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Molecular mechanisms about ultrasound neuromodulation

Research Project

Project/Area Number 23686031
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

KOSHIYAMA KENICHIRO  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80467513)

Project Period (FY) 2011-11-18 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords細胞膜 / 分子動力学 / 超音波 / ニューロモジュレーション / 周期的張力変化 / 張力感受性膜タンパク質 / 脂質二重層 / 非平衡 / 非定常 / リポソーム / ソノポレーション / 非平衡非定常
Research Abstract

We developed a novel molecular dynamics simulation method representing cyclic stretching of cell membranes and applied the method to lipid bilayer systems including mechanosensitive channel protein, cholesterol, or ions. The results showed that, under cyclic stretching, pore structure penetrating the bilayer forms transiently, the mechanosensitive channel protein is insensitive as showing no opening states, the patterns of ionic transport thorough the pore structure have variations, and the phase of cholesterol/phospholipid bilayers changes to an interdegitated gel-like phase. In addition, we developed an in vitro ultrasound neuromodulation device and pointed out the importance of controlling the sound field for more precise estimation of the membrane permeability changes under the ultrasound exposure.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Molecular dynamics simulations of pore formation in stretched phospholipid/cholesterol bilayers2014

    • Author(s)
      T. Shigematsu, K. Koshiyama, and S. Wada
    • Journal Title

      Chemistry and Physics of Lipids

      Volume: (in Press) Pages: 43-49

    • DOI

      10.1016/j.chemphyslip.2014.05.005

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      Volume: No. 2013-1 Pages: 27-33

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      http://www.tylerlab.com/projects/ultrasound/bphys

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  • [Remarks] 大阪大学和田研究室ー研究紹介ー

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    • URL

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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