2018 Fiscal Year Research-status Report
セミ人工細胞開発による遊走細胞の前後極性創成メカニズムの解明
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17KT0110
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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) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | ケラトサイト / 細胞遊走 / ミオシン / アクチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遊走は原生生物アメーバから神経組織の形成にまで見られる普遍的な細胞機能である。多くの細胞種は基質に接着さえすれば、誘引物質等が無くても、前後極性を自律的に形成し遊走できる。本研究の目的はこの自律的な前後極性形成メカニズムの解明である。走化性遊走等では“極性”は細胞外に誘引物質の濃度勾配等としてはじめから存在するので、細胞内のシグナル伝達経路の分子実体の同定がメカニズムの解明になる。一方、細胞外に極性が存在しない場合、細胞の中で極性が自律的に創り出される仕組みを知ることからメカニズムの解明が始まる。そのためには、最適な材料で極性形成を人為的に再現し、どうやって極性ができるのか、その形成過程を見ることが必要だと、我々は着想した。
細胞性粘菌アメーバや好中球、オオアメーバなど、一般に遊走細胞は不定形で時々刻々形を変えながら移動する。ところが、魚類上皮細胞ケラトサイトは、常時半月形の形状を保ち、弧の部分を前にして移動する。そのため前後極性を明瞭に判別できる。細胞後部にアクトミオシン(アクチンとミオシン II からなる繊維)が太く長く成熟したストレスファイバと呼ばれる構造体をもつ。ストレスファイバはケラトサイトの前後極性形成に重要な構造であるが、その移動中の振る舞いはよくわかっていなかった。
細胞が前後極性を自律的に生み出すために基質の硬さを感知する能力が大きな役割を担っていることを前年度我々は報告した。そこで、本年度、（１）本来不定形のオオアメーバを弾性基質上に這わせ、基質を繰り返し伸展させることで力学的な刺激を与え、オオアメーバに前後極性を形成させること、ケラトサイトのような半月形を形成させることを試みている。（２）移動中のケラトサイトのストレスファイバの構造を３次元で明らかにし、回転運動していることを明らかにした。
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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
ケラトサイト内部のストレスファイバの構造が当初予測していたものと異なり、回転運動することを明らかにした。これは、当初の研究計画から研究の方向を多少変化させる結果であったが、回転運動すること自体が大変面白い結果として論文発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
オオアメーバに各種力学的刺激を与え、人為的にオオアメーバに前後極性を形成させること、更に、ストレスファイバを形成させ、形状をケラトサイトのような半月形に誘導することを目指す。ケラトサイトのストレスファイバの回転に伴う細胞核の運動や細胞膜の運動の様子を明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
本年度、予定していた高額な薬品類等が、他の研究計画と共通して使えるものであり、そちらの研究費でまかなえた。これは、次年度の研究の進行に際し、解析用PC購入などに充当し研究の質と量のさらなる発展につなげる。また、同時に、論文投稿費用など成果発表のための費用に充当する。
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