2018 Fiscal Year Annual Research Report
In vitro reconstitution of cellular anterior-posterior polarization in liposomes
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16KT0179
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
松岡 里実 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00569733)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / 細胞極性 / イノシトールリン脂質 / リポソーム内再構成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞は細胞外からの刺激入力がなくても自発的に運動する。細胞内では前後極性のシグナルが自発的に生成しており、このメカニズムを理解することは生物が利用する自己組織化原理の理解につながる。本研究課題では、前側シグナルであるイノシトールリン脂質PI(3,4,5)P3の代謝系において、自発的なシグナル生成に最低限必要な分子反応ネットワークの構成分子種を明らかにすることを目的として、細胞膜上で生成するPI(3,4,5)P3の時空間パターンのダイナミクスをリポソーム内で再現する再構成実験を行う。本年度は、前年度までに構築した再構成実験系を用いて、同一リポソームにPI3K、PTEN、PI(3,4,5)P3（あるいはPI(4,5)P2）蛍光レポータータンパク質を内包させ、PI(4,5)P2からPI(3,4,5)P3へのリン酸化およびその逆反応である脱リン酸化を同時に起こす実験を試みた。結果として、現在までのところ細胞内で観察された様なPI(3,4,5)P3の時空間パターンを完全に再現する条件を見いだすまでには至っていない。そこで、ダイナミクスに必須の因子がさらに必要である可能性を考慮してその最有力候補であるRasに注目し、Rasの活性化因子であるRasGEFおよび不活性化因子であるRasGAPの探索を行った。作業の簡便化のため、細胞性粘菌を用いて全てのRasGEF遺伝子およびRasGAP遺伝子の過剰発現株を作成し、自己組織化ダイナミクスに現れる表現型のライブセルイメージング解析を行い、いくつかの候補遺伝子を絞り込むことに成功した。今後比較的早い時期に、これらの成果を生かし、リポソーム内での自己組織化ダイナミクスの再現に繋げる予定である。
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