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核内外の力学要素の探索と核の応力場解析

公募研究

研究領域遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
研究課題/領域番号 21114508
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

長山 和亮  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10359763)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2009年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードバイオメカニクス / 生物・生体工学 / メカノトランスダクション / 細胞骨格 / 力学特性 / 細胞の力学応答
研究概要

本研究では,細胞内での核の3次元形態や,核のひずみ,核の力学特性を精密に計測し,核に生じる力を求める手法を確立していくとともに,力の要因となる核内外の要素を明らかにしていく.そして,細胞の分化の違いなどによって,核の形態や核内の応力場がどのように変化していくのか,明らかにしていくことを目的としている.
本年度は,特に細胞内張力を負担していると考えられるアクチン細胞骨格に注目し,これらが細胞核の力学場に与える影響を詳細に調べた.すなわち,現有する細胞骨格切断用のレーザアブレーションシステムを用いて生細胞内の個々のストレスファイバを切断する,あるいは,薬物処理によって選択的にストレスファイバを破壊する,などして,ファイバの張力を解放したときの細胞核の挙動を詳細に調べた.この過程で,細胞内の核には,アクチン細胞骨格を主体とした細胞内張力に起因する圧縮力が加わっており,細胞内張力変化に応じて核の3次元形態が可逆的に変化することなどを見いだした.さらに,わずか1本のストレスファイバの収縮力によって,ファイバ直下の核に局所的に変形が生じるという結果が得られた.これらことから,細胞骨格と核膜との間には,かなり大きな力学的インタラクションが作用していることが予想された.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Heartbeat regulates cardiogenesis by suppressing retincic acid signaling via expression of miR-1432011

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka K
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development

      巻: 128 ページ: 18-28

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Single Stress Fiber Stiffness in Cultured Aortic Smooth Muscle Cellsunder Relaxed and Contracted States2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      J Biomech

      巻: 43 ページ: 1443-1449

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanics of wrinkle formation : Micromechanical analysis of skin deformation during wrinkle formation in UV-inadiated mice2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 雑誌名

      Skin Res Technol

      巻: 16 ページ: 179-189

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of single stress fiber stillness in cultured aortic smooth muscle cells under relaxed and contracted states : Its relation to dynamic rearrangement of stress fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of three-dimensional culture and cyclic stretch stimulation on expression of contractile proteins in freshly isolated rat aortic smooth muscle cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 4

      ページ: 286-297

    • NAID

      130000128999

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内のアクチンストレスファイバと核の機械的相互作用に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      八尋勇樹
    • 学会等名
      第20回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 発表場所
      東京電気大学,東京(表彰講演)
    • 年月日
      2011-03-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] In situ observation of dynamic deformation of nucleus induced with laser nano-dissection of stress fibers : Mechanical interaction between stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Westin Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblast-like cells2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The Sixth World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Singapore, Singapore(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 焦点接着部位への独立した力学刺激負荷を目指した磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 培養血管平滑筋細胞の巨視的引張負荷・除荷に伴う細胞内張力変化のその場計測2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学,名古屋
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内ストレスファイバの配向ならびに張力の再現性に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学,岡山
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effects of cyclic stretch waveform and cell density on the cyclic stretch-induced stress fiber reorientation in osteoblast-like cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      4th Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Chti tchwch, New Zealand
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of traction force at focal adhesions with microfabricated substrate in smooth muscle cells during macroscopic deformation2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      Third Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics 2009
    • 発表場所
      Fngelbem Switzerland
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of traction force at focal adhesions during macroscopic stretch of smooth muscle cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      2009 Biomedical Engineering SocietyAnnual Fall Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh, PA, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞の収縮活性化過程における焦点接着斑の動的挙動観察2009

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞収縮に伴う焦点接着部位での張力変化と接着斑のダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大学,岩手
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

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

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 変形可能な微小構造体の製造方法2010

    • 発明者名
      長山和亮
    • 権利者名
      名工大
    • 産業財産権番号
      2010-003205
    • 出願年月日
      2010-01-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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