微小管能動的自己組織化における力学刺激の効果

机械刺激对微管主动自组织的影响

• 批准号: 14J02648
• 负责人: 井上 大介
• 金额: $ 1.45万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02648/
• 关键词: 微小管; 自己組織化; 集団運動; 力学刺激; キネシン; 非平衡系; アクティブマター; 配向構造; 伸縮刺激

本研究は、自走する繊維状タンパク質である微小管を伸縮刺激下で自己組織化させ、伸縮刺激が微小管の自己組織化過程における微小管間の運動の同調性に与える影響について明らかにするものである。初年度では伸縮刺激を微小管に印可するための顕微鏡上一軸伸展装置の設計・開発および一過性の一軸伸縮刺激に対する微小管集団の応答性についての評価、解析手法の確立に着手した。本年度では、伸縮刺激のモードを一過性の刺激から繰り返し一軸伸縮刺激に変えることにより、微小管集団が刺激のモードに応じてジグザグ状の特殊なパターンを形成することを見出しており、その形成過程を解明するための力学的モデルの構築も行った。また、当初の主目的である微小管自己組織化過程における微小管同士の同調性への伸縮刺激の影響についても評価しており、より大きな伸縮歪により伸縮刺激を微小管に印可することにより、微小管同士の運動の同調性が向上し、それにより微小管集団全体の配向度の向上、配向時間の短縮が生じることを明らかにした。このことは、植物細胞内で観察される表層微小管の配列過程と類似しており、本成果は、植物細胞内の表層微小管の配向方向の決定機構を明らかにするうえで有益な知見を与えると期待される。さらに、これまで微小管の自己組織化は２次元平面で行っていたが、本年度では微小チャンバー内における３次元的な微小管の自己組織化も試みている。その過程において３次元的に構築した微小管の構造体は自発的に流動する配向構造を形成するという興味深い知見が得ることができた。本発見により、当該研究のさらなる発展が期待される。

In this study, self-pacing microtubule stimulation was used to organize the microtubule, and to stimulate the microtubule to organize the microtubule. in this study, the self-organization of the microtubule was induced by the stretching of the microtubule. At the beginning of the year, the micro-tube printing can be used on the stretching device design to open the stretching device for the first time, and the analytical method is used to make sure that the hand is closed. This year, as soon as the stimulation was completed, the sexual stimulation was repeated. The microtubule set was designed to provide a complete understanding of the mechanics of the disease. The process of self-organization of microtubule, the process of self-organization of microtubule, the process of self-organization of microtubule, microtubule, microtube, The allocation time is short and the students are not allowed to know how to do it. The process of microtubule matching is similar to that of microtubule, this result, and the direction of microtubule alignment in the intracellular microtubule of the plant plant. The organization is aware that it is beneficial to know and expect to know. The microtubules in the second dimension are organized by themselves, and the three-dimensional microtubules in this year's microtubules are organized by themselves. In the process of three-dimensional transmission, the self-generated flow of the micro-tube system is located in the direction of the production system, which makes you know that there is a deep smell. In this review, we should study the exhibition and look forward to it.

项目成果

Pattern formation of microtubules triggered by stretch stimuli

拉伸刺激触发微管的模式形成

• 发表时间: 2014
• 作者: Daisuke Inoue,Arif Md. Rashedul Kabir;Kazuki Sada;Akira Kakugo
• 通讯作者: Akira Kakugo

自己推進型人工繊毛モーターの創製

自驱动人工纤毛马达的研制

• 发表时间: 2015
• 作者: 井上大介;佐々木廉;和田将輝;伊藤正樹;Kabir Arif Md. Rashedul; 佐田和己;角五彰
• 通讯作者: 角五彰

微小管の動的自己組織化における外部力学刺激の影響

外部机械刺激对微管动态自组织的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: 井上大介;佐々木廉;和田将輝;伊藤正樹;Kabir Arif Md. Rashedul; 佐田和己;角五彰;井上大介
• 通讯作者: 井上大介

Depletion force induced collective motion of microtubules driven by kinesin

• DOI: 10.1039/c5nr02213d
• 发表时间: 2015-01-01
• 期刊: NANOSCALE
• 影响因子: 6.7
• 作者: Inoue, Daisuke;Mahmot, Bulbul;Kakugo, Akira
• 通讯作者: Kakugo, Akira

Real-Time 3D Microtubule Gliding Simulation

• DOI: 10.1007/978-3-662-45283-7_2
• 发表时间: 2014-09
• 作者: G. Gutmann;Daisuke Inoue;A. Kakugo;A. Konagaya