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2014 年度 実績報告書

物理から細胞形態に迫る:多細胞モデルの構築と細胞間相互作用の制御

研究課題

研究課題/領域番号 24740292
研究機関東京農工大学

研究代表者

柳澤 実穂  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50555802)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード細胞組織モデル / 細胞接着 / 自己組織化 / 界面張力
研究実績の概要

複数の細胞から成る生物は、細胞の形と内部構造を細胞組織全体で制御している。この形と構造の自己組織的な制御機構を明らかにする上で、我々は細胞の空間配置と細胞間接着力に着目した。この二つの物理的特徴を制御可能とする細胞組織モデルを構築した上で、それらの相関関係を解明することが本研究の目的であった。はじめに、サイズの揃った細胞モデル(脂質単分子膜で覆われた高分子溶液のWOエマルション)を、細管に封入した高分子溶液を遠心力下で先端から放出することにより作成した。その後、マイクロマニュピュレーターを用いて細胞モデルを掴み、適切な配置を維持しながら互いに接着させて、細胞組織モデルを構築した。細胞間接着力は、細胞モデルの表面に働く界面張力と、脂質と細胞内に封入した高分子との相互作用によって制御可能であることが分かった。それゆえ、この細胞組織モデルは、脂質膜と高分子との相互作用を評価するモデル系としても有益なことが示された。また、二相分離する高分子混合溶液を封入した細胞組織モデルでは、細胞間の接着力がある閾値を超えると、相分離パターンが細胞の空間配置によって支配されることも分かってきた。このことは、細胞が互いに強く膜接着し合うことで、空間配置を介した構造制御が可能となることを強く示唆する。以上の成果は、原著論文として投稿中であり、また生物物理学会や物理学会などでの講演を介して広く発信した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reconstitution of intracellular environments in vitro and in artificial cells2014

    • 著者名/発表者名
      K. Fujiwara and M. Yanagisawa
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS

      巻: 10 ページ: 43-48

    • DOI

      10.2142/biophysics.10.43

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiple patterns of polymer gels in microspheres due to the interplay among phase separation, wetting, and gelation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yanagisawa, S. Nigorikawa, T. Sakaue, K. Fujiwara, and M. Tokita
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 111 ページ: 15894-15899

    • DOI

      10.1073/pnas.1416592111

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細胞サイズ空間へ閉じ込められた高分子混合系の相分離とゲル化の競合2015

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂
    • 学会等名
      首都大学東京・ミニ研究環 「ソフトマターを基盤とするバイオ系の構築」
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2015-03-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 連結したミクロ液滴でのゾルゲルパターン形成2015

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂
    • 学会等名
      第5回Yet Another Cell 研究会
    • 発表場所
      マホロバ・マインズ三浦(神奈川県三浦市)
    • 年月日
      2015-02-19
  • [学会発表] 細胞内環境のモデル化が導く高分子の混み合いと閉じ込めの影響2015

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂
    • 学会等名
      神戸大学先端融合科学シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Oriented reconstitution of an ion channel in a cell-sized liposome2014

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂
    • 学会等名
      情報計算化学生物学会2014年大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase separation on cell-sized liposomes in the presence of external force2014

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of viscoelastic cytoplasm in liposome on the shape deformation2014

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂,藤原慶
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25
  • [学会発表] 光ピンセットを用いた三成分リポソームの強制変形2014

    • 著者名/発表者名
      祐下岳志,岩下靖孝,木村康之,柳澤実穂
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
  • [学会発表] Effects of viscoelastic cytoplasm in liposome on the shape deformation2014

    • 著者名/発表者名
      柳澤実穂,藤原慶
    • 学会等名
      Open Questions on the Origin of Life 2014
    • 発表場所
      国際高等研究所(京都府木津川市)
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-13
  • [備考] 東京農工大学研究者情報サイト

    • URL

      http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/51/0005100/profile.html

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公開日: 2016-06-01  

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