上皮シート維持の分子機構

• Project Area: Cross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems
• Project/Area Number: 23111534
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 米村 重信 独立行政法人理化学研究所, 電子顕微鏡解析室, 室長 (60192811)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2012: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2011: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
• Keywords: 上皮シート / 損傷修復 / ミオシン / ATP / ギャプジャンクション / 死細胞 / アクトミオシンリング / タイトジャンクション / アドヘレンスジャンクション

Outline of Annual Research Achievements

隣接する細胞の死と生を認識するためのシグナルを明らかにするために、前年度の結果に加え、以下の実験を行い、成果を得た。
1: 細胞の死に際して細胞から放出され得る物質として生理的にも重要なものとしてATPがある。この重要性を確かめるために、ATPを速やかに分解するアピラーゼを培養液に加えたところ、アクトミオシンリングが形成されないことを観察した。しかし、アピラーゼのロットによることも分かり、その重要性は確かなものではないと言える。
2: ギャップジャンクションにおける物質伝達の阻害剤を培養液に添加してもアクトミオシンリングの形成と修復は全く阻害されなかった。しかし、阻害剤の効果が100%のものかどうかも疑問であるため、ギャップジャンクションが死のシグナル伝達に関与していないとまでは言えない。
3: 修復の終了のシグナルが生細胞への接着であるのか、アクトミオシンリングの収縮の完了であるのか、あるいはアクトミオシンリングは形成してから一定時間後に消失するものなのか、これらを明らかにするために、細胞が接着できない領域をパターンとして配置した特殊なガラスに細胞を培養し、接着できない領域に接している細胞一列を殺傷した。その結果、アクトミオシンリングは正常に形成され、その収縮の結果、細胞は接着できない領域まで動き、そこで止まったが、アクトミオシンリングは長時間維持されていた。一方、アクトミオシンリング形成後すぐに生細胞に接触できるようにすると、アクトミオシンリングが完全に閉じきらなくてもアクトミオシンリングは生細胞と接触した途端に消失することが観察された。これらのことは、生細胞との接触がアクトミオシンリングを消失させるシグナルとなっていることを強く支持する。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Homeostatic epithelial renewal in the gut is required for dampening a fatal systemic wound response in Drosophila (2013)
  • Author(s): Takeishi A, Kuranaga E, Tonoki A, Misaki K, Yonemura S, Kanuka H, Miura M
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 3 Issue: 3 Pages: 919-930
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2013.02.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss of N-cadherin from the endrothelium causes stromal edema and epithelial dysgenesis in the mouse cornea. (2012)
  • Author(s): Vassilev, V.
  • Journal Title: Investigative Ophthalmology and Visual Science Volume: 53 Issue: 11 Pages: 7183-7193
  • DOI: 10.1167/iovs.12-9949
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Talin couples the actomyosin cortex to the plasma membrane during rear retraction and cytokinesis. (2012)
  • Author(s): Tsujioka, M., Yumura, S., Inouye, K., Patel, H., Ueda, M. and Yonemura, S.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Volume: 109 Issue: 32 Pages: 12992-12997
  • DOI: 10.1073/pnas.1208296109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-formation of optic cups and storable stratified neural retina from human ESCs. (2012)
  • Author(s): Nakano T
  • Journal Title: Cell Stem Cell Volume: 10 Issue: 6 Pages: 771785-771785
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.05.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trichoplein and Aurora A block aberrant primary cilia assembly in proliferating cells. (2012)
  • Author(s): Inoko, A., …., Inagaki, M.
  • Journal Title: J. Cell Biol. Volume: 197 Issue: 3 Pages: 391-405
  • DOI: 10.1083/jcb.201106101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Snakeskin, a membrane protein associated with smooth septate junctions, is required for intestinal barrier function in Drosophila. (2012)
  • Author(s): Yanagihashi Y
  • Journal Title: J Cell Sci Volume: 125 Pages: 19801990-19801990
  • DOI: 10.1242/jcs.096800
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-formation of functional adenohypophysis in three-dimensional culture (2011)
  • Author(s): Suga H, Oiso Y, et al
  • Journal Title: Nature Volume: 480 Issue: 7375 Pages: 57-62
  • DOI: 10.1038/nature10637
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Joint morphology in the insect leg : evolutionary history inferred from Notch loss-of-function phenotypes in Drosophila (2011)
  • Author(s): Tajiri R, Misaki K, Yonenura S, Hayashi, S
  • Journal Title: Development Volume: 138 Issue: 21 Pages: 4621-4626
  • DOI: 10.1242/dev.067330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hippo pathway regulation by cell morphology and stress fibers (2011)
  • Author(s): Wada, KI, Itoga, K., et al
  • Journal Title: Development Volume: 138 Issue: 18 Pages: 3907-3914
  • DOI: 10.1242/dev.070987
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of afadin in barrier function and homeostasis of mouse intestinal epithelia. (2011)
  • Author(s): Tanaka-Okamoto, M. et al.
  • Journal Title: J. Cell Sci. Volume: 124 Issue: 13 Pages: 2331-2240
  • DOI: 10.1242/jcs.081000
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modulating F-actin organization induces organ growth by affecting the Hippo pathway (2011)
  • Author(s): Sansores-Garcia L
  • Journal Title: EMBO J Volume: 30 Issue: 12 Pages: 2325-2335
  • DOI: 10.1038/emboj.2011.157
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A mechanism of mechanotransduction at the cell-cell interface : Emergence of α-catenin as the center of a force-balancing mechanism for morphogenesis in multicellular organisms (2011)
  • Author(s): Yonemura, S
  • Journal Title: Bioessays Volume: 33 Issue: 10 Pages: 732-736
  • DOI: 10.1002/bies.201100064
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cadherin-actin interactions at adherens junctions (2011)
  • Author(s): Yonemura, S.
  • Journal Title: Curr Opin Cell Biol Volume: 23 Issue: 5 Pages: 515-522
  • DOI: 10.1016/j.ceb.2011.07.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neural crest-derived stem cells migrate and differentiate into cardiomyocytes after myocardial infarction (2011)
  • Author(s): Tamura Y, Matsumura K, Sano M, Tabata H, Kimura K, Ieda M, Ara Ti, Ohno Y, Kanazawa H, Yuasa S, Kaneda R, Makino S, Nakajima K, Okano H, Fukuda K
  • Journal Title: Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol Volume: 31 Issue: 2 Pages: 582-589
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2011.02.001
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Mechanosensing function of alpha-catenin in epithelial morphogenesis (2013)
  • Author(s): Yonemura, S
  • Organizer: BSCB BSDB joint meeting.
  • Place of Presentation: Coventry, UK
  • Year and Date: 2013-03-18
  • Invited
• [Presentation] Perception of the death of an adjacent cell in an epithelial sheet and the mechanism of cell junction development according to forces applied during wound closure movement. (2011)
  • Author(s): 米村重信
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Remarks] 電子顕微鏡解析室
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0203_support01.html
• [Remarks] 電子顕微鏡解析室
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/cmg/
• [Remarks]
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0203_support01.html