Mechanisms of cellular tensional homeostasis: measurement and analysis

细胞张力稳态机制：测量和分析

• 批准号: 21H03796
• 负责人: 出口 真次
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03796/
• 关键词: 張力ホメオスタシス; 細胞バイオメカニクス; メカノバイオロジー; 熱力学; FRAP; バイオメカニクス; 統計力学

増殖が可能な細胞には張力ホメオスタシスと呼ばれる、細胞内部の物理的な張力を一定に維持する性質が備わっている。これは細胞が周囲環境の変化に対して適応的に振る舞うための基盤となっており、その能力の不全は様々な疾患との関連をもつことが指摘されている。本年度は、前年度までに開発した改良FRAP法（Continuum mechanics-based fluorescence recovery after photobleaching, CM-FRAP法）について論文発表のための追加実験をするとともに、これまで明らかとなっていた測定精度上の問題について改良を行った。具体的には、光褪色領域の自動追跡アルゴリズムについて、測定の各時刻において測定しきい値を変更できるようにした。実験結果を新旧の方法で比較し、特に細胞骨格が入り組んだ空間領域においては新しい方法においてより高い精度で定量化できることを確認した。また、熱統計力学についても前年度までに準備をした論文について、ジャーナルでの採択に向けていくつかの対応を行った。また、細胞の張力ホメオスタシス現象において支えられる力の大きさに応じて細胞骨格の構成成分が変化する現象を相転移と見なし、材料熱力学的観点から数理モデル化を行い、その現象の背後にある物理メカニズムを説明するための解析を行った。これにより、細胞骨格が特定の構成則（力の大きさに応じて見た目の弾性率が変化すること）を仮定すると、実際の現象を論理的に説明できることを明らかにした。

The cell tension may be maintained during reproduction, and the physical tension within the cell may be maintained during reproduction. This is a response to changes in the cellular environment, changes in the environment, changes in the environment This year, compared with the previous year, the Continuum Mechanics-based Fluorescence Recovery After Photoleaching (CM-FRAP) method has been developed to improve the accuracy of measurement. Specific, light fading area of automatic tracking, measurement of each time, measurement of the value of the change The results of the new and old methods are compared, and the cell skeleton is incorporated into the spatial domain. The new method is highly accurate and quantitative. In the past year, the preparation of papers in thermal statistical mechanics has been carried out. The phenomenon of cell tension and structural transformation is phase shift and analysis. The point of thermodynamics of materials is mathematical transformation. The phenomenon of physical transformation is explained. The cell structure is composed of a certain number of elements (such as force, temperature, temperature, etc.), and the phenomenon is explained logically.

项目成果

大阪大学大学院基礎工学研究科・出口研究室

大阪大学大学院工学研究科出口实验室

Does Durotaxis direct NE cell migration in developing lung?

Durotaxis 是否指导发育中肺中的 NE 细胞迁移？

• 发表时间: 2021
• 作者: Masafumi Noguchi;Kana T Furukawa;Mitsuru Morimoto;Kana Furukawa
• 通讯作者: Kana Furukawa

ゆらぎの定理に基づく細胞張力ホメオスタシスに関する研究

基于波动定理的细胞张力稳态研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 出口真次;上田唯花
• 通讯作者: 上田唯花

Machine learning-based detection of cellular forces and its application to drug screening

基于机器学习的细胞力检测及其在药物筛选中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Shinji Deguchi

シグナル伝達, 数理モデルに基づく細胞計測

信号转导、基于数学模型的细胞测量

• 发表时间: 2021
• 作者: *Okada T;Fujimoto K;Fushimi Y;Akasaka T;Thuy DHD;Shima A;Sawamoto N;Oishi N;Zhang Z;Funaki T;Nakamoto Y;Murai T;Miyamoto S;Takahashi R;Isa T.;出口真次
• 通讯作者: 出口真次