細胞内における機械的力の生成、伝播、統合

• 研究課題/領域番号: 19K22400
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 谷本 博一 横浜市立大学, 理学部, 准教授 (60784907)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 生物物理学 / 細胞生物物理学

研究開始時の研究の概要

細胞内磁気ピンセットを用いてアクチン骨格上における機械的力の伝播様式を解明することで、細胞スケールから個体形成過程までの生体運動を支配する力学的原理を確立することを目指す。

研究成果の概要

研究代表者が研究期間内に開発した高出力の細胞内磁気ピンセット（Orii and Tanimoto, in revision）を牽引力顕微鏡と組み合わせることで、細胞内に印加した摂動外力が引き起こす細胞の表面応力の変化を検出することに成功した。これは細胞内において機械的力が伝播する様子を定量的に捉えるための初めての実験系である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の中で働く機械的力の時空間動態を解明することは、メカノバイオロジー・生体力学分野の最重要課題の１つである。本研究課題は細胞内で生じた機械的力が細胞表面まで到達する様子を定量的に捉えることに世界で初めて成功した。