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Functional analysis of RhoGEF, Solo and intermediate filaments in mechanosignal transduction

Research Project

Project/Area Number 16K07335
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Cell biology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Ohashi Kazumasa  東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (10312539)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsメカノシグナル / RhoGEF / アクチン骨格 / 中間径フィラメント / 上皮細胞集団 / Rho / Solo / メカノストレス反応 / 集団移動 / メカノストレス応答
Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the roles of RhoGEF, Solo, involved in mechanotransduction, on ordering of epithelial cell population. We showed that Solo contributes to align of keratin-8/keratin-18 intermediate filaments along the long axis of epithelial tubules of MDCK cells, which are cultured in 3D collagen gels. We also showed that Solo is required for the generating contractile forces in the lumen and basal regions of the epithelial tubules. Furthermore, we found that knockdown of Solo increases the velocity of collective cell migration of MDCK cells on collagen gel, but has no effect on the velocity of migration of solitary cultured cells. We showed that Solo accumulates in the basal region where contractile force is generated and functions in generating the contractile forces.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、上皮細胞集団が秩序を形成し管腔構造を形成する過程や集団移動する現象において、その形態や運動を決定する機械的な力を制御する機能蛋白質とその作用機構の一端を明らかにした。これは、上皮組織の恒常性の維持や形態形成の新たな基本的な制御機構の発見であり、疾患発症の新たな原因解明につながることが期待される。また、人為的に細胞集団の形状を操作する技術につながり、再生医療や細胞工学に貢献することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Keratin-binding ability of the N-terminal Solo domain of Solo is critical for its function in cellular mechanotransduction2019

    • Author(s)
      Fujiwara, S., Matsui, T. S., Ohashi, K., Mizuno, K., and Deguchi, S.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 390-402

    • DOI

      10.1111/gtc.12682

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solo and Keratin Filaments Regulate Epithelial Tubule Morphology2018

    • Author(s)
      Ryosuke Nishimura, Kagayaki Kato, Sachiko Fujiwara, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
    • Journal Title

      Cell Structure and Function

      Volume: 43 Issue: 1 Pages: 95-105

    • DOI

      10.1247/csf.18010

    • NAID

      130007383366

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solo, a RhoA-targeting guanine nucleotide exchange factor, is critical for hemidesmosome formation and acinar development in epithelial cells2018

    • Author(s)
      Sachiko Fujiwara, Tsubasa S. Matsui, Kazumasa Ohashi, Shinji Deguchi, and Kensaku Mizuno
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: e0195124-e0195124

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0195124

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Solo, a RhoA-targeting guanine nucleotide exchange factor, is critical for hemidesmosome formation and acinar development in epithelial cells.2018

    • Author(s)
      Fujiwara S., Matsui T., Ohashi K., Deguchi S., and Mizuno K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: -

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      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles of the cytoskeleton, cell adhesion, and Rho signaling in mechanosensing and mechanotransduction.2017

    • Author(s)
      Ohashi, K., Fujiwara, S., and Mizuno, K.
    • Journal Title

      J. Biochem.

      Volume: 161 Pages: 245-254

    • DOI

      10.1093/jb/mvw082

    • NAID

      40021162023

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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interplay between Solo and keratin filaments is crucial for force-induced stress fiber reinforcement.2016

    • Author(s)
      Fujiwara, S., Ohashi, K., T. Mashiko, Kondo, H., Mizuno, K.
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 27 Issue: 6 Pages: 954-966

    • DOI

      10.1091/mbc.e15-06-0417

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Coordination of cellular dynamics contributes to tooth epithelium deformations.2016

    • Author(s)
      Morita, R., Kihara, M., Nakatsu, Y., Nomoto, Y., Ogawa, M., Ohashi, K., Mizuno, K., Tachikawa, T., Ishimoto, Y., Morishita, Y., and Tsuji, T.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Issue: 9 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0161336

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Functional roles of Rho-GEF PLEKHG4B in the forma-tion of adherens junctions2018

    • Author(s)
      Ninomiya, K., Mizuno, K., Ohashi, K.
    • Organizer
      第70回日本細胞生物学会(日本発生生物学会合同大会)
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  • [Presentation] Functional analysis of PLEKHG4B, a Rho-GEF involed in the cell-cell junction formation 細胞間接着形成に関与するRho-GEF, PLEKHG4Bの機能解析2018

    • Author(s)
      二宮 小牧, 水野 健作, 大橋 一正
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] A Rho-GEF, Solo, regulates the velocity of collective epithelial cell migration RhoA-GEF Soloは上皮細胞の集団移動速度を制御する2018

    • Author(s)
      磯崎 友亮, 藤原 佐知子, 水野 健作, 大橋 一正
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] Identification of interacting proteins of Solo, inbolved in mechanotransduction, using the BioID method2018

    • Author(s)
      佐藤 博紀, 山下 和成, 菅野 新一郎, 水野 健作, 大橋 一正
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 上皮細胞のメカノトランスダクションとヘミデスモソーム形成におけるRho-GEF Soloの役割2018

    • Author(s)
      藤原 佐知子、松井 翼、大橋 一正、マギン トーマス、水野 健作、出口 真次
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会
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  • [Presentation] Solo (ARHGEF40)はケラチン8/18ネットワークの再構築に関与し細胞集団移動の速度を制御する2018

    • Author(s)
      磯崎 友亮、酒井 高輝、藤原 佐知子、水野 健作、大橋 一正
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Rho-GEF ‘Solo’ and Keratin Filaments Play Crucial Roles in Force-Induced Stress Fiber Formation2017

    • Author(s)
      Mizuno, K., Fujiwara, S., and Ohashi, K.
    • Organizer
      新学術領域研究「動的秩序と機能」第5回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学 数理科学研究棟 (東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2017-01-21
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      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 上皮官腔組織の形成制御におけるRho-GEF,Soloの役割2017

    • Author(s)
      西村 亮祐、大橋一正、藤原 佐知子、水野 健作
    • Organizer
      2017年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2017-01-06
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  • [Presentation] アクチン骨格再構築及び細胞間接着形成におけるRho-GEF, PLEKHG4Bの機能解明2017

    • Author(s)
      二宮 小牧、水野 健作、大橋 一正
    • Organizer
      日本生化学会東北支部 第83回例会
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  • [Presentation] 力覚応答に関与するRhoGEF, Solo の上皮細胞の集団移動における機能解析2017

    • Author(s)
      磯崎 友亮、藤原佐知子、水野 健作、大橋 一正
    • Organizer
      日本生化学会東北支部 第83回例会
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  • [Presentation] Solo はミオシン II を介して上皮管腔組織の形態を制御する2017

    • Author(s)
      西村 亮祐、加藤 輝、藤原佐知子、大橋 一正、水野 健作
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] ATP 飢餓によるコフィリンロッド形成における Slingshot の関与2017

    • Author(s)
      Dangya Wang、大澤 千尋、大橋 一正、水野 健作
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] PLEKHG4Bのアクチン骨格再構築,細胞間接着における機能2017

    • Author(s)
      二宮 小牧、大橋 一正、水野 健作
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] RhoA 活性化因子 Solo による上皮細胞の集団移動の制御機構2017

    • Author(s)
      磯崎 友亮、藤原佐知子、大橋 一正、水野 健作
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] 上皮細胞の細胞- 基質間接着と腺房形成におけるRho-GEF Solo の機能2017

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      藤原佐知子、勝野 真美、大橋 一正、水野 健作
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] 力覚応答に関与するRho-GEF, Soloの同定とアクチン骨格再構築における機能解析2017

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      大橋 一正、磯崎 友亮、西村 亮祐、酒井 高輝、藤原佐知子、水野 健作
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] Rho-GEF, PLEKHG4Bによるアクチン骨格再構築と細胞間接着形成おける機能2017

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      二宮 小牧、水野 健作、大橋 一正
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] 力覚応答に関与するRho-GEF, Soloの上皮細胞の集団移動における機能解析2017

    • Author(s)
      磯崎 友亮、酒井 高輝、藤原佐知子、水野 健作、大橋 一正
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] Identification and functional analysis of solo, a Rho-GEF involved in mechanotransduction2017

    • Author(s)
      Kazumasa OHASHI
    • Organizer
      3rd International Symposium on Mechanobiology (ISMB 2017)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 動物細胞の力覚応答における細胞骨格の役割2016

    • Author(s)
      水野 健作、藤原 佐知子、大橋一正
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 国立大ホール(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
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      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 力覚応答に関与するRho-GEF, Soloの上皮細胞の管腔形成における機能解析2016

    • Author(s)
      大橋一正、西村 亮祐、藤原 佐知子、水野 健作
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 国立大ホール(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] The function of Solo, a Rho-GEF involved in mechanoresponse, in the ordering of epithelial cell populations2016

    • Author(s)
      Ohashi, K.
    • Organizer
      5th Japanese-German University Presidents' Conference(日独6大学学長会議(HeKKSaGOn German-Japanese University Network)
    • Place of Presentation
      Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ・カールスルーエ)
    • Year and Date
      2016-09-29
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メカノストレス応答に関与するRho-GEF, Solo の上皮管腔組織形成における役割2016

    • Author(s)
      西村 亮祐、大橋一正、藤原 佐知子、水野 健作
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
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  • [Presentation] 上皮細胞の力覚応答と細胞骨格制御に対するRho-GEF Solo の機能2016

    • Author(s)
      藤原 佐知子、大橋一正、水野 健作
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
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  • [Presentation] 上皮管腔組織形成におけるSolo の機能解析2016

    • Author(s)
      西村亮祐、大橋一正、藤原佐知子、水野 健作
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第82回例会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県・弘前市)
    • Year and Date
      2016-05-21
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      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 東北大学大学院生命科学研究科 分子細胞生物分野 大橋研究室

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/ohashi_lab/index.html

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  • [Remarks] 東北大学大学院生命科学研究科 分子細胞生物分野 大橋研究室

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/ohashi_lab/

    • Related Report
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  • [Remarks] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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