細胞外基質による細胞機能制御機構の包括的理解とその応用基盤の研究
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21H04713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木岡 紀幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (90234179)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 雄一 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 特任准教授 (30731632)
長尾 耕治郎 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (40587325)
小段 篤史 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (80360543)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,990,000 (Direct Cost: ¥32,300,000、Indirect Cost: ¥9,690,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
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| Keywords | 接着斑 / 細胞外マトリックス / 細胞分化 / メカノバイオロジー / コラーゲン / 細胞接着 |
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| Outline of Research at the Start |
多細胞生物では、細胞外環境(コラーゲン等の細胞外基質など)が細胞の機能や分化を調節する。細胞外環境の異常、例えば細胞外基質の「硬化」は分化異常や疾患につながる。したがって多細胞生物の根幹の理解と疾患の予防には、細胞外環境を感知する仕組みの解明が必須である。申請者はこれまで細胞外基質の「硬さ」を感知するセンサー分子を明らかにしてきた。本研究では、これまでに確立している接着斑単離技術を軸にタンパク質や脂質の網羅的分析技術を利用することで、細胞外基質の硬さによる細胞機能制御機構を包括的に理解し、またそれを利用して幹細胞の脂肪細胞や骨芽細胞への分化を調節するための応用的基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
多細胞生物(動物)では、細胞外環境(細胞周囲に存在するコラーゲン等の細胞外基質など)が細胞の機能や分化を調節する。特に細胞外基質の「硬化」は間葉系幹細胞の分化方向性を変化させ、また、がんの悪性化を引き起こす。このため、多細胞生物の根幹の理解と疾患の新たな予防法の開発には、細胞外基質の硬さを感知する仕組みの解明が必須である。本研究では、細胞外基質の硬さによる細胞機能制御機構を包括的に理解するために、a) 接着班プロテオームを起点とした新規鍵分子の同定、b)接着斑細胞膜脂質の組成分析からの解析、c)ビンキュリン-SORBS1/3の構造生物学的解析、d)硬さ感知モジュレーター系の構築の4つのアプローチから研究を進めている。
本年度は、センサー分子の有無の状態の細胞を硬い基板であるシャーレ上で培養し、その後接着斑を単離した。これをプロテオーム解析することで、接着斑への濃縮が変化するタンパク質候補の同定を試みた。プロテオーム解析により得られた候補タンパク質からいくつかの基準で候補タンパク質を絞り込み、それらの候補タンパク質のsiRNAを間葉系幹細胞に導入し、硬さにより発現が変動するYAPの応答遺伝子の発現が硬い培養基板であるシャーレ上で上がる、あるいは、下がる、を指標にさらなる絞り込みを行った。
またビンキュリンの活性型とSORBS1またはSORBS3の立体構造の解析を目指し、これらタンパク質を動物培養細胞で発現させ、高純度に精製できる条件の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの影響による試薬納品の遅延があり当初の計画より若干遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロテオームとsiRNAの導入により絞り込んだタンパク質について、センサー分子の下流で働いているかどうかを接着斑単離法などにより確認する。またこれまでに検討したSorbs1とSorbs3の発現・精製条件を用いて、SORBS1とSORBS3を精製し、構造や動態解析に向けた条件検討を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
