１次元細胞運動における核と細胞膜の協調移動機構の解明
| Project/Area Number |
20KK0341
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
末次 志郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)
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| Project Period (FY) |
2021 – 2023
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
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| Keywords | 細胞運動 / 生体膜 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞運動は、２次元平面あるいは３次元空間の細胞を用いて解析されてきたため、単純な解析系が望まれていた。研究チームは、細胞が１次元ファイバー上に接着し運動することを見出し、また、申請者は、I-BARドメインを持つIRSp53が、１次元の細胞運動に関与する突出膜の構造形成を担っていることを明らかにしてきた。さらに、IRSp53が、核と細胞膜を結びつけ、核の移動を担うことを見出した。本研究で、この知見を発展させ、１次元、２次元、３次元の細胞の突出膜形成と核の移動を結びつけ、細胞運動を駆動する分子機構を比較し、解明する。さらに、これらの細胞運動を統合して理解する理論を開発することを試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
１次元、２次元、３次元運動の実験的解析
米国共同研究チームでは、直径100 nm程度以上のポリスチレンファイバーをメッシュ状に編み込み、細胞外基質の繊維に相当する太さの人工繊維を得ることができる。研究では、米国共同研究先の作成したポリスチレンファイバーに、申請者らが渡航前に作成したIRSp53や関連因子のノックアウト細胞などを用い、米国共同研究先にて申請者と共同で１次元の細胞外基質での細胞運動の性質、特に、細胞膜と核の連結機構、を顕微鏡観察した。Haloタグアクチンを導入することで、アクチン重合速度を測定し、１次元では重合速度の亢進が見られることがわかった。
１次元、２次元、３次元運動の理論的解析
これまでの細胞運動の理論的な研究では、細胞は２次元の粘着性の平面膜に受動的に接着するものとして扱われてきた。したがって、本研究のような１次元の細胞外基質の細いファイバーに細胞が接着することは考慮されていなかった。一方で、高い膜曲率が、細胞の突出構造をどのように誘導するかについて理論的な考察によれば、細胞膜の細胞突出膜や陥入などの曲率構造に応じて、細胞内の分子集合が制御され、ついでアクチン細胞骨格が再構成され、細胞膜の突出膜が連続して形成され伝播する。本年度は、理論的考察を進め、細胞膜にかかる張力が突出膜形成に必要であることがわかってきた。この張力は細胞内のアクチン重合のみならず、ミオシンなどの分子モータによって誘導されることがわかってきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの成果を論文に発表に成功し、当初目的の通り進んでいることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
一定の成果を見たので、今後は、細胞突起の伸長だけでなく、その切断などへ展開していく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Small GTPase Cdc42, WASP, and scaffold proteins for higher-order assembly of the F-BAR domain protein2023
Author(s)
Wan Nurul Izzati Wan Mohamad Noor, Nhung Thi Hong Nguyen, Theng Ho Cheong, Min Fey Chek, Toshio Hakoshima, Takehiko Inaba, Kyoko Hanawa-Suetsugu, Tamako Nishimura, Shiro Suetsugu
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Journal Title
Science Advances
Volume: 9
Issue: 17
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Machine learning-based impedance system for real-time recognition of antibiotic-susceptible bacteria with parallel cytometry2022
Author(s)
Tao Tang, Xun Liu, Yapeng Yuan, Ryota Kiya, Tianlong Zhang, Yang Yang, Shiro Suetsugu, Yoichi Yamazaki, Nobutoshi Ota, Koki Yamamoto, Hironari Kamikubo, Yo Tanaka, Ming Li, Yoichiroh Hosokawa, Yaxiaer Yalikun
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Journal Title
Sensors and Actuators B: Chemical
Volume: 374
Pages: 132698-132698
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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