Direct measurement of the twisting and bending fluctuations of a single actin filament with SMFPM

使用 SMFPM 直接测量单根肌动蛋白丝的扭曲和弯曲波动

基本信息

  • 批准号:
    21K06102
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

細胞には、重力などによる外力だけではなく、体内の骨格筋や平滑筋の動きに起因する様々な機械的(力)刺激が作用している。その結果、細胞は、これら力学刺激を受容して、細胞内骨格の形態変化など様々な応答を示す。生体膜や細胞骨格は外部からの力が働き、細胞の成長、分裂、形態が変化して、細胞応答を修飾する。最近では細胞に作用する機械的ストレスの大きな場所に誘引される中胚葉性幹細胞の存在も知られている。このように力の受容は生命科学において重要な地位を締めているが、力の受容を行っている分子機構の多くは未解明の状態である。その最大の理由は、力刺激の感知機構、言い換えるとメカノセンサーの分子実体が多くの場合、同定されておらず、さらにメカノセンサーが細胞の構造や機能に影響をあたえる仕組みの多くが不明な点にある。本研究では量子ドットと偏光一分子(粒子)イメージング顕微鏡を使って、アクチン線維が備えている力の受容の分子的仕組みを解明する。そして、アクチン線維の力学的状態変化がアクチン結合タンパク質分子コフィリンの作用を調節している分子機構を解明する。現在予想される仮説は“アクチン線維は線維の長軸方向に常にねじれており、このねじれの大きさは揺らいでる。外部からの力刺激でアクチン線維の張力が大きくなった時にはこのねじれのゆらぎは抑えられてコフィリンの結合が抑制される。本研究では、蛍光標識したアクチンフィラメントに異なる張力レベル(0.8~3.4pN)の力を加え、そのねじれや曲げを単一分子蛍光偏光顕微鏡を用いて直接測定した。その結果、単一アクチンフィラメントのねじれや曲げの揺らぎの振幅は、張力の増加とともに減少することがわかった。
The external forces of gravity and gravity in the cells cause the movement of the skeletal muscles and smooth muscles in the body, and mechanical stimuli act on them. The results showed that the cells were resistant to mechanical stimulation, and the morphology of bone cells was changed. Cell membrane and cell skeleton are modified by external forces, cell growth, division, and morphological changes. Recently, the existence of mesoembryonic stem cells has been detected in large areas induced by the mechanical action of cells. The important position of force in life science is to establish the state of molecular mechanism. The biggest reason for this is that the sensory mechanism of force stimulation, the change of speech, the molecular reality of the cell, the multiple occasions, the same time, the different effects of the cell structure and function, the multiple unknown points. In this study, we aim to elucidate the molecular structure of quantum polarized molecules (particles) and micromirrors. The mechanical state of the linear dimension is changed, and the molecular mechanism is explained. Now I want to say,"The line dimension is opposite to the line dimension in the long axis direction. The external force stimulus is the tension of the line. When the tension is large, the combination of the two forces is suppressed. In this study, the tensile strength (0.8~3.4pN) of the two molecules was measured directly by polarizing microscope. As a result, the amplitude of the wave increases and the tension decreases.

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The amplitude of twisting, bending of actin filaments affected by stress increases in the filament
肌动蛋白丝受应力增加影响的扭曲、弯曲幅度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kaoru Okura;Hitoshi Tatsumi
  • 通讯作者:
    Hitoshi Tatsumi
The amplitude of twisting and bending fluctuations of actin filaments decreased by mechanical stress
肌动蛋白丝的扭曲和弯曲波动幅度因机械应力而降低
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Okura;K. and Tatsumi;H.
  • 通讯作者:
    H.
Entanglement of Arabidopsis Seedlings to a Mesh Substrate under Microgravity Conditions in KIBO on the ISS.
A new technique for detecting single biomolecule fluctuations using surface distance-dependent spectral changes in the quantum dot emission
一种利用量子点发射中与表面距离相关的光谱变化来检测单个生物分子波动的新技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kaoru Okura;Hitoshi Tatsumi
  • 通讯作者:
    Hitoshi Tatsumi
張力増加によるアクチン線維のねじれと曲げの揺らぎの減少
由于张力增加,肌动蛋白纤维的扭转和弯曲波动减少
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kaoru Okura;Hitoshi Tatsumi
  • 通讯作者:
    Hitoshi Tatsumi
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    原田 二朗;溝口 正;木下 雄介;小笠原 伸;山本 健;民秋 均;辰巳 仁史
  • 通讯作者:
    辰巳 仁史

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  • 批准号:
    04770059
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 2.66万
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    03223207
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    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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知道了