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負の張力センサーとして機能するアクチン線維:その物理化学機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21247021
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

曽我部 正博  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (10093428)

研究分担者 辰巳 仁史  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (20171720)
連携研究者 早川 公英  名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (60467280)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2011年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2010年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2009年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
キーワードメカノセンサー / アクチン線維 / コフィリン / ゆらぎ / 1分子観察 / 分子動力学 / 伸展刺激 / 張力 / 回転ゆらぎ / 光ピンセット / 一分子観察 / 張力依存的結合 / 近接場光
研究概要

伸展および弛緩した単一アクチン線維に、アクチン線維切断因子(ADF)コフィリンを添加したところ、コフィリンは弛緩したアクチン線維にのみ選択的に結合し、これを切断した。すなわち、アクチン線維は自身の(負の)張力に応じたコフィリン活性の調節を介して、自らの動態(崩壊)を制御する"負のメカノセンサー"として働くことが実証された。アクチン線維が弛緩すると長軸周り(モノマー間)の回転ゆらぎが増大し、コフィリンが結合しやすくなるものと推定された。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 24件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 1件) 図書 (12件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Imaging and characterization of stretch-induced ATP release from alveolar A549 cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Grygorczyk R, Furuya K, Sokabe M
    • 雑誌名

      J Physiol

      巻: 591 (5) ページ: 1195-1215

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanosensing by actin filaments and focal proteins.2012

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa K, Tatsumi H, Sokabe M
    • 雑誌名

      Commun Integr Biol

      巻: 5(6) ページ: 572-577

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The gating mechanism of the bacterial mechanosensitive channel MscL revealed by molecular dynamics simulations:from tension sensing to channel opening.2012

    • 著者名/発表者名
      Sawada Y, Murase M, Sokabe M
    • 雑誌名

      From tension sensing to channel opening. Channels

      巻: 6(4) ページ: 317-331

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STIM1 regulates platelet-derived growth factor-induced migration and Ca2+ influx in human airway smooth muscle cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Suganuma N, Ito S, Aso H, Kondo M, Sato M, Sokabe M, Hasegawa Y.
    • 雑誌名

      PloS ONE

      巻: 7(9)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential effects of lipids and lyso-lipids on the mechanosensitivity of MscL and MscS2012

    • 著者名/発表者名
      Nomura T, Cranfield CG, Deplazes E, Owen DM, Macmillan A, Battle AR, Constantine M, Sokabe M, Martinac B
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 109(22) ページ: 8770-8775

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanosensing by actin filaments and focal proteins2012

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa K, Tatsumi H, Sokabe M
    • 雑誌名

      Commun Integr Biol

      巻: 5(6) 号: 6 ページ: 572-576

    • DOI

      10.4161/cib.21891

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin filaments function as a tension sensor via tension-dependent binding of cofilin to the filament.2011

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa K, Tatsumi H, Sokabe M.
    • 雑誌名

      J Cell Biol

      巻: 195(5) ページ: 721-727

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force- and Ca^-dependent internalization of integrin in cultured endothelial cells.2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshima D, Kawakami K, Hayakawa K,Tatsumi H, Sokabe M.
    • 雑誌名

      J Cell Sci

      巻: 124(Pt 22) ページ: 3859-70

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of flow-induced ATP release and triggering of Ca^ waves at caveolae in vascular endothelial cells.2011

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, Furuya K, Nakamura M, Kobatake E, Sokabe M, Ando J.
    • 雑誌名

      J Cell Sci

      巻: 124 ページ: 3477-83

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of tensile force on the mechanical be behaviors of actin filaments.2011

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Inoue Y, Hojo M, Sokabe M, Adachi T.
    • 雑誌名

      J,Biomech

      巻: 4 4(9) ページ: 1776-81

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanoreception by Motile Flagella revealed by Chlamydomonas2011

    • 著者名/発表者名
      Fujiu K, Nakayama Y, Iida H, Sokabe M, Yoshimura K.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biol

      巻: 13(5) ページ: 630-632

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective role of Gipie, a Girdinfamily protein, in endoplasmic reticulum stress responses in endothelial cells2011

    • 著者名/発表者名
      Matsushita E, Asai N, Enomoto A, Kawamoto Y, Kato T, Maeda K, Hattori S, Hagikura M, Takahashi K, Sokabe M, Murakumo Y, Murohara T, Takahashi M
    • 雑誌名

      Mol Biol Cell

      巻: 22(6) ページ: 736-747

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin filaments function as a tension sensor via tension-dependent binding of cofilin to the filament2011

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa K, Tatsumi H, Sokabe M
    • 雑誌名

      J Cell Biol

      巻: 195(5) 号: 5 ページ: 721-727

    • DOI

      10.1083/jcb.201102039

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of tensile force on the mechanical behaviors of actin filaments2011

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Inoue Y, Hojo M. Sokabe M, Adachi T
    • 雑誌名

      J Biomech

      巻: 44(9) ページ: 1776-1781

    • NAID

      120003779176

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Extensional and Torsional Stiffness of Single Actin Filaments by Molecular Dynamics Analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Adachi T, Inoue Y, Hojo M. Sokabe M.
    • 雑誌名

      J Biomech

      巻: 43(16) ページ: 3162-7

    • NAID

      120002906762

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensing substrate rigidity y mechanosensitive ion channels with stress fibers and focal adhesions.2010

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Sokabe M.
    • 雑誌名

      Curr Opin Cell Biol

      巻: 22 ページ: 669-676

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanosensitivity of ion channels based on protein-lipid interaction.2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura K, Sokabe M
    • 雑誌名

      J Royal Soc Interface

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Extensional and Torsional Stiffness of Single Actin Filaments by Molecular Dynamics Analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Adachi T, Inoue Y, Hojo M.Sokabe M
    • 雑誌名

      J Biomech

      巻: 43(16) ページ: 3162-3167

    • NAID

      120002906762

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensing substrate rigidity by mechanosensitive ion channels with stress fibers and focal adhesions.2010

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Sokabe M.
    • 雑誌名

      Curr Opin Cell Biol

      巻: 22 ページ: 669-676

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin cytoskeleton regulates stretch-activated Ca^<2+> influx in human lung microvascular endothelial cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Ito S, Kume H, Numaguchi Y, Ishii M, Iwaki M, Kondo M, Naruse K, Hasegawa Y, Sokabe M
    • 雑誌名

      Am J Respir Cell Mol Biol

      巻: 43(1) ページ: 26-34

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of PI3K/Akt/TOR pathway in stretch-induced hypertrophy in primary cultured skeletal myotubes2010

    • 著者名/発表者名
      Sasai N, Agata N, Inoue-Miyazu M, Kawakami K, Kobayashi K, Sokabe M, Hayakawa K
    • 雑誌名

      Nerve Muscle

      巻: 41(1) ページ: 100-106

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural changes in the cytoplasmic domain of the mechanosensitive channel MscS during opening2009

    • 著者名/発表者名
      Machiyama H, Tatsumi H, Sokabe M
    • 雑誌名

      Biophys J

      巻: 97 ページ: 1048-1057

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress-Axis Regulated Exon (STREX) in the C-terminus of BKCa channels is responsible for the stretch sensitivity.2009

    • 著者名/発表者名
      Naruse K, Tang QY, Sokabe M
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Com

      巻: 385(4) ページ: 634-639

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtubule dydynamics regulate cyclic str etceh-induced cell reorientation in human airway smooth muscle cells.

    • 著者名/発表者名
      Morioka M, Parameswarane H, Naruse K, Kondo M, Sokabe M, Hasegawa Y, Suki B, Ito S.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6(10)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanotransduction by actin filaments is realized by tension dependent cofilin severing of actin filaments2013

    • 著者名/発表者名
      SokabeM
    • 学会等名
      14th International Membrane Research Forum: Meso-Scale Molecular Complexes and Domains and their Functions in the Membrane
    • 発表場所
      iCeM, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞力覚研究におけるイオンコンダクタンス顕微鏡(ICM)の有用性と発展性2012

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      第4回プローブ顕微鏡による表面分析研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-02-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Critical role of mechanosensitive ATP release from mammary alveoli in milk ejection. Symposium on "Emerging Roles of Purinergic Signaling in Mechanobiology"2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M, Furuya K
    • 学会等名
      Purine 2012 in Fukuoka
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Roles of actin cytoskeleton in cellular mechanotransduction2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      Symposium on "Force Transduction and Emerging Channels"
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞力覚の生物物理学と比較生理学、シンポジウム「メカノトランスダクションと生理機能」2012

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 開会挨拶:"生物に学ぶ柔軟なシステムの探索:ゆらぎと多様性をキーワードとして"の主旨2011

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      日本学術会議・学術フォーラム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 神経ステロイドの神経保護作用:アルツハイマー病と脳卒中の新規治療法の可能性2011

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      Replacement Therapy 研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparative biophysics and physiology of cell mechanosensing: frompassive to actove touch2011

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      8th Internationa Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-06-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] How do forces activate mechanosensitive channels in bacteria and eukaryotic cells? Internatl Symposium on Mechanobiology2011

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      5th Shanghai International Conference on Biophysics and Molecular biology.
    • 発表場所
      Shanghai/Hangzhou, China.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Application of optical recording technique with voltage sensitive dyes to the study of synaptic transmission and plasticity in the brain2011

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      SERC School on "Biophysics in Medicine: Advanced Training in imaging of Experimental Models"
    • 発表場所
      Delhi, India
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Biophysical and Evolutionary Aspects of Cell mechanosensing by Mechanosensitive Ion Channels2011

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      7th ABA (Asian Biophysics Association) Symposium.
    • 発表場所
      Delhi, India
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞の重力感知をめぐる諸問題と解決の方向性。シンポジウム"今、改めて考える宇宙生物科学"2011

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      第2 5回宇宙生物科学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 神経ステロイドによるアルツハイマー病の予防・治療の可能性2011

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      生理学研究所研究会"超階層シグナル伝達研究の新展開
    • 発表場所
      岡崎
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] The Impact of Emerging Nano-Mechanobiology2010

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      Nagoya University FIRST Research Center for Innovative Nanobiodevice International Symposium
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Multiple roles of actin cytoskeleton in cell mechanosensing.2010

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M.Hayakawa K, Tatsumi H, Kobayashi T
    • 学会等名
      6th World Congress on Biomechanics
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2010-08-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Comparative Biophysics of Mechanotransduction: from bacteria to endothelial cells2010

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Biorheology
    • 発表場所
      Wako, Japan
    • 年月日
      2010-06-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Nano-Mechanobiology: Sensing Mechanical Stimuli and Substrate Rigidity2010

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      NanoBioMedicine Symposium
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mechanotransduction at cell membrane and cell-substrate adhesion2010

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      The 6th GEM4 Summer School on "Cell-cell and cell-substrate adhesion.
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mehanosensing by ion channels: from bacteria to human. Symposium on " Emerging Mechanobiology"2010

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Role of cytoskeleton in mechanotransduction.2009

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      Gordon Research Conference : Osmoregulation and Mechanotransduction.
    • 発表場所
      New England, USA
    • 年月日
      2009-07-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nano-Mechanobiology: Sensing Mechanical Stimuli and Substrate Rigidity

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      Nano・Biomedicine Sympojium at 4th Ann Met Nanobiomedical Soc
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mechanotransduction by actin filaments is realized by tension dependent cofilin severing of actin filaments.

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 学会等名
      14th Internatl Membrane Research Forum
    • 発表場所
      Kyoto/Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] A Note on Emerging Mechanobiology. In "Recent Advances in Mechanobiology" (Eds. Yongde, Sokabe, et al)2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M.
    • 出版者
      Shanghai Sci Tech Liter Pub House
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] How do forces activate mechanosensitive ion channels in bacterial and eukaryotic cells?2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M, Sawada Y, Nomura K, Yoshimura K, Kobayashi T
    • 出版者
      Shanghai Sci Tech Liter Pub House
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] The role of actin filaments as a force-transmitter and a force-sensor.2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi H, Hayakawa K, Hirata H, Sokabe M.
    • 出版者
      Shanghai Sci Tech Liter Pub House
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Recent Advances in Mechanobiology2012

    • 著者名/発表者名
      Shi Y, Sokabe M, et al. (eds.)
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      Shanghai Sci Tech Liter Pub House
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Time-window of progesterone neuroprotection after stroke. In "Cerebral Ischemia/Book 1", (Ed. Balestrino M)2012

    • 著者名/発表者名
      Cai W, Sokabe M, Chen L
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Methods for processing and analyzing single channel data. In "Modern Patch Clamp Techniques" (Ed. Okada Y)2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Modern Patch Clamp Techniques (Ed. Okada Y)2012

    • 著者名/発表者名
      Sokabe M
    • 総ページ数
      452
    • 出版者
      Springer verlag pp85-104, Methods for processing and analyzing single channel data.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 細胞はどのように力を感じるのか:細胞力覚研究の最前線、In「次世代バイオミメティクス研究の最前線」(下村編)2011

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Nanotechnology in mechanobiology: mechanical manipulation of cells and organelle while monitoring intracellular signaling. In "Mechanosensing Biology" (ed. Noda M)2010

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi H, Hayakawa K, Sokabe M.
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 第1 部 生物学序論:細胞と生理学概論、In「ガイトン生理学(11 版)」(原題:Introduction to Physiology:The Cell and General Physiology, In "Textbook of Medical Physiology, Guyton & Hall")2010

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博(鑑訳)
    • 出版者
      エルセビアJP
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Mechanosensing Biology(Ed.Noda M)2010

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi H, Hayakawa K, Sokabe M
    • 総ページ数
      219
    • 出版者
      Springer verlag pp3-45, Nanotechnology in mechanobiology : mechanical manipulation of cells and organelle while monitoring intracellular signaling
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 動物は何を考えているのか?:学習と記憶の比較生物学2009

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博(編著)
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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