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革新的イメージングによる上皮細胞間コミュニケーションの異常における力の役割

Publicly Offered Research

Project AreaRegulation of polarity signaling during morphogenesis, remodeling, and breakdown of epithelial tubular structure
Project/Area Number 26112702
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 InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山城 佐和子  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (00624347)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords蛍光単分子イメージング / メカノセンシング / アクチン / 接着斑 / 細胞外基質 / 顕微鏡技術 / 一分子イメージング / アクチン細胞骨格 / 上皮細胞 / 細胞接着
Outline of Annual Research Achievements

接着斑形成と細胞仮足の伸展は、がん細胞の運動亢進や神経突起伸長に重要である。細胞仮足内では、アクチン線維が中心に向かって絶え間なく移動する求心性アクチン流動が存在する。この流動と接着斑が連結すると、流動に伴う力が、接着斑、更には細胞外へ作用すると考えられているが、どのように連結しているかはほとんどわかっていない。単分子イメージングはアクチン流動、接着斑、細胞外基質 (ECM) の変位を分子レベルで高精度に捉える強力なツールである。私は、高効率・高時空間分解能で細胞内単分子観察を実現するeSiMS 顕微鏡法 (easy, efficient, electroporation-based Single-Molecule Speckle Microscopy) を開発し、細胞仮足でアクチン流動と接着斑の連関を明らかにした。その結果、ラメリポディア内の接着斑前方では、アクチン線維は接着斑に集まるように流動することを見出した (Yamashiro et al. MBoC 25:1010, 2014)。接着斑分子ビンキュリン、タリン、インテグリンβ1を一分子観察すると、接着斑前方において、これらの分子はアクチンネットワークに会合して接着斑に集められるように流動しており、流動力が接着斑分子を接着斑方向に掻き集めるように働くことが示唆された。さらにコラーゲンゲル上培養系において、上皮細胞のラメリポディア近傍で、コラーゲン線維がアクチン流動と同一方向に移動することを観察した。これらの結果より、ラメリポディアでは、アクチン流動が接着分子を介してECMと連結し、接着斑がアクチン流動を引き寄せることでこれらの分子を接着斑の方向へ掴み取ることが示唆された。細胞仮足が‘つかみ取る’動きは、ECMの再配向に寄与する可能性があり、ECMリモデリングを伴う生体運動や病態生理の理解に繋がることが期待できる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Lehigh University(米国)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Differential actin-regulatory activities of tropomodulin1 and tropomodulin3 with diverse tropomyosin and actin isoforms.2014

    • Author(s)
      Yamashiro S., Gokhin D.S., Sui Z., Bergeron S.E., Rubenstein P.A., Fowler V.M.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 289 Pages: 11616-11629

    • DOI

      10.1016/bs.mcb.2014.10.013

    • ISBN
      9780128011034
    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Functional effects of mutations in the tropomyosin-binding sites of tropomodulin1 and tropomodulin3.2014

    • Author(s)
      Lewis R.A., Yamashiro S., Gokhin D.S., Fowler V.M.
    • Journal Title

      Cytoskeleton

      Volume: 71 Issue: 7 Pages: 395-411

    • DOI

      10.1002/cm.21179

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A new link between the retrograde actin flow and focal adhesions.2014

    • Author(s)
      Yamashiro S., Watanabe N.
    • Journal Title

      J. Biochem.

      Volume: 156 Issue: 5 Pages: 239-248

    • DOI

      10.1093/jb/mvu053

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ナノスケール単分子スペックル解析により明らかにする細胞仮足が「つかみ取る」しくみ2016

    • Author(s)
      山城佐和子、田中聡一郎、渡邊直樹
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-06-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The role of actomyosin contraction on actin filament turnover revealed by using new easy-to-use Single-Molecule Speckle (eS iMS) microscopy.2016

    • Author(s)
      Sawako Yamashiro, Soichiro Tanaka, Naoki Watanabe
    • Organizer
      第89回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of the grabbing retrograde actin flow around focal adhesions visualized by new easy-to-use single-molecule speckle (eS iMS) mi croscopy.2015

    • Author(s)
      Sawako Yamashiro, Ryuta Kuroda, Naoki Watanabe
    • Organizer
      American Society for Cell Biology Annual Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ、サンディエゴ
    • Year and Date
      2015-12-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coupling between focal adhesions and actin retrograde flow visualized by new easy-to-use single-molecule speckle (eSiMS) mi croscopy.2015

    • Author(s)
      Sawako Yamashiro, Ryuta Kuroda, Naoki Watanabe
    • Organizer
      新学術領域研究「上皮管腔組織形成」 第2回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2015-08-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 新規簡易単分子スペックル(eSiMS)顕微鏡が可視化する細胞端突出、接着斑、求心性 アクチン流動の相互作用2015

    • Author(s)
      渡邊 直樹、小関 和馬、黒田 隆太、山城 佐和子
    • Organizer
      第88回 日本薬理学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞分子イメージングの応用と発展に向けての取り組み:接着斑によるアクチン流動制 御2015

    • Author(s)
      山城佐和子、黒田隆太、田中聡一郎、渡邊直樹
    • Organizer
      生体運動合同班会議
    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2015-01-07 – 2015-01-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 哺乳動物フォルミンmDia1の螺旋回転によるアクチン線維安定性の増強2014

    • Author(s)
      水野 裕昭, 山城 佐和子, 渡邊 直樹
    • Organizer
      第87回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 生体の科学(特集:細胞シグナル操作法):細胞骨格(アクチン系)、医学書院、第66巻 第5号2015

    • Author(s)
      山城 佐和子、渡邊 直樹
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      医学書院
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2022-01-28  

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