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細胞膜Blebにおけるアクチン細胞骨格の再集積過程の解析

Research Project

Project/Area Number 17J00242
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cell biology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

青木 佳南  九州大学, システム生命科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsBleb / アクチン細胞骨格 / 細胞遊走 / 細胞膜
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、「細胞膜Bleb の形成・退縮を規定する分子の制御メカニズムの解明(研究①)」と、「Bleb 形成・退縮に関わる新規分子の機能解析(研究②)」を中心に研究を行った。
研究①について、私はこれまでに、Rnd3とRhoAの相互拮抗的な性質がBlebの形成・退縮サイクルの制御に必要であることを明らかにしている。本年度は、この相互拮抗作用がBlebの形成・退縮制御において中心的に機能していることを示すため、これらの分子ネットワークに基づいて数理モデルを構築し、Blebの挙動や各分子の活性化レベルのシミュレーションを行った。その結果、数理モデルによりBlebのダイナミクスを記述することができ、Rnd3とRhoAの相互拮抗的なフィードバック機構がBlebの制御において中心的な役割を果たしていることが示唆された。さらに、アポトーシス時のBlebにおいても、RhoAとRnd3によるフィードバック機構が普遍的に機能していることを見出した。また、アポトーシス時のBlebにおいては、RhoA-Rnd3による制御に加えて、アクチン重合を促進するROCK1や、形質膜の脂質を移動させるスクランブラーゼであるXkr8がカスパーゼにより活性化されることにより、Blebの経時的なダイナミクスの変化が引き起こされていることが分かった。以上の知見を論文としてまとめ、今年度Molecular Biology of the Cell誌にアクセプトされた。
研究②について、Bleb拡大期にのみBleb細胞質内へ選択的に濃縮するシグナル伝達分子の機能解析を引き続き行った。その結果、拡大期にカルシウムイオンがBleb内へ選択的に濃縮しており、それによりBlebの拡張期において、細胞の急激な変形を支える細胞質の流動性の変化を生み出していることを見出した。この知見に関しては、現在学術誌に投稿中である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Coordinated changes in cell membrane and cytoplasm during maturation of apoptotic bleb.2020

    • Author(s)
      Aoki K, Satoi S, Harada S, Uchida S, Iwasa Y, Ikenouchi J
    • Journal Title

      Mol Biol Cell.

      Volume: 31 Issue: 8 Pages: 833-844

    • DOI

      10.1091/mbc.e19-12-0691

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ブレブの形成・退縮を制御する分子機構の解明2019

    • Author(s)
      青木佳南、松沢健司、池ノ内順一
    • Organizer
      2019年生体運動研究合同班会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanisms underlying dynamic behavior of membrane bleb2019

    • Author(s)
      Kana Aoki, Junichi Ikenouchi
    • Organizer
      Directed Cell Migration Gordon Research Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cdc42-FMNL3 mediated constitutive actin regrowth underneath plasma membrane underlies the repetitive nature of membrane blebs2018

    • Author(s)
      Kana Aoki, Shinsuke Satoi, Seiichi Uchida, Yoh Iwasa, Junichi Ikenouchi
    • Organizer
      日本細胞生物学会大会(第70 回)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Blebにおける形質膜直下のアクチン細胞骨格の動態2017

    • Author(s)
      青木佳南、望月優輝、池ノ内順一
    • Organizer
      第69 回日本細胞生物学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞膜Blebにおけるアクチン細胞骨格の再集積過程の解析2017

    • Author(s)
      青木佳南
    • Organizer
      新学術領域「数理シグナル」第一回若手ワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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