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紡錘体の形態安定性を保証する微小管細胞骨格のミクロ力学の解明

Research Project

Project/Area Number 16J05781
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

髙木 潤  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords細胞分裂 / 紡錘体 / 生物物理 / 卵抽出液 / アフリカツメガエル
Outline of Annual Research Achievements

本研究は分裂中期における紡錘体の形態安定性のメカニズムを、紡錘体の骨格である微小管に対し、紡錘体内で発生する力に着目し、明らかにすることを目的とする。本年度は、昨年度までに得られた実験データについて、解析手法の検討を行った。本実験では、アフリカツメガエル卵抽出液中で形成した中期紡錘体に対し、微小なガラス針を任意の位置に挿入し動かすことで、負荷を与え、それに対する微小管の移動応答の観察を行った。微小管の移動応答は、微小管中に導入した蛍光チューブリンの輝点を、共焦点顕微鏡を用いて蛍光観察することで行った。各輝点の移動応答を、紡錘体全体の移動応答からの差として解析を行ったところ、微小管はそれぞれ負荷に対し異なる応答性を持っていることが明らかとなった。今後はこの応答性の違いがどのような分子に起因するものであるかを明らかにする予定である。
さらに、本年度は以下の研究を並行して行った。①分裂後期における遺伝情報の正確な分配に必須である、姉妹染色体間の接着の解消について、微小ガラス針を用いた紡錘体の顕微操作手法を用いて、接着解消の力学特性の解析を行った。本研究成果については、論文投稿準備中である。②アフリカツメガエル卵抽出液は、細胞周期制御や染色体複製等の研究に広く使用される基盤ツールであるが、凍結により活性が大きく失われることから、長期の保存ができないという問題があった。そこで、凍結工程の前に新たに卵抽出液中の水分の分画工程を加えることで、卵抽出液の活性を保持したまま長期保存が可能な凍結手法を新たに開発した。本研究成果は、論文として発表を行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] High-quality frozen extracts of Xenopus laevis eggs reveal size-dependent control of metaphase spindle micromechanics2017

    • Author(s)
      Takagi Jun、Shimamoto Yuta
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 28 Issue: 16 Pages: 2170-2177

    • DOI

      10.1091/mbc.e17-03-0174

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High quality frozen extracts of Xenopus laevis eggs reveal size-dependent control of metaphase spindle micromechanics2017

    • Author(s)
      Jun Takagi, Yuta Shimamoto
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: n/a Pages: 112334-112334

    • DOI

      10.1101/112334

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spatial confinement of active microtubule networks induces large-scale rotational cytoplasmic flow2017

    • Author(s)
      Kazuya Suzuki, Makito Miyazaki, Jun Takagi, Takeshi Itabashi, and Shin’ichi Ishiwata
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 114 Issue: 11 Pages: 2922-2927

    • DOI

      10.1073/pnas.1616001114

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Endoplasmic Reticulum-Mediated Microtubule Alignment Governs Cytoplasmic Streaming2017

    • Author(s)
      Kenji Kimura, Alexandre Mamane, Tohru Sasaki, Kohta Sato, Jun Takagi, Ritsuya Niwayama, Lars Hufnagel, Yuta Shimamoto, Jean-Francois Joanny, Seiichi Uchida, and Akatsuki Kimura
    • Journal Title

      Nature Cell Biology

      Volume: 19 Issue: 4 Pages: 399-406

    • DOI

      10.1038/ncb3490

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamic properties of bio-motile systems as a liquid-crystalline structure2017

    • Author(s)
      Shin’ichi Ishiwata, Makito Miyazaki, Katsuhiko Sato, Koutaro Nakagome, Seine A. Shintani, Fuyu Kobirumaki-Shimozawa, Norio Fukuda, Kazuya Suzuki, Jun Takagi, Yuta Shimamoto, and Takeshi Itabashi
    • Journal Title

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 表層微小管の整列により線虫受精卵の細胞質流動が生じるメカニズム2016

    • Author(s)
      木村 健二、Alexandre Mamane、佐々木 徹、佐藤 洪太、庭山 律哉、Lars Hufnagel、高木 潤、島本 勇太、Jean-Francois Joanny、内田 誠一、木村 暁
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-12-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小管ネットワークによって引き起こされる細胞質回転流動2016

    • Author(s)
      Kazuya Suzuki、Makito Miyazaki、Jun Takagi、Takeshi Itabashi、Shin’ichi Ishiwata
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2016-11-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アフリカツメガエル卵抽出液の冷凍保存方法及び冷凍保存用キット、アフリカツメガエル卵濃縮抽出液、並びに細胞周期の分析方法2017

    • Inventor(s)
      島本勇太、高木潤
    • Industrial Property Rights Holder
      大学共同利用機関法人情報・システム研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-014441
    • Filing Date
      2017-01-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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