2019 Fiscal Year Annual Research Report
The role of intracellular organelles to regulate spatial organizations of the cell
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18H02414
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
木村 暁 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (10365447)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 線虫 / 細胞核 / 細胞質流動 / オルガネラ / 力学 / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞核の細胞中央への移動や細胞質流動の発生におけるオルガネラの力学的な役割を定量的に明らかにすることを通じて、『真核生物の細胞内小器官（オルガネラ）が細胞内の大規模な空間再配置に必要な力学的要素として働いている』とするコンセプトを確立することを目指す。２０１９年度の主な進展は以下の通りである。
細胞質流動の原動力を生み出す力学的要素として、我々は以前に小胞体(ER)が重要な働きをすることを見出していた。本年度は、小胞体依存の細胞質の粘弾性を計測する方法論を開発し、実際に計測を行なった。ここで得られた測定結果は、共同研究者が構築している３次元流体力学モデルにおける流動の発生条件と合致することが明らかとなり、小胞体という細胞内小器官が細胞質流動の発生における重要な力学要素であることを定量的に明らかにすることに成功しつつあると考えている。
また、小胞体依存の細胞質流動と細胞核の配置の関係性を示す実験結果を得ており、２つの大規模な細胞内の空間配置現象を結びつけることにも成功した。後者の研究はプレプリントとして発表済みであり、近日中の査読付き英文国際誌への発表を目指している。
以上のように研究課題は着実に前進している。
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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
研究目標である、『真核生物の細胞内小器官（オルガネラ）が細胞内の大規模な空間再配置に必要な力学的要素として働いている、とするコンセプトの確立』を支持する研究結果を得て、目的の達成にむけて進んでいると判断するため。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２０年度には共同研究者とともに、小胞体を力学要素とする細胞質流動発生の力学モデルを実験結果とともに発表することを目指す。また、遠心顕微鏡を用いた細胞内力測定により明らかにした細胞核を動かすのに必要な力について、遺伝子操作を施してその原動力の分子基盤に迫る。高速３次元イメージングを通じて、細胞全体でオルガネラがどのタイミングで、どれくらいの数動いているかを定量化し、「本当にオルガネラの移動で核の移動に十分な力をまかなえるのか？」という問いに答える。
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