Dynamic analysis of interactions between nanoporous gold and integrins using multicanonical molecular dynamics

使用多规范分子动力学动态分析纳米孔金和整合素之间的相互作用

基本信息

  • 批准号:
    20J15644
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-24 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度の到達目標を予定通りに遂行することができた。具体的には、前年度に取得した計算データを基に、研究目的であるインテグリン媒介型機械的シグナル伝達機構の解明に取り組んだ。前年度に作成したフルスケールのインテグリンモデルにPerturbation ResponseScanning (PRS)を適用して擬似的なシグナル伝達過程を再現し、headドメインに作用させた応力がインテグリン構造を伝播する様子を調べた。その結果、インテグリンの膝部分(Genu)への金属イオン配位の抑制により、Genuドメインが軟化することで機械的シグナルが急激に減衰する様子が確認された。この事実はGenuドメインとCalf-1ドメイン間に応力伝達経路が形成されることで、細胞外から細胞内への機械的情報の伝達が安定化されるという前年度に得られた事実を裏付ける結果となった。インテグリンαvβ3モデルに加え、αIドメインを有するα2β1や変異モデルを作成し、機械的引張力を付加する拡張MD計算等を実行することでシグナル伝達特性を比較した。その結果、αvβ3はβ鎖に直接作用した力が局所的な構造変化を連鎖的に誘発し、最終的にグローバルな構造活性化につながることで、基板の機械的情報を細胞内に伝達することが明らかになった。一方、α2β1に作用した力はαIドメイン内で分散し、αvβ3で見られたβ鎖内での局所構造変化を示さなかった。このように、αIドメインの有無がインテグリンの機械的シグナル伝達において重要な役割を果たしていることを明らかにした。以上の計算結果はインテグリンのαIドメインの構造やその中の荷電残基が、シグナル伝達に主要な役割を果たすことを示唆しており、細胞の機械的感受性を調べた既存の実験・計算事実とも整合している。以上の研究成果は、国外論文へ執筆、掲載され、また国外ジャーナルの記事にも紹介された。
For this year, the を target to be achieved is set to be carried out through に に する とがで た た た. Specific に は, before the annual に し た computing デ ー タ を に, research aim で あ る イ ン テ グ リ ン media type mechanical シ グ ナ ル 伝 of institutions の interpret に group take り ん だ. Annual に done before し た フ ル ス ケ ー ル の イ ン テ グ リ ン モ デ ル に Perturbation ResponseScanning (PRS) を applicable し て quasi similar な シ グ ナ ル 伝 process を reappear し, head ド メ イ ン に role さ せ た 応 force が イ ン テ グ リ ン tectonic を 伝 sowing す る others child を adjustable べ た. そ の results, イ ン テ グ リ ン の knee part (Genu) へ の metal イ オ ン ligand の inhibit に よ り, Genu ド メ イ ン が softening す る こ と で mechanical シ グ ナ ル が nasty shock に damping す る others child が confirm さ れ た. こ の things be は Genu ド メ イ ン と Calf - 1 ド メ イ ン between に 伝 応 force of 経 road が form さ れ る こ と で, extracellular か ら intracellular へ の machine intelligence の 伝 da が stabilization さ れ る と い う annual に before ら れ た thing be in pay け を る results と な っ た. イ ン テ グ リ ン alpha v beta 3 モ デ ル に え, alpha I ド メ イ ン を have す る alpha 2 beta 1 や - different モ デ ル を made し, mechanical tension を plus す る company, zhang computation of MD を line be す る こ と で シ グ ナ ル 伝 properties of are を し た. そ の results, alpha v beta 3 は beta lock に direct action し た force が な structural variations of bureau を chain に 発 lure し, eventually に グ ロ ー バ ル な tectonic activation に つ な が る こ と で, substrate の machinery intelligence を intracellular に 伝 da す る こ と が Ming ら か に な っ た. Side, alpha 2 beta 1 に し た force は alpha I ド メ イ ン で dispersed し, alpha v beta 3 で see ら れ た beta locks で の bureau structure - the を shown さ な か っ た. こ の よ う に, alpha I ド メ イ ン の presence of が イ ン テ グ リ ン の mechanical シ グ ナ ル 伝 da に お い て important な "を cut fruit た し て い る こ と を Ming ら か に し た. Above calculation result の は イ ン テ グ リ ン の alpha I ド メ イ ン の tectonic や そ の の charged residues in が, シ グ ナ ル 伝 da に main な "を cut fruit た す こ と を in stopping し て お り, cell susceptibility の mechanical を べ た existing の be 験, calculate things be と も integration し て い る. The above <s:1> research results <e:1>, foreign papers へ writing, publication され, また foreign ジャ ナ ナ に <s:1> notes に へ introduction された.

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
MetaQNet: マルコフ連鎖モンテカルロと深層強化学習を組み合わせた非同期マルチエージ ェント拡張サンプリング
MetaQNet:结合马尔可夫链蒙特卡罗和深度强化学习的异步多智能体增强采样
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    下野祐太;出口聡一郎、袴田昌高、馬渕守
  • 通讯作者:
    出口聡一郎、袴田昌高、馬渕守
インテグリン全長構造の仮想引張シミュレーション:Genu ドメインにおける細胞メカノセンシング機構の解明
全长整合素结构的虚拟拉伸模拟:阐明Genu域的细胞机械传感机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    出口聡一郎;袴田昌高;馬渕守
  • 通讯作者:
    馬渕守
深層強化学習による高効率モ ンテカルロシミュレーションの開発
使用深度强化学习开发高效蒙特卡罗模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    下野祐太;出口聡一郎、袴田昌高、馬渕守
  • 通讯作者:
    出口聡一郎、袴田昌高、馬渕守
非平衡分子動力学によるインテグリンの“膝”の機能解明
利用非平衡分子动力学阐明整合素“膝盖”的功能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    出口聡一郎;袴田昌高;馬渕守
  • 通讯作者:
    馬渕守
Detachment of human mesenchymal stem cells from a gold substrate using electric current
  • DOI:
    10.1016/j.mtla.2020.100866
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    H. Sugiyama;R. Osugi;Soichiro Deguchi;Ryo Yokoyama;M. Hakamada;M. Mabuchi
  • 通讯作者:
    H. Sugiyama;R. Osugi;Soichiro Deguchi;Ryo Yokoyama;M. Hakamada;M. Mabuchi
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出口 聡一郎其他文献

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