2015 Fiscal Year Research-status Report
誘引場と動きから生まれる協同的パターンの構成的操作と理解
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15KT0076
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
澤井 哲 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20500367)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2020-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / オプトジェネティクス / 細胞性粘菌 / cAMP波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一細胞レベルのシグナル応答の動作原理と自己組織化の数理に立脚し、光による分子活性制御を用いて介入することで、細胞性粘菌のcAMP回転らせん波と細胞の動きをそれぞれ順方向、逆方向、さらには停留とリアルタイムに操作し、自己組織化されるパターンがとりうる多様な表現型空間を構成的に明らかにすることを目的とした。初年度は、細胞の運動の大きな部分を支配していると考えられる、低分子量GTPアーゼ、Rasを対象に、それらのGDP結合状態（不活性型）からGTP結合状態（活性型）への変換を担うGDP/GTP交換タンパク質（GEF）の発現量と細胞内局在をより定量的に操作する系の構築を進めた。具体的には、顕微鏡下でRas活性を制御するため、光依存的にRasGEFやRasまた、それらのGEFを膜へ移動する系を、オプトジェネティクスを応用して作成した。計画では、CRY2-CIBNを予定していたが、応答の強度が極めて弱かった。そこで、LOVドメインの改良型であるiLIDを試行し、光刺激依存的に形質膜へ移動させることに成功することができた。このために必要なベクター構築、光刺激系の条件出しなど、細かい実験条件の設定を進めた。また、微小流路内の層流で形成される勾配を動かすことで、人工的にcAMP波を作成する系について、これまでより短い周期の刺激や、それらを再現性よく反復させるための、新たなデバイスのプロトタイプ開発を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
よく進んでいる部分とやや遅れている部分があるが、平均すると計画通りに遂行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞性粘菌の発生開始から４－１０時間においてオプトジェネティクス操作が可能な条件を検討する。このためにより適した、誘導対象を試行錯誤の中から絞り込む。また、微小流路を用いた人工的な波刺激については、新たなデバイスの開発に目処が立ったため、これを利用してデータの取得を進める。
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| Causes of Carryover |
実験計画のうち、新たな実験備品の導入をせずにできる実験を優先させたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
主に細胞の培養と遺伝子改変に必要な試薬に用いる。
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