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細胞の力学応答極性に寄与する局所翻訳制御機構の立証

研究課題

研究課題/領域番号 18K19934
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関首都大学東京

研究代表者

坂元 尚哉  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (20361115)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード生物・生体工学 / メカノバイオロジー / 細胞バイオメカニクス / 細胞骨格 / 細胞核 / 翻訳
研究成果の概要

本研究では,接着基質の繰り返し伸展刺激に対する極性を有した細胞形態変化において,細胞核の力学特性と局所的なタンパク質合成プロセスとの関係を検討した.細胞核内RNA合成分布および細胞内タンパク質産生布と細胞核力学特性との明確な関係は得られなかったものの,細胞骨格の一つであるアクチンフィラメントと細胞核との結合が細胞の形態変化,また細胞核力学特性の経時的変化に対しても重要な役割を果たすことを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

力学環境に対する細胞応答は身体の生理機能維持や病理に深く関与することが知られている.細胞の力学環境への応答メカニズムにおいて,細胞外部の力学環境情報の細胞核への伝達および細胞核の変形が重要な役割を担うとして注目されている.力学特性は変形に極めて密接にかかわる物性であり,本研究結果は,アクチンフィラメントを介した細胞核への力学刺激伝達,さらに伝達された力学刺激によって細胞核自身の力学特性およびそれに伴う変形が経時的に変化することを意味しており,細胞応答メカニズムの解明に大きく寄与すると考えられる.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Virginia Commonwealth University/University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール科学技術研究庁バイオ情報研究所(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of the hyperosmolarity-induced cytoskeletal changes of tubule epithelial cells on renal fibrosis2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyano, A. Suzuki, N. Sakamoto
    • 学会等名
      TMU International Symposium: Multi-scale biomechanics, nano-to macro-scale
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 接着基質力学特性の違いによって引き起こされる細胞内張力の変化2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤佳祐,伊井仁志,Daniel Conway,坂元尚哉
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneous strain distribution within the nucleus under substrate stretching is caused by chromatin condensation2019

    • 著者名/発表者名
      S. Tukamoto, S. Kimura, N. Takesue, N. Sakamoto
    • 学会等名
      2019 BMES Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of nuclear membrane proteins in cyclic stretch-induced changes of nuclear elasticity of fibroblasts2019

    • 著者名/発表者名
      N. Sakamoto, K. Kashima, M. Takeuchi, N. Kataoka
    • 学会等名
      2019 BMES Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Estimation of 3-D Traction Stress Field of Adhered Cell based on Optimal Control Technique using Image Intensities2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ii, K. Ito, N. Takakusaki, N. Sakamoto
    • 学会等名
      International Conference on Biomehanics and Medical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Condensation Level of Chromatin Affects Local Strain within the Nucleus under Mechanical Stimuli2019

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukamoto, S., Kimura, N. Takesue, N. Sakamoto
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical conditions of nesprin-mediated nucleus-actin filament bindings affect polarized elongation of fibroblasts induced by cyclic stretching2018

    • 著者名/発表者名
      N. Sakamoto, M. Ogawa, K. Sadamoto, M. Takeuchi, N. Kataoka
    • 学会等名
      8th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーティクルトラッキング法による細胞核内局所力学特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      木村 俊,三好 洋美,伊井 仁志,坂元 尚哉
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 繰り返し伸展刺激による繊維芽細胞核の弾性特性変化における核膜タンパク質の役割2018

    • 著者名/発表者名
      香嶋 謙志郎,竹内 雅貴,片岡 則之,坂元 尚哉
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高壁せん断応力による血管内皮細胞のMMPおよびeNOS産生の変化2018

    • 著者名/発表者名
      大山 侑樹,中村匡徳,木村直行,坂元 尚哉
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Mechanobiology Laboratoryのホームページ

    • URL

      http://www.comp.sd.tmu.ac.jp/mechanobio/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Mechanobiology Laboratoryのホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/sakamotonlab/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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