2021 Fiscal Year Annual Research Report
新しい細胞内分子輸送機構アクチン波による細胞の先導端形成と移動の解析
| Project/Area Number |
19H03223
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
稲垣 直之 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20223216)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬場 健太郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80836693)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 細胞移動 / 極性形成 / アクチン波 / シューティン / フィードバックループ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「アクチン線維がいかにして細胞内で局所的に自己組織化をして細胞移動を引き起こすことができるのか」を、我々の研究グループがこれまでに明らかにした「アクチン波」の移動の分子メカニズムとその特徴的な挙動から解明することを目指す。
前年度までの研究で、レーザー加工技術を用いてガラス上に三角形のラミニンのマイクロパターンを施し、そこにU251細胞を培養することで、U251細胞の形態を三角形に変形させることに成功した。アクチン波は、U251細胞の三角形の辺（細胞端）に沿って移動をし、頂点（突き出した部位）に向かってダイナミックに濃縮した。また、アクチン分子の1分子ライブイメージングを行い、アクチン波内のアクチン線維が重合と脱重合を繰り返しながら重合端を先頭として細胞内を移動することを明らかにした。また、シューティンもアクチン線維と結合・解離を繰り返しながら移動することがわかった。さらに、シューティンをノックアウトしたU251細胞の作成に成功した。
今年度は、アクチン波の細胞端に沿って移動する移動速度が、アクチン線維とU251細胞端に生じる角度と負の相関を示し、シューティンノックアウトにより低下することを明らかにした。また、U251細胞の頂点の角度とアクチンの頂点への濃縮とが負の相関を示すことを明らかにし、この関係を解析してアクチン波の移動を数理モデル化した。さらに、シューティンのノックアウトによりU251細胞が生み出す牽引力が低下して、U251細胞の移動のための極性化が遅れることを見出した。
本研究から、「アクチン波による細胞のかたちの制御」と「細胞のかたちによるアクチン波の挙動の制御」がポジティヴフィードバックループを形成し、このフィードバックがアクチン線維の細胞内における自己組織化および細胞移動の開始に関与することが明らかとなった。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 細胞外環境の異なる弾性に応じた樹状細胞の移動機構の解析2021
Author(s)
Ryosuke Takeuchi, Kentaro Baba, Yoshikazu Nagashima, Mizuki Sakai, Yasuna Higashiguchi, Hiroko Kambe, Kazunori Okano, Yoshihiro Ueda, Yuji Kamioka, Yoichiroh Hosokawa, Tatsuo Kinashi, Naoyuki Inagaki
Organizer
第44回日本分子生物学会年会
-
