2015 Fiscal Year Annual Research Report
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14J01854
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
牧 功一郎 京都大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノフィッシング / αカテニン / 原子間力顕微鏡（ＡＦＭ） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞間の接着結合を構成するαカテニンは，張力の作用下でコンフォメーション（立体構造）を変化させ，アクチン結合性タンパク質の１つであるビンキュリンを誘導することから，力を生化学シグナルに変換する「メカノセンサ」として機能する．本研究では，１分子引張実験（ナノフィッシング）を基盤として，αカテニンが張力を感知する分子メカニズムにアプローチしている．平成26年度は，αカテニンが張力作用下で自己阻害構造を変化させ，よりほどけにくい「待ち状態」に遷移することを発見した．
平成27年度は，張力作用下におけるαカテニンのコンフォメーション変化と，それに伴うビンキュリン結合能の変化に焦点を当て，原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を駆使した１分子レベルの実験・解析を行った．
１）はじめに，ＡＦＭナノフィッシングにより，αカテニンが自己阻害構造解放後に示す「待ち状態」に関する追検証を行った．
２）次に，自己阻害構造の解放がαカテニンのコンフォメーションに及ぼす影響を検討した．
３）最後に，ＡＦＭナノフィッシングと全反射顕微鏡（ＴＩＲＦＭ）１分子イメージングが複合した実験系を構築し，αカテニンのコンフォメーション変化がビンキュリン結合能の変化に及ぼす影響を検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
私は，接着結合を介したメカノセンシングに関する研究を順調に進めており，平成２７年度は国際学会で３件，国内学会で２件の計５件の発表を行った．本研究は，細胞間張力を感知するメカノセンサの力学的な挙動を１分子レベルで明らかにすることを目的としており，その研究成果の一部は，国内学術誌「生体の科学」，および，「病理と臨床」に掲載された．
また，メカノセンサ分子の力学適応的な張力感知メカニズムに関する論文は，国際学術誌「Scientic Reports」に受理され，出版準備中である．
本研究では，１分子レベルの張力負荷実験と１分子観察が組み合わさった独創的な研究手法の確立を目指しており，平成２８年度においても更なる発展が期待される．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は，原子間力顕微鏡を用いたαカテニンの１分子ナノフィッシング実験と全反射顕微鏡を用いたビンキュリンの１分子観察実験を複合した実験系を構築することにより，張力作用下のαカテニンがビンキュリンを誘導する瞬間に迫る．本試みは，細胞が有するメカノトランスダクションの過程を１分子レベルで明らかにする鍵となりうる．
平成２７年度に予備実験においても，既に魅力的な生データの取得に成功している．今後は，実験条件の最適化と統計力学に基づいた解析により，未知の分子メカニズムの解明に挑む．
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