外力が駆動する細胞集団運動を支えるアクチン細胞骨格制御の解明

• Project Area: Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
• Project/Area Number: 15H01321
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 杉村 薫 京都大学, 高等研究院, 特定拠点准教授 (50466033)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: アクチン / ショウジョウバエ / 力 / 形態形成

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、組織の引張り応力が駆動する翅上皮細胞集団運動の分子メカニズムを、アクチン細胞骨格制御を中心に解き明かすことを目的とする。我々はこれまでに、細胞集団運動の素過程である細胞配置換えの重要な制御因子として、AIP1とcofilinを同定していた。平成28年度と平成29年度は、AIP1とcofilinの詳細な分子機能および組織の引っ張り応力との関係について解析を進めた。その結果、1. cofilinと機械的に緩んだF-actinの協同的結合を介して、AIP1が引張り応力依存的に前後軸方向の細胞接着面に濃縮すること、2. AIP1とcofilinによるアクチン細胞骨格再編成が（組織の引張り応力と直行する）前後軸方向の細胞間接着面に機械的な負荷に対する構造的強度を付与し、細胞配置換えが正しい方向に駆動されることが分かった。すなわち、本研究により、これまで目を向けられてこなかった組織形態形成過程における力感知・抵抗の分子メカニズムを明らかにすることができた。以上の研究成果をまとめた論文を平成29年度に投稿し、現在、改訂版の審査中である (Ikawa and Sugimura, in revision)。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Difference in Dachsous levels between migrating cells coordinates the direction of collective cell migration. (2017)
  • Author(s): Masaki Arata, Kaoru Sugimura, and Tadashi Uemura.
  • Journal Title: Developmental Cell Volume: 42 Issue: 5 Pages: 479-497
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.08.001
  • NAID: 120006345030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measuring forces and stresses in situ in living tissues. (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Pierre-Francois Lenne, Francois Graner
  • Journal Title: Development Volume: 143 Issue: 2 Pages: 186-196
  • DOI: 10.1242/dev.119776
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Unified quantitative characterization of epithelial tissue development. (2015)
  • Author(s): Boris Guirao, Stephane U. Rigaud, Floris Bosveld, Anais Bailles, Jesus Lopez-Gay, Shuji Ishihara, Kaoru Sugimura, Francois Graner and Yohanns Bellaiche
  • Journal Title: eLife Volume: 4
  • DOI: 10.7554/elife.08519
  • NAID: 120005997703
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 外力駆動型の細胞配置換えを支える F-アクチン制御機構の解明 (2017)
  • Author(s): 井川敬介、杉村薫
  • Organizer: 定量生物学の会第八回年会
• [Presentation] Mechanical control of epithelial tissue morphogenesis in Drosophila (2017)
  • Author(s): Kaoru Sugimura
  • Organizer: Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developmental Biologists
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Actin interacting protein 1 and cofilin sense the tensile tissue stress and orient cell rearrangement in Drosophila wing (2017)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa
  • Organizer: The 4th Asia-Pacific Drosophila Research Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 外力駆動型の細胞配置換え制御機構の解明 (2017)
  • Author(s): 井川敬介、杉村薫
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会大会
• [Presentation] 外力駆動型細胞配置換えを担うアクチン骨格制御 (2017)
  • Author(s): 杉村薫、井川敬介
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • Invited
• [Presentation] 外力駆動型の細胞配置換え制御機構の解明 (2017)
  • Author(s): 井川敬介、杉村薫
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] The molecular mechanisms of force driven cell rearrangement in Drosophila pupal wing (2016)
  • Author(s): Keisuke Ikawa, Kaoru Sugimura
  • Organizer: JAPAN Q-bio week NIG International Symposium - Tokyo Symposium: Force, Information and Dynamics: X factors shaping living systems
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
  • Year and Date: 2016-01-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dissecting the mechanical control of Drosophila wing shape determination (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura
  • Organizer: JAPAN Q-bio week NIG International Symposium - Tokyo Symposium: Force, Information and Dynamics: X factors shaping living systems
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
  • Year and Date: 2016-01-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 外力が駆動する細胞集団運動を支えるアクチン細胞骨格制御の解明 (2016)
  • Author(s): 井川 敬介、杉村 薫
  • Organizer: 生体運動班会議
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都
  • Year and Date: 2016-01-08
• [Presentation] 外力が駆動する細胞配置換えの分子機構の解析 (2016)
  • Author(s): 井川敬介、杉村薫
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会大会
• [Presentation] Actin interacting protein 1 senses the extrinsic stretching force and orients cell rearrangement in Drosophila wing. (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa
  • Organizer: The 2016 Santa Cruz Developmental Biology Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Actin interacting protein 1 and cofilin sense the extrinsic stretching force and orients cell rearrangement in Drosophila wing. (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa
  • Organizer: 第54回日本生物物理学会年会
  • Invited
• [Presentation] Actin interacting protein 1 and cofilin sense the tensile tissue stress and orient cell rearrangement in Drosophila wing. (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] 外力が駆動する細胞配置換えの分子機構の解析 (2016)
  • Author(s): 井川敬介、杉村薫
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Actin interacting protein 1 senses the extrinsic stretching force and orients cell rearrangement in Drosophila wing. (2016)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa
  • Organizer: リーディングプログラム主催国際シンポジウム IGER International Symposium on "Now in actin study: Motor protein research reaching a new stage"
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Mechanical control of epithelial morphogenesis (2015)
  • Author(s): Kaoru Sugimura, Keisuke Ikawa, Shuji Ishihara
  • Organizer: JST CREST-PRESTO joint international symposium
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤謝恩ホール
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mechanical control of epithelial morphogenesis (2015)
  • Author(s): 杉村 薫 、井川 敬介、石原 秀至
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 2015-09-14
• [Presentation] 外力が駆動する細胞配置換えの分子機構の解析 (2015)
  • Author(s): 井川 敬介、杉村 薫
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Year and Date: 2015-06-30
• [Remarks] 京都大学高等研究院物質－細胞統合システム拠点杉村グループウェブサイト
  • URL: http://www.koolau.info/
• [Remarks] 京都大学高等研究院物質－細胞統合システム拠点杉村薫
  • URL: http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/ja/wwa/sugimura/
• [Remarks] 京都大学物質–細胞統合システム拠点・杉村薫グループ
  • URL: http://www.koolau.info/