Heat Transfer and Molecular Structure in the Crowded Environment of the Cell

细胞拥挤环境中的传热和分子结构

基本信息

批准号：
21K03487
负责人：
冨樫祐一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、混雑環境下における生体高分子の温度・熱に対する応答を分子動力学計算を用いて解析することにより、細胞内の分子環境が伝熱過程（熱伝導・熱伝達）に与える影響を明らかにすることを目的としている。1. 高分子混雑下での伝熱の様相（分子内・分子間での熱伝導・熱伝達や、配向・複合体形成などの影響）、2. 高分子自身の構造転移（熱・温度に依存した構造変化、相転移・相分離など）、の両者が対象であり、相互の関連を視野に入れつつ、現時点では別々に研究を進めている。1に関しては、前年度に引き続き、系内に温度差のある状況での伝熱や構造変化を、全原子分子動力学計算により解析した。タンパク質の濃厚溶液に加えて、今年度は複数の脂質２重膜モデルを含むモデルを構築して用いている。計算量の増大や境界条件によるアーティファクトが課題となっており、解析手法を検討している。これに加え、より現実の細胞に即したモデル構築に向けた補助的なテーマとして、研究協力者から提供された3次元電子顕微鏡による細胞構造データについて、定量的な解析や特徴抽出を開始した。機械学習による解析の自動化が進んだため、次年度以降、得られたデータを構造モデリングに反映する。2に関連した、温度による構造変化の生理的意義が示唆されているタンパク分子での構造転移に対する混雑の影響の解析については、アミロイドβタンパク質の中間温度域での構造動態についての考察を進めたが、混雑の影響については次年度の課題となった。

这项研究旨在通过使用分子动力学计算来分析生物聚合物对拥挤的环境中温度和热的响应，阐明细胞内分子环境对传热过程（热传导和传热）的影响。这些受试者是聚合物充血下传热的方面（内分子和分子间，取向和复杂形成等），以及2。聚合物本身的结构过渡（热和温度依赖于温度和温度的结构变化，相位过渡，相位过渡和相位分离等），以及目前正在对研究进行研究，从而对其进行研究。关于1，与上一年一样，我们分析了使用全原子分子动力学计算系统中温度差异的情况下的传热和结构变化。除了浓缩蛋白质溶液外，今年正在构建和使用包含多种脂质双层膜模型的模型。由于边界条件而引起的计算复杂性和伪影是一个挑战，并且正在研究分析方法。此外，使用三维电子显微镜提供的研究合作者提供的细胞结构数据的定量分析和特征提取，作为与真实细胞更一致的建筑模型的辅助主题。随着机器学习的高级分析自动化，从明年开始，获得的数据将反映在结构建模中。关于交通拥堵对蛋白质分子结构转移的影响的分析，这表明由于温度而引起的结构变化的生理意义，我们讨论了淀粉样蛋白β蛋白在中等温度范围内的结构动力学，但在下一个财政年度，充血的影响一直是一个主题。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

個人Webサイト（冨樫）

个人网站（富坚）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

機械学習による3D細胞モデル構築とオルガネラ情報の定量化 ―FIB-SEMを用いた細胞画像の解析―

使用机器学习构建 3D 细胞模型并量化细胞器信息 -使用 FIB-SEM 分析细胞图像 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
高坂仁;岩根敦子;冨樫祐一
通讯作者：
冨樫祐一

A method for automatically constructing 3D cell models from sequential cross-sectional images using deep learning

一种使用深度学习从连续横截面图像自动构建 3D 细胞模型的方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jin Kousaka;Atsuko H. Iwane;Yuichi Togashi
通讯作者：
Yuichi Togashi

Effect of D-aspartic acid on the conformational dynamics of amyloid-β1-42 protein

D-天冬氨酸对淀粉样蛋白-β1-42 蛋白构象动力学的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yu Fukuda;Takeru Kameda;Shin-ichi Tate;Yuichi Togashi
通讯作者：
Yuichi Togashi

Researchmap

研究地图

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0
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冨樫祐一其他文献

A generalized structural and dynamical model of allosteric proteins

变构蛋白的广义结构和动力学模型

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
栃尾尚哉;川嵜亮祐;青木大将;梅原康平;吉村優一;上脇隼一;Holger Flechsig;冨樫祐一;楯真一;冨樫祐一;Holger Flechsig;冨樫祐一;Yuichi Togashi;冨樫祐一;Holger Flechsig;冨樫祐一;Yuichi Togashi;Holger Flechsig;Yuichi Togashi;Holger Flechsig
通讯作者：
Holger Flechsig