| 研究課題/領域番号 |
21H01051
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
藤井 修治 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (40401781)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
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| キーワード | 細胞核 / レオロジー / 動的秩序構造 / 圧縮変形 / 核内小器官 / バイオプローブ / 秩序構造 / 共焦点レオロジー / 染色体 / 粘弾性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞核内部では、遺伝子の転写・複製・修復が行われている。これらの活動には染色体の高次構造が強く関係する。この染色体の高次構造は、遺伝子疾患・ 癌化・細胞死にも深く関係することが明らかになりつつある。このため、染色体の構造秩序を調べることは物理学的・医学的に重要な課題である。
染色体の構造秩序は、生理的な運動により大きく変形する細胞核内においても常に維持されると考えられるが、なぜ構造秩序を乱すような大変形下においてクロマチンの動的構造秩序が維持されるのか、そのメカニズムは明らかではない。本研究では、応力場における細胞核内部の構造体の運動を調べ、構造秩序を維持する基本原理を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
圧縮変形下にさらされた細胞核内部において、物質は通常時(無圧縮時)とは異なる拡散挙動を示し、短時間領域において拡散が抑制されることが示唆された。張力が発生するような力学的条件下では、物質の拡散が抑制されることにより細胞核内の秩序構造を一時的に維持しているものと推測される。一定圧縮応力下において、抑制された拡散挙動は時間経過とともに徐々に通常の拡散挙動へとシフトしていく。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞核内におけるクロマチン高次構造の時空間秩序を維持するダイナミクスは、転写・複製・修復等のゲノム機能のみならず、遺伝子疾患・ 癌化・細胞死にも深く関係する。このため、細胞核内部の構造秩序ゆらぎを調べることは物理学的・医学的に重要な課題である。本研究において調べた運動下における細胞核内部のダイナミクスはこれまで明らかにされていない課題である。圧縮により細胞内に発生した張力が核内ダイナミクスに影響を与えることは、運動下では安静時と異なる秩序構造維持メカニズムが存在する可能性を示唆する。
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