樹状突起スパイン内の空間混み合い効果によるシグナル分子のサイズ依存的センシング機構

カテゴリ: 部門大会

論文No: 31am3-PS-91

グループ名: 第34回「センサ・マイクロマシンとその応用システム」シンポジウム論文集

発行日: 2017/10/24

タイトル(英語): The size sensing mechanism of signaling molecules in a dendrite spine due to the spatial crowding effect

著者名: 松田 惇志(京都大学),井上 康博(京都大学),安達 泰治(京都大学)

著者名(英語): Atsushi Matsuda| Yasuhiro Inoue |Taiji Adachi

キーワード: 神経細胞,樹状突起スパイン,分子拡散,アクチン細胞骨格,ブラウン動力学シミュレーション

要約(日本語): 樹状突起スパイン内部では,CaMKII等のシグナル伝達分子が自由拡散しており,分子の拡散速度や伝播範囲がスパイン内における生化学反応の性質を規定する.本研究では,スパインの形状や内部のアクチン細胞骨格といった物理構造が,分子の拡散に及ぼす影響を,ブラウン動力学シミュレーションを用いて検討した.またシミュレーションの結果をもとに,物理構造と分子拡散の関係を,理論式を用いて考察した.

要約(英語): Within a dendritic spine, there are signaling molecules such as CaMKII diffusing freely, and biochemical reactions inside a spine are largely influenced by the speed and range of molecular diffusion. In this study, we performed Brownian dynamics simulation to investigate how structural factors like spine shape and actin cytoskeleton limit molecular diffusion physically, and discussed about the physical effect using mathematical models.

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