計測と数理解析から探る生化学反応を伴う細胞内の力学解明と生きた構成則の構築

生体内の分子代謝メカニズム解明は、細胞生物学だけでなく、その病理的・医学的観点からも重要である。そこで我々はモデル生物である線虫と蛍光ラベルされたグルコースを用いた。線虫の腸内蛍光グルコース代謝を、顕微鏡技術（光褪色後蛍光回復法）を用いて計測した。その結果、腸内のグルコースが腸管と腸細胞の境界である微絨毛（ナノスケールの微細構造を持つ）に蓄積されていることを明らかにした。さらに、微絨毛におけるその拡散係数が、バルクのそれよりも遅いことを発見した。すなわち、この微細構造の見かけの粘性が水中よりも十分に高いことを示した。また、グリセロール中の蛍光グルコースの拡散係数計測から、蛍光グルコースの分子サイズがグルコースのそれよりも3倍程度大きいことを明らかにした。さらに、留学先（Yale University, School of Medicine）にて一分子にかかる張力の計測技術開発を行った。我々の張力センサーはアミノ酸構造物であるcoiled-coilを用いてる。そのため、センサーモジュールのサイズは一般的な分子サイズよりも小さく、それらの機能・構造への影響が小さい（これまでの代表的な張力センサーのサイズは対象分子程度あるいはそれ以上）。遺伝子組み換えが簡単な分裂酵母（fission yeast）をモデル生物として用いた。分裂酵母は細胞分裂時にcytokinetic ring（CR）と呼ばれる分子高次構造物をつくる。我々は、CRに関与する分子: Formin (Cdc12)が数pNの張力を支持していることを明らかにした。

生体内の分子代謝メカニズム解明は、細胞生物学だけでなく、その病理的・医学的観点からも重要である。そこで我々はモデル生物である線虫と蛍光ラベルされたグルコースを用いた。線虫の腸内蛍光グルコース代謝を、顕微鏡技術（光褪色後蛍光回復法）を用いて計測した。その結果、腸内のグルコースが腸管と腸細胞の境界である微絨毛（ナノスケールの微細構造を持つ）に蓄積されていることを明らかにした。さらに、微絨毛におけるその拡散係数が、バルクのそれよりも遅いことを発見した。すなわち、この微細構造の見かけの粘性が水中よりも十分に高いことを示した。また、グリセロール中の蛍光グルコースの拡散係数計測から、蛍光グルコースの分子サイズがグルコースのそれよりも3倍程度大きいことを明らかにした。さらに、留学先（Yale University, School of Medicine）にて一分子にかかる張力の計測技術開発を行った。我々の張力センサーはアミノ酸構造物であるcoiled-coilを用いてる。そのため、センサーモジュールのサイズは一般的な分子サイズよりも小さく、それらの機能・構造への影響が小さい（これまでの代表的な張力センサーのサイズは対象分子程度あるいはそれ以上）。遺伝子組み換えが簡単な分裂酵母（fission yeast）をモデル生物として用いた。分裂酵母は細胞分裂時にcytokinetic ring（CR）と呼ばれる分子高次構造物をつくる。我々は、CRに関与する分子: Formin (Cdc12)が数pNの張力を支持していることを明らかにした。