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Mechanisms and cellular functions of dynamic ordering of actin cytoskeletal molecular complexes

Publicly Offered Research

Project AreaDynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
Project/Area Number 16H00749
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

水野 健作  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70128396)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords細胞・組織 / シグナル伝達 / 細胞骨格 / メカニカルストレス / アクチン動態
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、アクチン細胞骨格の動的秩序形成機構とその細胞機能について研究を実施し、以下の結果を得た。
1、細胞の力覚応答におけるアクチン骨格動的秩序の機能解析:細胞に対する張力刺激依存的なRhoAの活性化に関与するRho-GEFとして同定したSoloについて、結合タンパク質を解析し、SoloはケラチンK8/K18に加えて、ヘミデスモソーム構成タンパク質であるインテグリンbeta4と結合することを見出し、結合領域を特定した。また、SoloやケラチンK18の発現抑制やROCKの阻害剤によって、ヘミデスモソーム形成が抑制されることを見出した。また、シリコーン膜を使ったシワ形成アッセイによって、Soloは張力の発生する部位に集積することを見出した。
2、3次元組織構築におけるアクチン骨格動的秩序の機能解析:乳腺上皮由来MCF10A細胞をマトリゲル内で3次元培養すると腺房が形成されるが、Soloの発現抑制によって腺房形成が阻害されることを見出した。また、腎上皮由来MDCK細胞をHGF存在下にコラーゲンゲル内で3次元培養すると、管腔様構造を形成するが、SoloやケラチンK18の発現抑制によって、管腔構造の球形化と内腔体積の増加が起こることを見出した。また、管腔の内腔側及び外側の領域で二重リン酸化ミオシン軽鎖(ppMLC)の低下が認められた。また、ケラチン繊維の配向変化が認められた。これらの結果から、Soloは、管腔形成において、細胞周辺の収縮力やケラチン繊維の配向を制御し、管腔の長い形状と内腔の体積の制御に関与していることが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 6 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Heidelberg/German Cancer Research Center(ドイツ)

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      Wille, C., Eiseler, T., Langenberger, S. T., Richter, J., Mizuno, K., Radermacher, P., Huber-Lang, M., Seufferlein, T., and Paschke, S.
    • Journal Title

      J. Leukocyte Biol.

      Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 615-630

    • DOI

      10.1002/jlb.4a0617-251rr

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      Sachiko Fujiwara, Tsubasa S. Matsui, Kazumasa Ohashi, Shinji Deguchi, and Kensaku Mizuno
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: e0195124-e0195124

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0195124

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      Nishimura, R., Kato, K., Fujiwara, S., Ohashi, K., and Mizuno, K.
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      Cell Struc. Funct.

      Volume: -

    • NAID

      130007383366

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      Sachiko Fujiwara and Kensaku Mizuno
    • Journal Title

      eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.

      Volume: - Pages: 1-9

    • DOI

      10.1002/9780470015902.a0026365

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      Ohashi, K., Fujiwara, S., and Mizuno, K.
    • Journal Title

      J. Biochem.

      Volume: 161 Pages: 245-254

    • DOI

      10.1093/jb/mvw082

    • NAID

      40021162023

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      Takahashi, K., Okabe, H., Kanno, S., Nagai, T., and Mizuno, K.
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      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 482 Issue: 4 Pages: 686-692

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.11.095

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      Morita, R., Kihara, M., Nakatsu, Y., Nomoto, Y., Ogawa, M., Ohashi, K., Mizuno, K., Tachikawa, T., Ishimoto, Y., Morishita, Y., and Tsuji, T.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Issue: 9 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0161336

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      Cancer Res.

      Volume: 76 Pages: 6690-6700

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      藤原佐知子、大橋一正、水野健作
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 88 Pages: 443-451

    • NAID

      40020948061

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      Mizuno, K., Nishimura, R., Ohashi, K.
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      二宮 小牧、大橋 一正、水野 健作
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  • [Presentation] RhoA 活性化因子 Solo による上皮細胞の集団移動の制御機構 RhoA-GEF Solo regulates collective migration of epithelial cells2017

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      藤原佐知子、勝野 真美、大橋 一正、水野 健作
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  • [Presentation] 力覚応答に関与するRho-GEF, Soloの同定とアクチン骨格再構築における機能解析2017

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      大橋 一正、磯崎 友亮、西村 亮祐、酒井 高輝、藤原佐知子、水野 健作
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  • [Presentation] Rho-GEF, PLEKHG4Bによるアクチン骨格再構築と細胞間接着形成おける機能2017

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  • [Presentation] 力覚応答に関与するRho-GEF, Soloの上皮細胞の集団移動における機能解析2017

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  • [Presentation] Rho-GEF Soloは細胞ー基質間接着における力覚応答に関与し上皮腺房形成を制御する2017

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  • [Presentation] 動物細胞の力覚応答における細胞骨格の役割2016

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      水野 健作、藤原 佐知子、大橋一正
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 国立大ホール(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
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    • Invited
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      大橋一正、西村 亮祐、藤原 佐知子、水野 健作
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 国立大ホール(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
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  • [Presentation] メカノストレス応答に関与するRho-GEF, Solo の上皮管腔組織形成における役割2016

    • Author(s)
      西村 亮祐、大橋一正、藤原 佐知子、水野 健作
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
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  • [Presentation] 上皮細胞の力覚応答と細胞骨格制御に対するRho-GEF Solo の機能2016

    • Author(s)
      藤原 佐知子、大橋一正、水野 健作
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
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  • [Presentation] 上皮管腔組織形成におけるSolo の機能解析2016

    • Author(s)
      西村亮祐、大橋一正、藤原佐知子、水野 健作
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第82回例会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県・弘前市)
    • Year and Date
      2016-05-21
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  • [Remarks] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

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      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2022-02-01  

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