクロマチン高次構造の時空間秩序を維持するダイナミクスは、転写・複製・修復等のゲノム機能のみならず、遺伝子疾患・ 癌化・細胞死にも深く関係する。このため、細胞核内部の構造秩序ゆらぎを調べることは物理学的・医学的に重要な課題である。本研究において調べた運動下における細胞核内部のダイナミクスはこれまで明らかにされていない課題である。圧縮により細胞内に発生した張力が核内ダイナミクスに影響を与えることは、運動下では安静時と異なる秩序構造維持メカニズムが存在する可能性を示唆する。