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オルガネラゾーン形成と成熟の数理モデリング

Publicly Offered Research

Project AreaToward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number 18H04874
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto University (2019)
Institute of Physical and Chemical Research (2018)

Principal Investigator

立川 正志  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (30556882)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords生物物理 / オルガネラ / パターン形成
Outline of Annual Research Achievements

ERにおいて翻訳された膜タンパク質や分泌タンパク質がゴルジ体へと送られる場所となるER Exit Site(ERES)が、どのように形成されるか、数理モデリングの手法を用いて調べた。前年度の結果より、低分子量Gタンパク質であるSar1-GTPとその活性化因子(GAP)であるSec23/24を中心にした2変数からなる反応拡方程式が適切なパラメタ値でSec23/24が集積する安定なドメインの形成すること、複数のドメインが独立に安定化することが示されている。一方、ERESはER膜の主に鞍状形態の部分に集積することが知られている。そこで、作成した反応拡散方程式のモデルを様々な曲面の上で解くことで、モデルにおけるSec23/24集積ドメインと膜形態の関係を調べた。結果、集積ドメインの成長率は膜のガウス曲率に依存すること、これまで作成したモデルのヴァリエーションの範囲内で、パラメタを変化させることにより、正のガウス曲率が集積ドメインを成長促進させる場合と負のガウス曲率(鞍状形態)が集積ドメインを成長促進させる場合との両方が実現することを示した。ERESはこの二つの場合のうち、負のガウス曲率により促進されている場合に相当すると考えている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS72019

    • Author(s)
      Hanawa-Suetsugu Kyoko et al.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4763-4763

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12738-w

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Modeling the functions of condensin in chromosome shaping and segregation2018

    • Author(s)
      Sakai Yuji、Mochizuki Atsushi、Kinoshita Kazuhisa、Hirano Tatsuya、Tachikawa Masashi
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: e1006152-e1006152

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006152

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A computational approach for understanding the Golgi morphology2019

    • Author(s)
      Masashi Tachikawa
    • Organizer
      第56回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PHYSICAL MODELING OF FORMATION OF CELLULAR ORGANELLE2019

    • Author(s)
      Masashi Tachikawa
    • Organizer
      4th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゴルジ装置の自己組織化形成過程2018

    • Author(s)
      立川 正志
    • Organizer
      第56回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Physical Model Simulation of Golgi Reassembly Dynamics2018

    • Author(s)
      立川 正志
    • Organizer
      International Workshop on Biological Membranes
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In silico reconstitution of the Golgi reassembly process reveals the self-organizing properties2018

    • Author(s)
      立川 正志
    • Organizer
      FEBS Special Meeting. The 2018 Golgi Meeting: membrane trafficking in cell organization and homeostasis
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 実験医学2018年8月号2018

    • Author(s)
      山本 一男、原 裕貴
    • Total Pages
      148
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758125109
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 生体の科学2018年6月号2018

    • Author(s)
      栗原 裕基
    • Total Pages
      95
    • Publisher
      医学書院
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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