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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

Research Project

Project/Area Number 20KK0341
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

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)

Project Period (FY) 2021 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Keywords細胞運動 / 生体膜
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。

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。その結果、細胞突起の形成が亢進することがわかった。一方で、IRSp53が形成する細胞突起は、細胞外小胞へと転換することがわかってきた。1次元ファイバー上で細胞突起の切断の様子を観察したところ、その増加が見られた。さらに、前年度理論予測されたミオシンとIRSp53などの膜を変形するタンパク質やアクチン重合が、細胞突起形成において協働し、その協働は、1次元ファイバー上で増大していることが示された。
1次元、2次元、3次元運動の理論的解析
IRSp53のような膜結合タンパク質をアクチンなどの膜変形能力を定式化し、格子モデルで表現したところ、膜を曲げる力が加わることが、突起形成に必要十分であることを理論的に示すことに成功した。現在のところ2次元平面上の細胞のみシミュレーションに成功している。さらに、細胞突起は、細胞の表面を移動することがシミュレーションにより示され、実験結果と一致することがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的は達し、細胞外小胞などへ展開できているため。

Strategy for Future Research Activity

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。1次元ファイバーとミオシンやIRSp53などの分子の組み合わせなどにより、細胞外小胞を大量に産生するプラットフォームを形成する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 15 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] International Society for Extracellular Vesicles Workshop. QuantitatEVs: multiscale analyses, from bulk to single extracellular vesicle.2024

    • Author(s)
      Manuela Basso,Alessandro Gori,Caterina Nardella,Mari Palviainen,Marija Holcar,Ioannis Sotiropoulos,Sylwia Bobis-Wozowicz,Vito G D'Agostino,Elena Casarotto,Yari Ciani,Shiro Suetsugu et al
    • Journal Title

      Journal of extracellular biology

      Volume: 3 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/jex2.137

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Membrane Proteins: Function, Structure, and Dynamics.2023

    • Author(s)
      Yosuke Senju,Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Membranes

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 904-904

    • DOI

      10.3390/membranes13120904

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The SH3 binding site in front of the WH1 domain contributes to the membrane binding of the BAR domain protein endophilin A2.2023

    • Author(s)
      Pei Fang Sim,Min Fey Chek,Nhung Thi Hong Nguyen,Tamako Nishimura,Takehiko Inaba,Toshio Hakoshima,Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Journal of biochemistry

      Volume: 175 Issue: 1 Pages: 57-67

    • DOI

      10.1093/jb/mvad065

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phosphorylation of PACSIN2 at S313 Regulates Podocyte Architecture in Coordination with N-WASP.2023

    • Author(s)
      Rim Bouslama,Vincent Dumont,Sonja Lindfors,Lassi Paavolainen,Jukka Tienari,Harry Nisen,Tuomas Mirtti,Moin A Saleem,Daniel Gordin,Per-Henrik Groop,Shiro Suetsugu,Sanna Lehtonen
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Issue: 11 Pages: 1487-1487

    • DOI

      10.3390/cells12111487

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [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
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 17

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf5143

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    • Author(s)
      Ravid Yoav、Penic Samo、Mimori-Kiyosue Yuko、Suetsugu Shiro、Iglic Ales、Gov Nir S.
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Biosciences

      Volume: 10 Pages: 1153420-1153420

    • DOI

      10.3389/fmolb.2023.1153420

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    • Author(s)
      Gisela D’Angelo, Gra_a Raposo, Tamako Nishimura, Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Nature Reviews Molecular Cell Biology

      Volume: 24 Issue: 2 Pages: 81-82

    • DOI

      10.1038/s41580-022-00555-x

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    • Author(s)
      Apratim Mukherjee, Jonathan Emanuel Ron, Hooi Ting Hu, Tamako Nishimura, Kyoko Hanawa-Suetsugu, Bahareh Behkam, Yuko Mimori-Kiyosue, Nir Shachna Gov, Shiro Suetsugu, Amrinder Singh Nain
    • Journal Title

      Advanced Science

      Volume: 10 Issue: 7 Pages: 2207368-2207368

    • DOI

      10.1002/advs.202207368

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    • Author(s)
      西村 珠子, 末次 志郎
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 94 Issue: 4 Pages: 585-589

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2022.940585

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2022-08-25
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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
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 374 Pages: 132698-132698

    • DOI

      10.1016/j.snb.2022.132698

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reverse sorting of immortalized megakaryocyte progenitor cell lines (imMKCLs) by femtosecond laser scanning.2022

    • Author(s)
      D Anggraini, W Mubarok, Y Hosokawa, K Eto, S Suetsugu, Y Yalikun.
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 15 Issue: 10 Pages: 107001-107001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac8f17

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Super-resolution analysis of PACSIN2 and EHD2 at caveolae2022

    • Author(s)
      Tamako Nishimura, Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 7 Pages: e0271003-e0271003

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0271003

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    • Author(s)
      Oe Yukako、Kakuda Keita、Yoshimura Shin-ichiro、Hara Naohiro、Hasegawa Junya、Terawaki Seigo、Kimura Yasuyoshi、Ikenaka Kensuke、Suetsugu Shiro、Mochizuki Hideki、Yoshimori Tamotsu、Nakamura Shuhei
    • Journal Title

      PLOS Genetics

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: e1010264-e1010264

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010264

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      Yosuke Senju, Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Membranes(Basel)

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 181-181

    • DOI

      10.3390/membranes12020181

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    • Author(s)
      Mitsuo Osuga, Tamako Nishimura, and Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 32 Issue: 21

    • DOI

      10.1091/mbc.e21-01-0044

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      Li Jianzhen、Fujise Kenshiro、Wint Haymar、Senju Yosuke、Suetsugu Shiro、Yamada Hiroshi、Takei Kohji、Takeda Tetsuya
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 571 Pages: 145-151

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.07.041

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      Kei Shigene, Yuta Hiasa, Yoshito Otake, Mazen Soufi, Suphamon Janewanthanakul, Tamako Nishimura, Yoshinobu Sato, and Shiro Suetsugu
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 9 Pages: 635231-635231

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.635231

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    • Author(s)
      Kamasaki Tomoko、Miyazaki Yumi、Ishikawa Susumu、Hoshiba Kazuya、Kuromiya Keisuke、Tanimura Nobuyuki、Mori Yusuke、Tsutsumi Motosuke、Nemoto Tomomi、Uehara Ryota、Suetsugu Shiro、Itoh Toshiki、Fujita Yasuyuki
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 9 Pages: 102994-102994

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102994

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      Cheong Theng Ho,Wan Nurul Izzati Wan Mohamad Noor,Nhung Thi Hong Nguyen,Min Fey Chek,Toshio Hakoshima,Takehiko Inaba,Kyoko Hanawa-Suetsugu,Tamako Nishimura,Shiro Suetsugu
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      第75回日本細胞生物学会大会
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      Suphamon Janewanthanakul,Hiroki Ikeda,Kazuki Kurimoto,Kayako Yakura,Tamako Nishimura,Panyawut Sri-Iesarranuson,Kazushi Ikeda,Shiro Suetsugu
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      酒巻裕介,嶺岸卓_,寺澤滉太,Saranpal Singh,栗原幸代,鳥山道則,西村珠子,末次志郎,稲垣直之
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      Shiro Suetsugu
    • Total Pages
      469
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780323899116
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      http://www.naist.jp/pressrelease/2023/03/009745.html

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Published: 2021-03-19   Modified: 2024-12-25  

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