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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Non-Equilibrium Dynamics of Cytoskeleton During Cell Migration

Research Project

Project/Area Number 26247070
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田中 求  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点教授 (00706814)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 見学 美根子  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (10303801)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords生命現象の物理 / 形状と運動 / 細胞遊走
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、細胞遊走現象における細胞接着と細胞骨格のダイナミクス、細胞形状と運動モードの間の相関を解明することを中心に進めた。ここでは、細胞と基板の力学的カップリングを空間的に制御可能な新しい実験系として、申請者の専門である、精密に機能化された細胞膜モデル("Supported Membranes")を用いた。ラミニンE8フラグメントで機能化した基質モデルを用いて、マウス神経顆粒細胞の再集合体から遊走する神経細胞の集団挙動ダイナミクスがラミニンの表面密度によって変化することを示したほか、単一細胞レベルでの基質モデルへの接着面積の時間変化の精密測定に成功した。また細胞核、アクチン、微小管の同時染色により、ラミニン表面密度の変化による細胞骨格構造への影響を明らかにした。さらに異なるモードの遊走を行う転移性胃腺がん細胞を用いた実験系を確立し、自己駆動する細胞の運動モードと形状・接着の時間変化の同時測定に成功した。これにより、葉状仮足が支配的な細胞遊走と、神経突起が選考する細胞遊走という全く異なる形態と遊走パターンを示す細胞において、接着斑が運動制御に与える影響を明らかにした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ハイデルベルグ大学/ビュルツブルグ大学/カールスルーエー大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ハイデルベルグ大学/ビュルツブルグ大学/カールスルーエー大学
  • [Int'l Joint Research] シェフィールド大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      シェフィールド大学
  • [Int'l Joint Research] 欧州放射功施設(ESRF)/マウス臨床研究所(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      欧州放射功施設(ESRF)/マウス臨床研究所
  • [Int'l Joint Research] コロンビア大学/アイオワ州立大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      コロンビア大学/アイオワ州立大学
  • [Int'l Joint Research] 国立がんセンター(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      国立がんセンター
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      3
  • [Journal Article] Three-Legged 2,2′-Bipyridine Monomer at the Air/Water Interface: Monolayer Structure and Reactions with Ni(II) Ions from the Subphase2017

    • Author(s)
      Dai, W.; Lee, L.-T.; Schuetz, A.; Zelenay, B.; Zheng, Z.; Borgschulte, A.; Doebeli, M.; Abuillan, W.; Konovalov, O. V.; Tanaka, M.; Schlueter, A. D.
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 33 Pages: 1646-1654

    • DOI

      10.1021/acs.langmuie.6b04282

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mechanical Response of Single Triacylglycerol Spherulites by Using Microcolloidal Probes2017

    • Author(s)
      Yoshikawa, H.Y.; Pink, D. A.; Acevedo, N. C.; Peyronel, F.; Marangoni, A. G.; Tanaka, M.
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 46 Pages: 599-601

    • DOI

      10.1246/cl.170014

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ion-Specific Modulation of Interfacial Interaction Potentials between Solid Substrates and Cell-Sized Particles Mediated via Zwitterionic, Super-Hydrophilic Poly(sulfobetaine) Brushes2017

    • Author(s)
      Higaki, Y.; Froehlich, B.; Yamamoto, A.; Murakami, R.; Kaneko, M.; Takahara, A.; Tanaka, M.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 121 Pages: 1396-1404

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b11540

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Accumulation of phosphatidylcholine on gut mucosal surface is not dominated by electrostatic interactions.2017

    • Author(s)
      Korytowski, A.; Abuillan, W.; Amadei, F.; Makky, A.; Gumiero, A.; Sinning, I.; Gauss, A.; Stremmel, W.; Tanaka, M.
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      Volume: 1859 Pages: 959-965

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2017.02.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Frequent mechanical stress suppresses proliferation of mesenchymal stem cells from human bone marrow without loss of multipotency2016

    • Author(s)
      Frank, V.; Kaufmann, S.; Wright, R.; Horn, P.; Yoshikawa, H. Y.; Wuchter, P.; Madsen, J.; Lewis, A. L.; Armes, S. P.; Ho, A. D.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 24264

    • DOI

      10.1038/srep24264

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tracking mechanical and morphological dynamics of regenerating Hydra tissue fragments using a two fingered micro-robotic hand2016

    • Author(s)
      Veschgini, M.; Gebert, F.; Khangai, N.; Ito, H.; Suzuki, R.; Holstein, T.; Mae, Y.; Arai, T.; Tanaka, M.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 108(10) Pages: 103702

    • DOI

      10.1063/1.4943402

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] N-glycosylation enables high lateral mobility of GPI-anchored proteins at a molecular crowding threshold2016

    • Author(s)
      Hartel, A. J. W.; Glogger, M.; Jones, N. G.; Abuillan, W.; Batram, C.; Hermann, A.; Fenz, S. F.; Tanaka, M.; Engstler, M.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: 12870

    • DOI

      10.1038/ncomms12870

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-Resolution Cell Manipulation for Longstanding Load on Red Blood Cells2016

    • Author(s)
      Tsai, C.-H. D.; Horade, M.; Ito, H.; Kaneko, M.; Tanaka, M.
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Mechatronics and Automation

      Volume: - Pages: 914-919

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epidermal-specific deletion of CD44 reveals a function in keratinocytes in response to mechanical stress2016

    • Author(s)
      Shatirishvili, M.; Burk, A. S.; Franz, C. M.; Pace, G.; Kastilan, T.; Breuhahn, K.; Hinterseer, E.; Dierich, A.; Bakiri, L.; Wagner, E. F.; Ponta, H.; Hartmann, T. N.; Tanaka, M.; Orian-Rousseau, V.
    • Journal Title

      Cell Death and Disease

      Volume: 7 Pages: e2461

    • DOI

      10.1038/cddis.2016.342

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Catch, Load and Launch toward On-Chip Active Cell Evaluation2016

    • Author(s)
      Murakami, R.; Tsai, C.-H. D.; Ito, H.; Tanaka, M.; Sakuma, S.; Arai, F.; Kaneko, M.
    • Journal Title

      2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      Volume: - Pages: 1713-1718

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Quantification of Morphological Dynamics and Symmetry Break in Regenerating Hydra Tissues2016

    • Author(s)
      Ryo Suzuki
    • Organizer
      The 54th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental investigation of polar pattern formation in driven filament systems through collisions2016

    • Author(s)
      Ryo Suzuki
    • Organizer
      International Symposium: Current and Future Perspectives in Active Matter
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-10-28 – 2016-10-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spatio-temporal patterns in migrating cells: towards physical diagnosis of human diseases2016

    • Author(s)
      Motomu Tanaka
    • Organizer
      Gordon Research Conference Biointerface Sciences
    • Place of Presentation
      Les Diablerets, Switzerland
    • Year and Date
      2016-06-12 – 2016-06-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 培地用高分子ゲル、培地、細胞の培養方法及びキット2016

    • Inventor(s)
      原田明、高島義徳、中畑雅樹、田中求、ホールニング・マルセル
    • Industrial Property Rights Holder
      原田明、高島義徳、中畑雅樹、田中求、ホールニング・マルセル
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-148725
    • Filing Date
      2016-07-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 検出方法及びデバイス2016

    • Inventor(s)
      上野祐子、古川一暁、手島哲彦、田中求
    • Industrial Property Rights Holder
      上野祐子、古川一暁、手島哲彦、田中求
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-211569
    • Filing Date
      2016-10-28

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-01-31  

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