2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of Force Field Generated by Active Deformation of Mesoderms during Morphogenesis
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16KT0070
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 求 京都大学, 高等研究院, 特任教授 (00706814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 量 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (10768071)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 中胚葉組織 / 細胞集団運動 / 非平衡緩和過程 / 細胞骨格 / 力場計測 / 対称性の破れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アフリカツメガエルの形態発生を専門とする林研究員がH30年4月に研究室に加わり、ツメガエル飼育施設を高等研究院に確立した。林研究員は分担研究者・鈴木助教と協力して刺激応答性ゲルの表面機能化をフィブロネクチンの表面密度を変化させながら最適化した。接着性が弱いと中胚葉組織切片は張力により丸まって表面から脱離してしまうが、接着が強すぎても細胞間接着が弱まって組織切片としての安定性を失うことを見出した。接着強度が組織切片の安定培養に重要であることは予測されたが、このように顕著な影響があることは思わぬ発見であったので、より詳しく解析を進めた結果、10－20ｋPa程度の弾性率を持ったゲル基板の上で安定に中胚葉組織を維持し、細胞の集団運動を計測する条件を絞り込むことに成功した。
牽引力顕微鏡を使った、基板の弾性率を変化させたときの力場解析については、実験を進めるにつれて装置上の問題点が明らかになった。具体的には日常の実験で用いている正立式の共焦点顕微鏡では胚の色素に邪魔されてゲル内での蛍光ビーズの変位が見えないため、実験系に修正を加えて薄いゲル基板を作製することでこれを解決し、力学摂動に対する緩和過程を力場と形状動態の二つから追跡した。一方で二軸の牽引・圧縮装置の場合、装置を倒立顕微鏡にのせることは不可能であるので、牽引・圧縮下での観測はMembrane ｍCherryを用いた細胞の変形と運動の追跡へと切り替えた。このように物理学的摂動を与えたときの中胚葉組織内での細胞集団運動を物理学的リードアウトを用いて定量化することにおいて思わぬ大きな成果が得られたので、プロジェクト終了後も機能性の欠損のような分子的摂動を与えたときの変形や運動のモードの解析を継続して行っている。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Cell surface flip-flop of phosphatidylserine is critical for PIEZO1-mediated myotube formation.2018
Author(s)
Tsuchiya, M.; Hara, Y.; Okuda, M.; Itoh, K.; Nishioka, R.; Shiomi, A.; Nagao, K.; Mori, M.; Mori, Y.; Ikenouchi, J.; Suzuki, R.; Tanaka, M.; Ohwada, T.; Aoki, J.; Kanagawa, M.; Toda, T.; Nagata, Y.; Matsuda, R.; Takayama, Y.; Tominaga, M. & Umeda, M.
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Journal Title
Nature Commun
Volume: 9
Pages: 2049
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dynamic Contact Guidance of Myoblasts by Feature Size and Reversible Switching of Substrate Topography: Orchestration of Cell Shape, Orientation, and Nematic Ordering of Actin Cytoskeletons.2018
Author(s)
Linke, P.; Suzuki, R.; Yamamoto, A.; Nakahata, M.; Kengaku, M.; Fujiwara, T.; Ohzono, T.* & Tanaka, M.
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Journal Title
Langmuir
Volume: special issue
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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