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2023 Fiscal Year Research-status Report

サルコメアは回転トルクを生み出すか?

Research Project

Project/Area Number 22K19407
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

武谷 立  宮崎大学, 医学部, 教授 (50335981)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鹿毛 陽子  宮崎大学, 医学部, 助手 (30776688)
三浦 綾子  宮崎大学, 医学部, 助教 (70710903)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Keywordsアクトミオシン / アクチン / サルコメア
Outline of Annual Research Achievements

生物の基本単位である細胞にとって、「力」はさまざまな動的機能の遂行に必須である。細胞内の「力」の発生装置でも、最も効率的でかつ広範に使用される装置の一つが、アクトミオシンである。本システムは、細胞が分裂する際の分裂溝の陥入や、細胞外基質への接着、そして細胞遊走といった細胞単位での動的機能に必須であるだけでなく、収縮に特化した筋細胞では規則正しいサルコメア構造をとることで、効率的に強い収縮力を得ることが出来、運動から呼吸・循環といった個体としての生命機能の本質を担っている。このアクトミオシンの相互作用は、アクチン線維の長軸方向に沿った強い収縮力を発生するのとは別に、アクチン線維軸回りのトルクをも生み出すことが示されている。これはアクチン線維の右巻き二重らせん状構造というキラリティに由来する。しかし、アクチン線維とミオシン線維が規則正しく配列した横紋筋サルコメアでは、アクチン線維はZ線を挟んで対称性に互いに反対方向を向いて位置するため、サルコメアにおける正味の回転トルクは打ち消されてしまう。その結果、サルコメア全体としては長軸方向の収縮力だけを生み出す。しかしながら、ある特定の条件下において回転トルクが解消されない場合には、一方向性のねじれを生じる可能性が想定される。本研究では、生体内におけるサルコメアの回転トルクが解消されない場面の探索をすすめ、その生理的場面における回転トルクの意義の解明を目指している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

アクトミオシン収縮装置であるサルコメアが非対称な形態をとった場合に、収縮と同時に回転トルクを生み出しているかどうかを培養細胞等を用いて検証を進めている。ねじれ成分の検出感度を上げるために、単細胞だけでなく細胞集合体や組織としてのねじれの検出を試みている。

Strategy for Future Research Activity

培養した単細胞レベルでなく細胞集合体や組織レベルでのねじれの検出が可能となれば、発達過程における臓器レベルの解析の実現可能性が期待できる。また、得られた実験データと理論計算データを統合化して、生体内におけるサルコメアの回転トルクの生理的意義の解明を目指す。

Causes of Carryover

COVID-19等の影響により実験動物の繁殖や実験者の移動等に影響があり、その後の繁殖状況に影響されたために期間前半で遅延が生じていたが、5類感染症移行により状況は改善した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, San Diego(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, San Diego
  • [Journal Article] Altered Fhod3 Expression Involved in Progressive High-Frequency Hearing Loss via Dysregulation of Actin Polymerization Stoichiometry in The Cuticular Plate.2024

    • Author(s)
      Boussaty EC, Ninoyu Y, Andrade L, Li Q, Takeya R, Sumimoto H, Ohyama T, Wahlin KJ, Manor U, Friedman RA.
    • Journal Title

      PLoS Genet.

      Volume: 20 Pages: e1011211

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1011211

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effectiveness of Interprofessional Education Based on the Case-and Communication-Based Approach.2024

    • Author(s)
      Yamamoto E, Kanaoka M, Nemoto T, Kinoshita Y, Takeya R, Yanagita T
    • Journal Title

      IAFOR Journal of Psychology & the Behavioral Sciences

      Volume: 9 Pages: 3

    • DOI

      10.22492/ijpbs.9.2.03

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Changes in TRPV1 Receptor, CGRP, and BDNF Expression in Rat Dorsal Root Ganglion with Resiniferatoxin-Induced Neuropathic Pain: Modulation by Pulsed Radiofrequency Applied to the Sciatic Nerve.2023

    • Author(s)
      Koshida T., Maruta T., Tanaka N., Hidaka K., Kurogi M., Nemoto T., Yanagita T., Takeya R., Tsuneyoshi I.
    • Journal Title

      Acta Medica Okayama

      Volume: 17 Pages: e0275751

    • DOI

      10.18926/AMO/65741

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アクチン重合因子フォルミンが支える生命機能とそのメカニズム2023

    • Author(s)
      1)武谷立
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] Activation mechanism of the actin-organizing formin Fhod1: a molecular modeling perspective.2023

    • Author(s)
      Mokhamad Fahmi Rizki Syaban, 武谷立
    • Organizer
      第7回黒潮カンファレンス
  • [Presentation] 心筋細胞におけるサルコメア崩壊がもたらす形態変化と細胞死2023

    • Author(s)
      鹿毛陽子,阪口修平, 武谷立
    • Organizer
      令和5年度日本生化学会九州支部例会
  • [Presentation] サルコメア恒常性の破綻がもたらす心筋細胞の形態変化と細胞死2023

    • Author(s)
      鹿毛陽子,阪口修平,武谷 立
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 舌筋におけるフォルミン蛋白質Fhod3の発現と分布2023

    • Author(s)
      中川光,武谷立
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] Unraveling the Action Mechanism of Fhod1:Insights from Molecular Modeling2023

    • Author(s)
      Mokhamad Fahmi Rizki Syaban,武谷立
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 遊走する肺胞マクロファージのアクチン細胞骨格制御におけるERMタンパク質の役割2023

    • Author(s)
      三浦綾子,實松史幸,武谷立
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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