2022 Fiscal Year Final Research Report
Development of optogenetics tools for manipulation of the actin cytoskeleton
Project/Area Number |
21K19220
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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Keywords | アクトミオシン / 光遺伝学 / 再構成 |
Outline of Final Research Achievements |
The actin cytoskeleton mainly composed of actin filaments and myosin molecular motors regulate various functions of animal cells including cell motility, division, and polarity establishment. Molecular biological studies have identified the key molecules regulating the actin cytoskeletal dynamics. However, the physical mechanism how these regulatory proteins modulate the actin cytoskeletal dynamics and drive cellular functions remains an open question in cell biology. To understand the mechanism, we designed an optogenetic tool that can manipulate actin polymerization. We succeeded in inducing actin polymerization in animal cells by photostimulation.
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Free Research Field |
生物物理学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
アクチン細胞骨格は動物細胞に普遍的に存在する高次構造体であり、細胞運動・分裂・極性形成など、生命活動に本質的な機能を生み出している。光遺伝学の発展によって、さまざまな種類の光操作ツールが開発されつつあるが、アクチン細胞骨格を直接操作できる光操作ツールの開発はまだ発展途上である。そこで我々は、シンプルで拡張性の高い設計で、アクチン細胞骨格を直接制御できる光操作ツールのデザインを提案した。我々の研究を発展させることで、細胞機能や発生過程を光で操り、本来の機能を抑制したり、本来備わっていない機能を発現させたりすることが可能になれば、基礎生物学から再生医療まで多方面への応用展開が期待される。
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