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細胞形状変化と分子活性の因果関係の解明

Research Project

Project/Area Number 20016018
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

作村 諭一  Nara Institute of Science and Technology, 情報科学研究科, 准教授 (50324968)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 岳史  京都大学, 生命科学研究科, 講師 (60362604)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥7,100,000 (Direct Cost: ¥7,100,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Keywordsシステム生物学 / 分子生物学 / 形態形成 / 統計解析 / シグナル伝達
Research Abstract

本研究課題では、生化学反応系を超えて、細胞走性や細胞形状変化といった動的空間との相互作用に着目し、生命システムを時空間的に理解することを目的とする。PC12細胞の形状変化と細胞内分子活性度の関係を定量化するため、局所時間・局所空間の定量化を行った。形状変化の分布を調のべると、伸張と縮退の両方に裾のある形となるため、標準偏差を基準に、形状エッジの運動について特徴ごとにクラス分けした。そして、各クラス(伸張、縮退、待機)における分子活性の時系列の平均を算出した(特徴エッジ変動イベントに基づくサンプリング(逆相関解析))。その結果、それぞれのGタンパク質について、特徴的な時系列が得られた。その結果、(1) 伸張とRhoAの活性上昇はほぼ同時である、(2) 伸張状態を維持するためには、RhoA活性の後にRaclまたはCdc42の活性が必要である、ということが言える。また、これらの時系列の特徴は、時間平均からの変動として定量したものであり、分子活性の絶対的な値より時間的な相対量にエッジ変動のための情報が乗っていることを意味する。空間平均からの差ではこのような明確な特徴を捉えることができなかった。縮退については、RhoA活性とRacl活性も落ちていることが分かった。以上の結果は、先行研究(Machacek et al., Nature, 2009)を支持するだけでなく、伸張・縮退の関係についてより詳細に情報が得られており、細胞内分子シグナルが行う形状制御のメカニズムが期待できるものである。現在、データ解析を精密化し、論文作成を行っている。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] an FGF inhibitor, displays cyclic gene expression under the control of the notch segmentation clock in the mouse PSM2009

    • Author(s)
      Hayashi S
    • Journal Title

      PLoS One 4(5)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantification of local morphodynamics and local GTP ase activity by edge evolution tracking2008

    • Author(s)
      Tsukada Y
    • Journal Title

      PLoS Comput. Biol 4(11)

      Pages: 1000223-1000223

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stochastic Control of Spontaneous Signal Generation for Gradient Sensing in Chemotaxis2008

    • Author(s)
      Honda N
    • Journal Title

      J. Theor. Biol 255

      Pages: 259-266

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 独立成分分析を用いた初期視覚野の二重反対色同心円型受容野の形成2010

    • Author(s)
      青木孝剛
    • Organizer
      ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      玉川大学
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] A quantitative modeling of neural morphological polarization2009

    • Author(s)
      Sakumura Y
    • Organizer
      Asia Simulation Conference
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Activity Dependent Growth cone Guidance2009

    • Author(s)
      Hong K
    • Organizer
      Collaborative Research in Computational Neuroscience
    • Place of Presentation
      University of Pittsburgh
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] A quantitative description of polarization in neural morphology2008

    • Author(s)
      Sakumura Y
    • Organizer
      バイオスーパーコンピゴーティング・シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-12-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] A quantitative mathematical description of neural polarity2008

    • Author(s)
      Sakumura Y
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Rho/Rho-kinaseによるミオシンの動的リン酸化制御システム2008

    • Author(s)
      河野(金見)貴子
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] On the synchrony of morphological and molecular signaling events in cell migrationInternational Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2008)2008

    • Author(s)
      Dauwels J
    • Organizer
      International conference on Neural Information Processing(ICONIP 2008)
    • Place of Presentation
      ニュージーランド・オークランド
    • Year and Date
      2008-11-26
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative Morphodynamic Analysis of FRET time-lapse imaging2008

    • Author(s)
      Tsukada Y
    • Organizer
      International Conference on Systems Biology (ICSB 2008)
    • Place of Presentation
      スウェーデン・イェーテボリ
    • Year and Date
      2008-08-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks] システム神経生物学スプリングスクール2010

    • URL

      http://nippon.naist.jp/SNSS2010/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks] システム神経生物学スプリングスクール2009

    • URL

      http://nippon.naist.jp/SNSS2009/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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