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3次元形態形成過程における細胞基質間および細胞細胞間の力学場測定

公募研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 24106502
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 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

水谷 武臣  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (40451405)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2012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 / 細胞力学
研究概要

3次元構造を持った組織や臓器を細胞集団が運動しながら形成していく際には、ケモアトラクタントのような生化学的な因子の拡散現象だけでは、細胞集団の運動を説明するには不十分である。細胞が出す「力」やそれに伴う「歪」などの物理学的な因子が細胞集団の運動を説明してくれるのではとの仮説の下、研究を進めている。まず、新たな測定・解析手法を用いて、細胞運動における物理学的な要因を調べてゆくことが重要だと考える。そこで本研究では、細胞や細胞外基質を蛍光標識し、その動きをライブセルイメージングし、画像群に含まれる輝度情報、位置情報、時間情報を数値解析することにより、細胞内外に発生した力や歪を測定することに成功した。そしてこれを研究セミナーで発表し、高い評価を受けた(2013 東京女子医科大学 先端生命医科学研究所グローバルCOEセミナー)。また、上皮細胞の極性を左右する因子と細胞間の接着力が変化することを発見し、投稿論文に発表した(2014 T. Mizutani, et al., Histochem Cell Biol)。さらに、上皮細胞集団が新たな細胞-細胞間接着を形成する際の力学量を原子間力顕微鏡で測定することに成功している(2013 R. Tanaka, T. Mizutani, et al., Jpn J Appl Phys Conf Proc)。これらの研究成果は、細胞集団が運動する際の数理モデルを構築する上で重要な情報である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Modulation of extracellular conditions prevents the multilayering of the simple epithelium2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mizutani, K. Takeda, H. Haga, M. Todo, K. Kawabata
    • 雑誌名

      Histochemistry and Cell Biology

      巻: Vol. 141(5) 号: 5 ページ: 459-471

    • DOI

      10.1007/s00418-013-1176-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate stiffness regulates temporary NF-κB activation via actomyosin contractions2013

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Ishihara, Motoaki Yasuda, Ichiro Harada, Takeomi Mizutani, Kazushige Kawabata, Hisashi Haga
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 319(19) 号: 19 ページ: 2916-2927

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2013.09.018

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lung cancer cells that survive ionizing radiation show increased integrin α2β1- and EGFR-dependent invasiveness2013

    • 著者名/発表者名
      Xue Li, Seiichiro Ishihara, Motoaki Yasuda, Takeshi Nishioka, Takeomi Mizutani, Masayori Ishikawa, Kazushige Kawabata, Hiroki Shirato, Hisashi Haga
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8(8) 号: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0070905

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tempo-Spatial Change of Cellular Stiffness and Geometry in the Process of Developing Epithelial Cell-Cell Adhesion Measured by Atomic Force Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Tanaka, Takeomi Mizutani, Hisashi Haga, Kazushige Kawabata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Conference Proceedings

      巻: 1 ページ: 11004-11004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuronal correlates of multiple top-down signals during covert tracking of moving objects in macaque prefrontal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Matsushima, A. & Tanaka, M.
    • 雑誌名

      J. Cogn. Neurosci

      巻: 24 号: 01 ページ: 2043-2056

    • DOI

      10.4236/cellbio.2012.11001

    • NAID

      120005090600

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2次元と3次元環境下での細胞と細胞骨格の力学計測2012

    • 著者名/発表者名
      水谷 武臣
    • 雑誌名

      MM2012材料力学カンファレンス論文集

      巻: MM2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の力学コミュニケーション2013

    • 著者名/発表者名
      水谷 武臣
    • 学会等名
      グローバルCOEセミナー(招待講演)
    • 発表場所
      東京女子医大(東京都新宿区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tempo-spatial Change of Cellular Stiffness in the Process of Developing Epithelial Cell-cell Adhesion Measured by Atomic Force Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Tanaka, Takeomi Mizutani, Hisashi Haga, Kazushige Kawabata
    • 学会等名
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      Okinawa Kariyushi Urban Resort Naha(沖縄県)
    • 年月日
      2012-12-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of microtubule deformation by live cell imaging and image analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Tanaka, Takeomi Mizutani, Hisashi Haga, Kazushige Kawabata
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 2次元と3次元環境下での細胞と細胞骨格の力学計測2012

    • 著者名/発表者名
      水谷 武臣
    • 学会等名
      MM2012 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像解析を用いた細胞内外の力学量計測2012

    • 著者名/発表者名
      水谷 武臣
    • 学会等名
      第四回「光塾」
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-08-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g3/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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