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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of spatio-temporal information processing in immune cells

Research Project

Project/Area Number 15K12138
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澤井 哲  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20500367)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 片桐 晃子  北里大学, 理学部, 教授 (00322157)
木梨 達雄  関西医科大学, 医学部, 教授 (30202039)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords走化性 / 免疫細胞 / 好中球
Outline of Annual Research Achievements

微小流路系を用いた勾配形成によって、ヒト好中球様HL60細胞にたいして、走化性誘引分子fMLP(細菌が産生するペプチド)を高い精度で時空間的に変動、配置し、その運動と、先端形成に主要な役割を果たしているシグナルの活性化動態を生細胞測定から定量的に解析した。特に、昨年度作成したCdc42-Raichu(FRET蛍光プローブ)を発現する安定株を用い、fMLP濃度の時間変動に対するCdc42活性についてライブセルイメージングを中心に解析を進めた。その結果、Cdc42活性はfMLP投入後から数秒以内にピークの活性を示し、その後2から3分かけて元の活性を復元した。ピークに達するまでの時間は1nMから10nMとfMLPの濃度を上げると短くなり、約100nM以上で最短時間を維持した。適応時間は濃度が高くなるほど短くなり、100nM以上では若干のアンダーシュートが見られることから、フィードバック制御をうけている可能性が示唆された。また、fMLP刺激からの解除後は、Cdc42活性に負の応答がみられ、10nMでもっとも顕著であり、それ以下とそれ以上の濃度では弱いという単峰型の濃度依存性を示した。また負の応答の振幅は正の応答の振幅にくらべ、半分以下であった。さらにROCKの阻害剤であるY27632処理下におけるCdc42活性を解析したところ、適応時間がやや遅くなることが正の応答、負の応答でともに認められた。以上のことから、Cdc42活性応答の適応過程は、Rac活性を介した負のフィードバック制御によっていることが示唆され、これによる正負の応答の強弱の差異が波刺激への整流的な応答と関係している可能性がある。

  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017

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

  • [Journal Article] Fold-change detection and scale invariance of cell-cell signaling in social amoeba2017

    • Author(s)
      Kamino Keita, Kondo Yohei, Nakajima Akihiko, Honda-Kitahara Mai, Kaneko Kunihiko, Sawai Satoshi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 114 Pages: E4149-E4157

    • DOI

      10.1073/pnas.1702181114

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 変動する誘引物質濃度勾配への好中球様HL60細胞の追従性能の解析2018

    • Author(s)
      石田 元彦
    • Organizer
      新学術領域「数理シグナル」第2回公開シンポジウム 若手研究交流会
  • [Presentation] 動く細胞の情報処理特性の理解に向けて2018

    • Author(s)
      澤井 哲
    • Organizer
      自然科学研究機構新分野創成センターシンポジウム「分野横断・分野融合研究による生命創成を探究する新しい科学の創成」
    • Invited
  • [Presentation] Spatio-temporal constraints on cellular sensing: what it means for universal biology2017

    • Author(s)
      Satoshi Sawai
    • Organizer
      International Symposium of the origin of life ? synergy among the RNA: protein and lipid worlds
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 進行波刺激に対するHL60細胞の応答解析2017

    • Author(s)
      石田 元彦
    • Organizer
      新学術領域「数理シグナル」若手研究交流会
  • [Presentation] 動的な誘引場における好中球様HL60細胞の走化性解析2017

    • Author(s)
      石田 元彦
    • Organizer
      新学術領域「数理シグナル」第1回若手ワークショップ
  • [Presentation] 走化性細胞遊走の時空間情報処理特性2017

    • Author(s)
      中島昭彦
    • Organizer
      2017年度応用数理学会 数理医学サブシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Chemotactic analysis of neutrophil-like HL60 cells based on cells persistent polarity and immediate responsiveness to chemoattractant2017

    • Author(s)
      石田 元彦
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
  • [Book] 物理科学雑誌パリティ『特集 ゆらぎと構造からみる非平衡の世界』 Vol.32 (11)「細胞内反応場のゆらぎと細胞運動」2017

    • Author(s)
      石原秀至、澤井哲
    • Total Pages
      71
    • Publisher
      丸善出版

URL: 

Published: 2021-01-27  

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