生体内シグナルを応用したアメーバ型自律運動制御系の開発

• Project Area: Development of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence
• Project/Area Number: 25104508
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 澤井 哲 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20500367)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 脂質シグナル / 細胞膜 / 自己組織化 / リズム / 生体機能利用 / 生物物理 / 細胞・組織 / 脂質

Outline of Annual Research Achievements

自律的かつ動的な脂質シグナルを発振する膜系の確立のため、PI(4,5)P2,PI(3,4,5)P3のリン酸化反応を触媒するPI3キナーゼと、PIP3の脱リン酸化反応を触媒するフォフアターゼPTENとリポソームからなる系の開発をすすめた。PVDF膜にPOPC, PIP2, PIP3をスポットさせ、PH-domain-RFPの結合を抗体によって確かめた。また、PC、PS、PIP2、PIP3からなるリポソームへの精製PH-domainの結合を確認した。数種類のPHドメインのPIP2、PIP3への選択性をドットブロット分析によって評価し，選択的結合を可能とするPHドメインの組み合わせと実験条件を確立し、PHドメインとPI3キナーゼ酵素ドメインとの融合タンパクによる、リポソーム上でのPIP3産生を実現した。さらに、PHドメインとPTENの融合タンパクについて、種々のドメインの精製と反応の分析を進めた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Phosphorylation of chemoattractant receptors regulates chemotaxis, actin reorganization and signal relay. (2013)
  • Author(s): Brzostowski, J. A., Sawai, S., Rozov, O., Liao, X., Imoto, D., Parent, C. A., Kimmel. A. R.
  • Journal Title: J. Cell. Sci. Volume: 126(20) Pages: 4614-4626
  • DOI: 10.1242/jcs.122952
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Design Principle of Group-level Decision Making in Cell Populations (2013)
  • Author(s): Koichi Fujimoto, Satoshi Sawai
  • Journal Title: PLoS Comp. Biol. Volume: 9 (6) Issue: 6 Pages: e1003110-e1003110
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003110
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Collective movement of ameboid cells driven by attachment-dependent ordering of directionality (2015)
  • Author(s): Satoshi Sawai
  • Organizer: Focus Meeting of the Kyoto Winter School for Statistical Mechanics: From Non-equilibrium Fluctuations to Active Matter
  • Place of Presentation: 京都大学益川ホール(京都府京都市)
  • Year and Date: 2015-02-16
  • Invited
• [Presentation] Integration of space and time information in long-range cell migration (2015)
  • Author(s): Satoshi Sawai
  • Organizer: The 59th Annual Biophysical Society Meeting Symposium “Emergent Properties and Collective Behaviors of Complex Systems”
  • Place of Presentation: Baltimore Convention Center（米国Baltimore MD)
  • Year and Date: 2015-02-08
  • Invited
• [Presentation] 細胞運動にみる興奮性の時空間ダイナミクス (2014)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 国際高等研究所研究プロジェクト「分子基盤に基づく生体機能への揺らぎとダイナミックネットワークの解明」平成26年度第1回研究会
  • Place of Presentation: 国際高等研究所(京都府木津川市)
  • Year and Date: 2014-12-14
  • Invited
• [Presentation] 整流作用と細胞集合の協同性 (2014)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 第24回非線形反応と協同現象研究会
  • Place of Presentation: 東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区)
  • Year and Date: 2014-12-06
  • Invited
• [Presentation] Collective migration and rectified directional sensing (2014)
  • Author(s): Satoshi Sawai
  • Organizer: Mechano-Biology Institute-Japan Joint Symposium on “Mechanobiology of Development and Multicellular Dynamics”
  • Place of Presentation: National Univ. of Singapore(シンガポール)
  • Year and Date: 2014-12-04
  • Invited
• [Presentation] Integration of temporal and spatial information in eukaryotic gradient sensing (2014)
  • Author(s): Satoshi Sawai
  • Organizer: 4th Symposium on Artificial Life and Biomimetic Functional Materials
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
  • Year and Date: 2014-11-28
  • Invited
• [Presentation] 階層をつなぐ細胞ダイナミクス (2014)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 第23回日本バイオイメージング学会学術集会 シンポジウム1「生命･イメージング･データベース」
  • Place of Presentation: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-09-04
  • Invited
• [Presentation] 生物の非平衡構造と時空間ダイナミクス (2014)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 日本物理学会科学セミナー「非平衡の世界-凝縮系から地震、経済、生命まで」
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
  • Year and Date: 2014-08-07
  • Invited
• [Presentation] Cellular sensing of space and time (2014)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 京都大学 時空間情報イメージング拠点 平成26年度生命動態システム科学ジョイントコース「発生･細胞生物学･システム生物学コース」セミナー
  • Place of Presentation: 京都大学医学部記念講堂(京都府京都市)
  • Year and Date: 2014-04-25
  • Invited
• [Presentation] Analysis and manipulation of self-organizing lipid signaling（口頭発表） (2013)
  • Author(s): Satoshi Sawai
  • Organizer: International Workshop From Soft Matter to Protocell
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパス（宮城県仙台市、日本）
• [Presentation] アメーバ状の膜変形に関わる自己組織化ダイナミクス (2013)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 細胞を創る研究会6.0
  • Place of Presentation: 慶応大学鶴岡キャンパス（山形県鶴岡市、日本）
  • Invited
• [Presentation] 細胞性粘菌の運動と細胞間シグナリングにおける自己組織化の役割 (2013)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 第36回分子生物学会年会ワークショップ「生命における自己組織化のメカニズム」
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市、日本）
  • Invited
• [Presentation] 細胞機能と自己組織化現象 (2013)
  • Author(s): 澤井 哲
  • Organizer: 理研細胞システムコロキアム
  • Place of Presentation: 理化学研究所和光キャンパス（埼玉県和光市、日本）
  • Invited
• [Book] 反応-拡散-駆動系として理解する細胞の形態変化, 日本物理学会誌, 70号1巻 (2015)
  • Author(s): 石原秀至, 澤井 哲
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 一般社団法人 日本物理学会
• [Book] 「動く細胞の定量的動態解析」バイオ画像解析手とり足とりガイド, 青木一洋, 小林徹也編, 2章-10章 (2014)
  • Author(s): 澤井 哲, 福神史仁, 井元大輔, 中島昭彦
  • Total Pages: 13
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 実験医学Vol. 31 (8) 「興奮系の自己組織化現象からみる細胞動態」 (2013)
  • Author(s): 澤井 哲, 石原 秀至, 中島 昭彦.
  • Publisher: 羊土社
• [Book] Engineering of Chemical Complexity (A. Mikhailov ed.), Collective decision-making and oscillatory behaviors in cell populations. (2013)
  • Author(s): Fujimoto, K., Sawai, S.
  • Publisher: World Scientific