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ダイヤモンド量子センシングを用いたアクチンストレスファイバーの伸縮動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 18J10796
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理学
研究機関京都大学

研究代表者

源城 拓哉  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードアクチンストレスファイバー / ダイヤモンド / 細胞膜 / ナノダイヤモンド / カルシウムイオン
研究実績の概要

ダイヤモンド計測方法を用いて、細胞膜の歪みを計測する研究を行った。その結果、細胞膜の歪みは細胞骨格を担うタンパク質の1つであるActinの重合による影響が大きいこと、 細胞膜の脂質分布により、細胞膜動態に差が生まれることを明らかにした。
まず、Actin重合による細胞膜動態への影響について報告する。細胞膜付近で起こるActin動態が細胞膜動態に反映されることが予想される。本年度は、Actinの重合が細胞膜動態に与える影響を計測した。その計測プローブとして、細胞膜を構成する脂質を認識するペプチドを表面に修飾したダイヤモンドを用いた。細胞膜動態は、細胞膜表面にラベルされたダイヤモンドの輝点の軌跡をもとに解析した。Actinの重合阻害剤を添加した後、動態の変化を計測した結果、75 %程度動きが抑制された。
次に細胞膜脂質分布の違いによる細胞膜動態への影響について報告する。細胞膜の脂質分布は、細胞膜の曲率に影響する。脂質分布を制御することにより、Actinの重合による細胞膜の形状変化に影響が現れると考えられる。細胞膜内外にて脂質の輸送を担う膜タンパク質の欠損により、脂質分布を変えた細胞を用意した。細胞膜の曲率変化を可視化するため、 前年度に確立したダイヤモンドを用いた回転運動を計測する手法を利用した。その結果、欠損なし細胞の最大の歪みは 47.4 ± 4.0度であったのに対し、欠損あり細胞では29.7 ± 4.3 度であるという差がみられた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Nanodiamonds for bioapplications?specific targeting strategies2020

    • 著者名/発表者名
      Terada Daiki、Genjo Takuya、Segawa Takuya F.、Igarashi Ryuji、Shirakawa Masahiro
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1864 号: 2 ページ: 129354-129354

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.04.019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Quantitative analysis of cytoskeletal dynamics using nanodiamonds2019

    • 著者名/発表者名
      Genjo, T., Igarashi, R.,and Shirakawa, M.
    • 学会等名
      30th International conference on diamond and carbon materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイヤモンド量子センサを用いた生体分子の定量的動態計測2019

    • 著者名/発表者名
      源城拓哉、五十嵐龍治、白川昌宏
    • 学会等名
      定量生物学の会第九回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド量子センサーを用いたアクチン細胞骨格のin vitro動態計測2018

    • 著者名/発表者名
      源城拓哉、五十嵐龍治、藤原郁子、原田慶恵、白川昌宏
    • 学会等名
      量子生命科学研究会第2回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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