2018 Fiscal Year Research-status Report

分子ダイナミクスの定量・操作と数理モデリングによる中心体複製メカニズムの理解

Research Project

Project/Area Number	18K06233
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	高尾大輔東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (10548811)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	中心体複製 / 超解像顕微鏡法 / 数理モデリング / 自己組織化
Outline of Annual Research Achievements	中心体は動物細胞に保存された重要なオルガネラであり、細胞周期に一度だけ複製され、分裂後の細胞に均等に分配される。染色体複製と同様にこの複製プロセスは非常に重要であるが、分子メカニズムは未解明な部分が多い。我々の最近の研究成果を基に、分子ダイナミクスの観点から中心体複製を制御する分子メカニズムを明らかにすることが、本研究の目的である。そのため、関連分子のダイナミクスにより中心体複製プロセスが制御されるというモデルを仮定し、検証した。具体的には、１）STED超解像イメージングによる中心体複製因子の空間パターンの可視化と定量、２）データ駆動型の数理モデリングによるシミュレーション解析、を行った。中心体複製のマスター制御因子であるPlk4が、中心小体を取り囲む直径400 nm程度のリング状に局在し、さらにその中で不均一かつ離散的な空間パターンを示すことを発見した。このデータを基に数理モデリングとシミュレーションを行い、この空間パターンがPlk4の持つ自己組織化の性質によるものであることを明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 研究計画のうち一部を論文としてまとめる段階に到達しており、当初の計画以上に進展していると言える。
Strategy for Future Research Activity	大幅な変更はなく、引き続き研究計画に沿って進める。