| 研究課題/領域番号 |
19K22960
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松本 健郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30209639)
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| 研究分担者 |
前田 英次郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20581614)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / メカノバイオロジー / 細胞核 / クロマチン / DNA / 力学刺激 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
遺伝子発現が細胞核内のDNAの物理的な分布の違いに影響されることが認識され始めている．例えば血管平滑筋細胞は組織内ではDNAが核膜付近に集中しているのに対し，数週間培養し増殖が盛んになるとDNAが核内に満遍なく拡がってくる．DNAが核内で満遍なく拡がることによりDNAの２重ラセンが緩みやすく，よってmRNAの合成が生じやすく，結果として蛋白合成，更には増殖が活発になると推定される．そこで本研究では，細胞核を定量的に変形させた後のDNA分布の変化を顕微鏡下で詳細に調べる装置を開発し，核変形によるDNA分散と細胞機能の変化との関係を調べる．
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| 研究成果の概要 |
細胞核に変形を加え核内ＤＮＡ分布を変化させることで細胞機能を制御することを目指した．深さ３５μm，幅１０μm程度の細溝を有するＰＤＭＳ製弾性基板を作製，この基板を引張って溝を広げた状態で培養骨芽細胞様細胞ＭＣ３Ｔ３ーＥ１を落とし込み，元に戻すことで核を細胞質ごと１５－２０％圧縮した．1回の圧縮ではＤＮＡ凝集塊の個数や体積に変化は見られなかったが，５回では凝集塊の総体積は減少，個数は増加する場合と減少する場合があった．凝集塊の総体積は圧縮刺激を受けると減少すること，凝集塊の個数は，分裂して増加する場合，計測限界以下の大きさになり減少する場合などが考えられ，変化は単純ではないことが判った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞核を圧縮することでクロマチン凝集体の総体積が減少することは判っていたが，17％の1回の圧縮では変化しないが，それより小さい15%であっても５回の圧縮で減少する，即ち，圧縮量だけでなく，回数も重要であることが判った点が第１の成果である．また従来，凝集体の個数も減少するものと思われてきたが，場合によって増える場合もあることが分かり，圧縮により大きな凝集塊が複数の小さな凝集塊に分裂する可能性，小さな凝集塊が分裂して計測限界以下の大きさになる可能性な考えられることが判った点が第２の成果と言える．
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