2008 Fiscal Year Annual Research Report
画像解析プログラムおよび数理モデルを用いた、「細胞極性の方向」の制御機構の解明
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20770187
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
荒田 幸信 The Institute of Physical and Chemical Research, 細胞運命研究チーム, 研究員 (40360482)
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| Keywords | 細胞極性 / PARタンパク質 / 画像解析プログラム / 分子生物学 / 細胞生物学 / 発生生物学 |
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| Research Abstract |
我々の体を構成する細胞は極性を持っている。この細胞極性は、たとえば体の内側-外側といった体軸の方向にあわせて適切に方向付けされている。極性の方向が乱れると機能的な体の構造を維持することが出来ず、様々な疾患の原因になると考えられる。本研究の目的は多細胞生物において、細胞極性の形成機構およびその極性が方向付けされる分子機構を明らかにすることである。これまでに、C. elegansと言われる線虫の初期胚から細胞を取り出し、試験管内で培養する技術を用い、P2細胞と呼ばれる細胞の特徴を調べてきた。P2細胞は、単独で培養しても極性を形成するが、P2細胞の様々な位置にシグナル細胞を結合させても、細胞極性は常にシグナル細胞との接着部位に方向付けされることを見つけた。このP2細胞の極性形成では、PARと呼ばれる一連の極性タンパク質グループが機能していることを明らかにした。本研究では、PAR-2タンパク質に注目し、画像解析プログラムを用いて細胞内移動速度を正確に計測した。するとこP2細胞の細胞極性が方向付けされる過程で、タンパクの移動速度がシグナル細胞との結合部位に向かって早くなることを突き止めた。この結果から、細胞外のシグナル分子は、細胞内のタンパク移動速度を変化させ、細胞の極性を適切な方向に"引き込む"ことにより、極性の方向付けを行っていることが予想される。今後は、拡散方程式を用いた数理モデルにより、タンパクの移動が物理的な拡散によって起こっているのか、それとも積極的なタンパク輸送メカニズムが存在するかを明らかにする。
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