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2016 年度 実績報告書

微小管の秩序的ネットワーク化による運動界面構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K17451
研究機関埼玉大学

研究代表者

川村 隆三  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50534591)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードモータータンパク質 / 微小管 / キネシン / 界面 / 力学刺激 / 細胞
研究実績の概要

本研究では、モータータンパク質をネットワーク化して、多分子体特有のふるまいを明らかにすることを目的としていた。これまで、微小管ネットワークとキネシンの運動界面を構築する系について、協同性の高い運動発現の原理探求と、細胞に力学刺激を与える力学環境としての応用に取り組んできた。昨年度の原理検証実験では、運動界面と培養細胞の共存化に成功し、細胞の形態による応答挙動を発見した。細胞もまた多数のモータータンパク質を協同的に作用させる天然の多分子体であり、その力学挙動理解は意義深い為、本年度は細胞への力学刺激付与と応答挙動の観察に向けた運動界面の構築へと重点を移して研究を行った。
運動界面に、高転移性のがん細胞(マウスメラノーマ, B16-F10)を播種すると、接着後に突起を伸長した形態が観察されていた現象について、定量解析を進めた。細胞形状をアスペクト比で評価することで、力学刺激存在下で細長い細胞の割合が増加することが確認できた。また定量解析を進める中で、細胞接着過程で力学刺激を付与する手法では、細胞の接着性が不十分で被検細胞数確保が困難であることが判明した。これに対し、接着因子(フィブロネクチン)を基板に共修飾することで細胞の接着効率を改善することに成功した。また、この接着因子共存下の力学刺激付与環境では、B16-F10細胞内の局所にアクチンの凝集体が形成される現象を見出しており、細胞挙動の新たな知見を得た可能性がある。
運動界面構築について、ミリメートルスケールの巨視的な2次元パターンを構築する取り組みでは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)のスタンプマスクを用いることで、接着細胞領域中に5ミリメートル角の運動界面領域を作製した。接着状態の細胞が存在する同一基板上で、運動界面を駆動し力学刺激を付与することに成功しており、創傷治癒モデルへの応用が期待される。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Kinesin-Driven Active Substrate Giving Stochastic Mechanical Stimuli to Cells for Characterization.2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuzo Kawamura, Daiki Uehara, Naritaka Kobayashi, Seiichiro Nakabayashi, Hiroshi Y Yoshikawa
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 2 ページ: 2333-2338

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.6b00538

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] キネシンで駆動する力学ノイズ発生基板の構築と培養細胞への応用2017

    • 著者名/発表者名
      川村隆三、上原大樹、小林成貴、中林誠一郎、吉川洋史
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会(2017)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Cross-linked microtubule network driven by kinesin as bio-active matter2016

    • 著者名/発表者名
      川村隆三、上原大樹、小林成貴、中林誠一郎、吉川洋史
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校(北海道旭川市)
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [備考] 発表論文(査読有)

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~nakabayashi-lab/index.php?%A5%E1%A5%F3%A5%D0%A1%BC%BE%D2%B2%F0%2F%C0%EE%C2%BC%A1%A1%CE%B4%BB%B0

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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