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understanding of cell competition by focusing on mechanical stress

Publicly Offered Research

Project AreaCell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
Project/Area Number 17H05621
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

松井 貴輝  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60403333)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords物理的力 / ゼブラフィッシュ / ライブイメージング / カルシウム / 細胞競合 / 力 / 上皮細胞 / 発生・分化
Outline of Annual Research Achievements

細胞競合は,適応度の異なる細胞が共存するときに,一方の細胞が勝者となり,他方の細胞(敗者)を組織から排除する現象である.近年,敗者-勝者が相互作用することで,様々なシグナルが活性化され異方的な力が発生することで,勝者細胞が敗者細胞を押し出すことが示されてきている.例えば,敗者細胞を取り囲む勝者細胞では,アクチンとミオシンからなるアクトミオシンリングが形成され,そのリングが巾着袋の口を締めるように収縮することで敗者細胞の排除が進むことが示されいる.これまでに研究代表者らは,非熱的に加工ができるフェムト秒レーザーの誘起衝撃力を利用して,ゼブラフィッシュ胚の上皮で起こる細胞競合で発生する物理的な力の大きさを定量評価し,約4kPaの力が発生していることを発見した(生体内力定量系の確立).しかも最近,研究代表者らは,アクトミオシンが収縮するよりも前に,敗者から勝者へ向けカルシウム波が伝播し,そのシグナルによってアクチン動態が変化して細胞の極性移動が起こることを見出した.さらに,そのカルシウム波の伝播には,メカノチャネルTRPC1,ギャップ結合,IP3受容体が関与することも突き止めた.以上の成果は,細胞競合を駆動する分子メカニズムを明らかにしただけでなく,シグナルが物理的な力へ変換される情報物理学的なメカニズムを明らかにしたことを意味しており,この研究領域の理解に貢献したと考えている.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Calcium Wave Promotes Cell Extrusion2020

    • Author(s)
      Takeuchi Y、Narumi R、Akiyama R、Vitiello E、Shirai T、Tanimura N、Kuromiya K、Ishikawa S、Kajita M、Tada M、Haraoka Y、Akieda Y、 Ishitani T、Fujioka Y、Ohba Y、Yamada S、Hosokawa Y、Toyama Y、Matsui T、Fujita Y
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 30 Issue: 4 Pages: 670-681.e6

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.11.089

    • NAID

      120006960639

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Shootins mediate collective cell migration and organogenesis of the zebrafish posterior lateral line system2019

    • Author(s)
      Urasaki Akihiro、Morishita Seiya、Naka Kosuke、Uozumi Minato、Abe Kouki、Huang Liguo、Watase Emiko、Nakagawa Osamu、Kawakami Koichi、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa、Inagaki Naoyuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 12156-12156

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48585-4

    • NAID

      120006714315

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Horizontal Boundary Cells, a Special Group of Somitic Cells, Play Crucial Roles in the Formation of Dorsoventral Compartments in Teleost Somite2019

    • Author(s)
      Kota Abe,Atsuko Shimada,Sayaka Tayama,Hotaka Nishikawa,Takuya Kaneko, Sachiko Tsuda,Akari Karaiwa,Takaaki Matsui,Tohru Ishitani,Hiroyuki Takeda
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 928-939

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.068

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative analysis of mechanical force required for cell extrusion in zebrafish embryonic epithelia.2017

    • Author(s)
      Yamada S, Iino T, Bessho Y, Hosokawa Y, Matsui T
    • Journal Title

      Biology Open

      Volume: 6 Pages: 1575-1580

    • DOI

      10.1242/bio.027847

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを利用した細胞競合現象における力学特性変化の定量評価2020

    • Author(s)
      松井貴輝
    • Organizer
      レーザー学会第40回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-01-27  

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