2021 Fiscal Year Annual Research Report
Myosin II accumulation of migrating cells by cell tension
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17K07366
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
岩楯 好昭 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40298170)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アメーバ運動 / 粘菌アメーバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
走化性運動している遊走細胞が、前後端でそれぞれアクチン重合、アクトミオシン収縮を起こして誘引物質に向かうことはよく知られている。ところが、細胞が前方で受けた誘引物質のシグナルを後端にどうやって伝達しミオシン II を集積させるのか、そのメカニズムは現在も未解明である。近年、ミオシン II がメカノシグナルに応答して集積することが示唆されてきた。“力”には物質としての実体がなく、剛体の棒の一端に加えられた“力”が他端に伝わるように、細胞の中でも、力は遠く離れた箇所に瞬時に伝達できるかもしれない。本研究は、細胞の前端でアクチン重合によって生じた“力”が、張力として細胞膜上を後端まで伝わり、ミオシン II を集積させる(走化性メカノシグナル伝達仮説)という、化学シグナルによらない新しい仮説を立て、これを実証するものである。本研究の成果は基礎生物学的な意義と同時に、人為的な“力”刺激によってがん細胞を集積・ 攻撃する技術など、将来の医科学応用も期待できるだろう。我々は、細胞性粘菌アメーバが基質の硬さを感知し柔らかい方向に進む Rigidity sensing 機構を発見した。細胞はミオシン II を集積するメカニズムとして、この Rigidity sensing を使っているのではないかと期待し本研究を遂行してきた。
昨年度、細胞性粘菌アメーバを柔らかい基質上と硬い基質上に這わせたとき、両基質上での細胞性粘菌アメーバの形状変化が異なることを定量的に評価する方法を検討し、それを実行した。また、GFPと融合させたミオシン II の各種変異タンパク質を細胞性粘菌アメーバに発現させ、力刺激に対する応答を確認できた。今年度は、我々のたてた仮説に従う機械モデルのプロトタイプを作成し、その動作を、実際の粘菌アメーバの動作と比較した。
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[Journal Article] Discovery of an F-actin-binding small molecule serving as a fluorescent probe and a scaffold for functional probes2021
Author(s)
Takagi T, Ueno T, Ikawa K, Asanuma D, Nomura Y, Uno S, Komatsu T, Kamiya M, Hanaoka K, Okimura C, Iwadate Y, Hirose K, Nagano T, Sugimura K and Urano Y.
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Pages: eabg8585
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Comparative mapping of crawling-cell morphodynamics in deep learning-based feature space2021
Author(s)
Imoto, D., Saito, N., Nakajima, A., Honda, G., Ishida, M., Sugita, T., Ishihara, S., Katagiri, K., Okimura, C., Iwadate, Y. and Sawai, S.
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Journal Title
PLoS Computational Biology
Volume: 17
Pages: e1009237
DOI
Peer Reviewed / Open Access
