细胞骨架构型力学性能研究及其微纳控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51605059
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Cell mechanics is crucial to the regular life of cells. Scientists have been trying to understand and control biological cells for hundreds of years. As the primary component, we should pay attention to the cytoskeleton when we study the cell mechanics. This project attempts to analyze the rules of the cytoskeleton polymerization and assembly, and control the cytoskeleton regulation with nanotechnology. Firstly, we will build the mathematical model of the actin protein to model their physiological and mechanical behaviors. Secondly, the concentration of some related proteins, temperature, pH are studied with the cell mechanical model. It tells the differences in various cytoskeletal regulations. Finally, the extraction of Xenopus laevis egg is tested to verify our model. With nanotechnology, the nanowires with specified organizations are used to inject the chosen proteins into the specified regions in the extractions. These proteins can guide the cytoskeleton to form certain regulations, and change the mechanical properties of cells at the sub-cellular scale. The results of the project should expand the understanding and the control of the cytoskeleton and the cellular mechanics. It should also expand the use of mechanical techniques in both theoretical and experimental biology science.
细胞力学性质对于细胞正常生理活动至关重要。认知细胞、控制细胞是科学界上百年来的追求。本项目拟对细胞力学性能的主要载体——细胞骨架的生长规律进行分析,通过微纳技术完成细胞骨架不同的空间分布,实现人类对细胞力学性能在亚细胞层面的控制。首先建立细胞骨架组装蛋白及其生理行为、力学特性数学模型,探究细胞骨架生长、组装机理。其次基于该模型,探讨蛋白浓度、温度、pH值等因素对细胞骨架生长的影响,分析不同构型细胞骨架对应的细胞力学性质。最后,在理论研究基础上,建立微纳操作实验系统,进行蟾蜍卵细胞实验。采用具有特定分布的纳米线作为介入物质,将诱导分子引入确定的区域,形成不同构型的细胞骨架分布,实现对细胞力学性质在亚细胞层面上定向定量改变与构造,验证和完善细胞力学模型。项目面向学科交叉前沿,其成果将极大地促进人们对细胞骨架以及细胞力学性能的理解,并拓展机械力学技术在生命科学领域的应用。

结项摘要

细胞力学性质对于细胞正常生理活动至关重要。认知细胞、控制细胞是科学界上百年来的追求。本项目对细胞力学性能的主要载体——细胞骨架的力学行为及生长规律进行分析。首先建立细胞骨架组装蛋白及其生理行为、力学特性数学模型,探究细胞骨架生长、组装机理。其次基于该模型,探讨蛋白浓度、温度、pH值等因素对细胞骨架生长的影响,分析不同构型细胞骨架对应的细胞力学性质。最后,在理论研究基础上,建立微纳操作实验系统,进行细胞实验。采用显微注射针对细胞骨架的力学行为进行分析,对注射针粗细,注射角度,注射速度等开展系统研究,验证和完善细胞骨架力学模型并对其进行控制。

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(2)
结构光饱和区域分区投射优化补偿方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘飞;何春桥;申爱民;李佳鑫;赖俊霖
  • 通讯作者:
    赖俊霖
High-resolution few-pattern method for 3D optical measurement
用于 3D 光学测量的高分辨率少图案方法
  • DOI:
    10.1364/ol.44.003602
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wu Gaoxu;Wu Yanxue;Li Lingchi;Liu Fei
  • 通讯作者:
    Liu Fei
Analysis of the Mecanum wheel arrangement of an omnidirectional vehicle
全向飞行器麦克纳姆轮布置分析
  • DOI:
    10.1177/0954406219843568
  • 发表时间:
    2019-08-01
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART C-JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    He, Chunqiao;Wu, Dan;Fan, Naiji
  • 通讯作者:
    Fan, Naiji
The Cooperative Effect Analysis when Nanoparticles Enter a Biological Cell
纳米粒子进入生物细胞时的协同效应分析
  • DOI:
    10.1142/s1793292019500395
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nano
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Liu Fei;Wu Dan;Chen Ken
  • 通讯作者:
    Chen Ken
Fixed window aggregation AD-census algorithm for phase-based stereo matching
用于基于相位的立体匹配的固定窗口聚合 AD-census 算法
  • DOI:
    10.1364/ao.58.008950
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhang Shengming;Wu Mingxiong;Wu Yanxue;Wu Gaoxu;Liu Fei
  • 通讯作者:
    Liu Fei

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其他文献

L.lactis KLDS4.0325产细菌素发酵培养基的响应面优化
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王娜娜;李婉;于上富;刘飞;霍贵成
  • 通讯作者:
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The transitivity of geodesic flows on rank 1 manifolds without focal points
无焦点的 1 阶流形上测地流的传递性
  • DOI:
    10.1016/j.difgeo.2018.05.007
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Differential Geometry and its Applications
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    刘飞;Zhu Xiongfeng
  • 通讯作者:
    Zhu Xiongfeng
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘伟峰
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘飞;王欣亮
  • 通讯作者:
    王欣亮
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  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2017.05.004
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨凯旭;赵莺;杨潍嘉;许争;曹建新;刘飞
  • 通讯作者:
    刘飞

其他文献

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刘飞的其他基金

机械加工制造系统工件能量效率的预测建模及预测方法研究
  • 批准号:
    51375513
  • 批准年份:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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低温加工系统控制特性研究
  • 批准号:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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  • 批准号:
    59175237
  • 批准年份:
    1991
  • 资助金额:
    4.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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