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ソフトマテリアル表面を探査する自律走査型マルチアクティブプローブ法の開発(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0091
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関北海道大学

研究代表者

角五 彰  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)

研究協力者 ヘス ヘンリー  Columbia University, Department of Biomedical Engineering, Professor
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
キーワードアクティブプローブ / 微小管 / キネシン / メカノバイオロジー / バイオメカニクス / アクティブマター / ソフトマテリアル / 生体分子モーター
研究成果の概要

軟らかい材料(ソフトマテリアル)表面の力学特性変化を評価することは、内部の弾性効果の影響があるため非常に困難であった。本研究では、本研究では自走する細胞骨格繊維を探針(プローブ)とした、これまでにはない全く新しいソフトマテリアル表面の力学特性評価法を提案した。ソフトマテリアルを伸張・圧縮させた際の、その表面における微小管の動的応答特性、また、不均一な歪み分布を有するソフトマテリアル表面上での微小管の動的応答特性を追跡することで、表面の力学特性評価が可能であるということを実証してきた。また本研究課題では、表面科学分野に限られていたアクティブプローブ法の適用範囲を生命科学分野にまで拡張した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微小管を含めた自走性の「アクティブマター」はナノサイエンス分野および物性物理学分野から注目を集めている。しかし、マクロスコピックな視点に立った現象論的な研究に終始している。特に、ナノサイエンス分野から見たアクティブマター研究は、米国に大きく後れを取っている。双方の分野で培われた方法論や技術共有による融合研究は、基課題の飛躍的発展をもたらすとともにアクティブマター研究の新たな潮流を生み出すと期待される。特に本研究課題は、ソフトマター分野を支える測定・解析・分析技術の開発、また生物の構造や運動を力学的に探求するバイオメカニクスやメカノバイオロジー分野などにも貢献しうると期待している。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] コロンビア大学(米国)2017

    • 年月日
      2017-04-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualising the dynamics of live pancreatic microtumours self-organised through cell-in-cell invasion2018

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Y, Kuribayashi-Shigetomi K, Ohta Y, Ikeshita S, Subagyo A, Sueoka K, Kakugo A, Amano M, Takahashi T, Okajima T, Kasahara M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 14054-14054

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32122-w

    • NAID

      120006539250

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular Encapsulation Inside Microtubules Based on Tau-Derived Peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Inaba Hiroshi、Yamamoto Takahisa、Kabir Arif Md. Rashedul、Kakugo Akira、Sada Kazuki、Matsuura Kazunori
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 56 ページ: 14958-14967

    • DOI

      10.1002/chem.201802617

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Microtubule: Can they serve as a mechanotransducer?2019

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      Workshop on Soft and Nano Materials Orchestrated with Wisdom from Japan 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 力学ストレスに対する細胞骨格「微小管」の応答特性と生化学的機能に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      角五 彰
    • 学会等名
      第11回ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Collective motion of microtubules forms unique pattern in response to external mechanical perturbation2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kakugo
    • 学会等名
      Hokkaido-Strasbourg Symposium: Biotic and Abiotic Molecular Machines and Motors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How mechanical deformation of microtubules affects their functionalities2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kakugo
    • 学会等名
      The 1st “Molecules, Materials, Devices and Systems”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microtubule Deformation has Effect on Cargo Transportation by Motor Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      9th CSE (Chemical Sciences and Engineering) Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microtubule Buckling Affects Cargo Transportation by Molecular Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      1st International Conference on 4D Materials and Systems, Gel Symposium, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation of Microtubule by External Mechanical Stress Affect its Functionality Asymmetrically2018

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      6th International Symposium on Ambitious Leader’s Program for Fostering Future Leaders to Open New Frontiers in Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microtubule Deformation by External Stimuli Affects its Functionality2018

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      Learning Satellite Program 2018 Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanobiology in Intracellular Cargo Transportation: Effect of Deformation of Microtubule on Dynein-based Cargo Transportation2018

    • 著者名/発表者名
      Syeda Rubaiya Nasrin, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akira Kakugo
    • 学会等名
      1st Glowing Polymers Symposium, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 北海道大学大学院理学研究院化学部門物質化学研究室

    • URL

      https://wwwchem.sci.hokudai.ac.jp/~matchemS/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on Soft and Nano Materials Orchestrated with Wisdom from Japan 20192019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-03-15   更新日: 2021-01-27  

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