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荷電不安定性が引き起こす非平衡膜界面の新奇構造・機能

电荷不稳定性引起的非平衡膜界面的新结构和功能

基本信息

批准号：
13J01297
负责人：
伊藤弘明
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

敗血症因子に晒された赤血球は，シア流下での形状変化が健康な赤血球に比べて小さく，これが敗血症における全身性炎症の引き金になりうる事が知られていたが，弾性等の物性の変化の理解は不足している．そこで細胞形状ゆらぎのスペクトル解析とマイクロ流体デバイスや光トラップ等を統合して個々の赤血球の物性変化を定量した．内毒素分子の糖鎖が長い程作用した赤血球の曲げ弾性係数は減少すると同時にシア弾性係数は増加する事，新生児赤血球は成人赤血球よりこの変化が顕著である事，新薬候補ペプチドがこの変化を抑える事，を解明した．特に生体界面の特徴として，赤血球の形状ゆらぎの理解に細胞骨格に由来する結合項が不可欠である事を立証できた．また，外部から添加され細胞膜表面に作用する内毒素分子が細胞質側の細胞骨格のシア弾性に影響を与えるという結果は，細胞膜に埋め込まれた膜貫通タンパク質への作用を示唆しており，メゾスケールの形状ゆらぎと分子スケールの現象の関連の理解を深めるものである．また，より動的で非平衡状態にある生体界面の振舞いの解明を目的として，アクチン・ミオシンタンパク質系（アクトミオシン）に駆動される再構成脂質膜界面の研究も並行してまとめた．アクトミオシンと脂質膜の結合に静電相互作用を援用することで，再構成したアクトミオシンの自発構造形成とカップルした人工脂質膜界面の動的変形が初めて観察されていたが，その解析や数理モデリングから界面変位の非熱的性質や曲率依存的な挙動が明らかになった．また，界面の非熱的ゆらぎの解析を深め，10秒スケールの時間相関をもつ有色ノイズ型の動的力生成が界面の非熱的変位に変換されていることを議論した．上記の主要な成果に加え，荷電性界面の粗視化MD計算や多細胞生物ヒドラの界面変形など，階層横断的に非平衡界面現象の解明に取り組み成果を挙げた．

The sepsis factor is a red blood cell that is exposed to the sun, and the red blood cells are shed and the shape of the blood is changed. The red blood cell is smaller than the red blood cell, and the sepsis factor is smaller than the red blood cell.おけるSystemic inflammation のinduced き金になりうる事がknow られていたが, 弾性such as のphysical properties の変化の不understanding はしている． Cell shape analysis Ekotoro and others have integrated and quantitatively modified the physical properties of red blood cells. The endotoxin molecule has a long-term effect on the glycocalyx and reduces the elasticity coefficient of red blood cells while simultaneously increasing the elasticity coefficient, which is new. The adult red blood cells are changed and changed, and the new ones are changed and the new ones are replaced. The special interface of the body, the shape of the red blood cell, the understanding of the cell skeleton, the origin of the cell skeleton, the combination of the items, the indispensable evidence, and the evidence.また, external addition されCell membrane surfaceにeffectするEndotoxin moleculesがcytoplasmic sideのCell skeletonのシア弾性にeffectをAndえるというResultは, cell membrane buryingめ込まれた film penetrates the タンパクquality へのeffect をshows the しており, メゾスケールのShape ゆらぎとmolecule スケールのphenomenon のrelated understanding をdeep めるものである．また, よりkinetic non-equilibrium state にある生体 interface 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　logue A parallel study on the reconstruction of the lipid membrane interface of the ンタンパクアクトミオシンに駆动されるアクトミオシンと Lipid membrane bonding and electrostatic interaction を cited することで, Reconstructed artificial lipid membrane of artificial lipid membrane formed by artificial structure of artificial lipid The changing shape of the interface, the initial analysis of the interface, the mathematical analysis of the interfaceグからThe non-thermal property of the interface position and the curvature-dependent な挙动が明らかになった.また, the non-thermal ゆらぎのanalytics of the interface をdeep め, 10 seconds スケールのtime-related をもつ有Color ノイズ type の dynamic force generation が interface の non-thermal 変 position に変 change されていることを discussion した. The main results mentioned above are the addition of coarse-grained MD calculations of charged interfaces, the interface deformation of multicellular organisms, and the results of the explanation of the non-equilibrium interface phenomenon of hierarchical transversal.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Quantification of the Influence of Endotoxins on the Mechanics of Adult and Neonatal Red Blood Cells

内毒素对成人和新生儿红细胞力学影响的定量

DOI：
10.1021/acs.jpcb.5b01544
发表时间：
2015
期刊：
The Journal of Physical Chemistry B
影响因子：
0
作者：
Hiroaki Ito;Navina Kuss;Bastian E. Rapp;Masatoshi Ichikawa;Thomas Gutsmann;Klaus Brandenburg;Johannes M. B. Poeschl;and Motomu Tanaka
通讯作者：
and Motomu Tanaka

アクトミオシンと結合した再構成脂質界面のゆらぎと変形

与肌动球蛋白结合的重构脂质界面的波动和变形