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細胞の力覚応答におけるSoloの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J03455
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 細胞生物学
研究機関東北大学

研究代表者

藤原 佐知子  東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードメカニカルストレス / Rho-GEF / 細胞骨格 / 細胞力覚
研究実績の概要

本研究は、血管内皮細胞を始めとする上皮細胞のメカノセンシングの分子機構の解明を目的とする。血管内皮細胞の力覚応答に必要なRhoファミリー活性化因子(Rho-GEF)として同定したSoloに着目し研究を推進し、下記の成果を得た。
1. Soloとケラチンの結合および局在解析:これまでにSolo結合蛋白質の探索を質量分析により行い、ケラチン8/18を同定していた。そこでSoloの各種欠失変異体を作製しケラチンとの結合について、共沈実験により詳細に検証した結果、Soloが少なくとも3箇所でケラチンと結合することを見出した。また高感度共焦点顕微鏡を用いた局在解析により、Soloが細胞基質接着面でケラチンと部分的に共局在することを明らかにした。
2. Soloが細胞骨格に及ぼす影響:上皮細胞を用いて、Soloの過剰発現や発現抑制がケラチン骨格およびアクチン骨格に及ぼす影響を検証した。Soloの過剰発現は、太いストレスファイバーと太いケラチン繊維の形成が促進した一方で、Soloの発現抑制はストレスファイバーの消失とケラチン繊維の不規則な分布を引き起こすことを見出した。
3. 細胞局所への力負荷試験によるSoloおよびSolo結合蛋白質の機能解析:機械的刺激で誘発されるアクチン骨格の再構築をリアルタイムで可視化解析できる系として、シリコーン膜を利用した細胞-基質接着面の引張による引張り刺激負荷試験系を確立した。Soloの発現抑制、不活性型Soloの過剰発現、またケラチンの発現抑制によって、上皮細胞の引張刺激依存的なストレスファイバー形成が抑制されることを明らかにした。
以上の結果から、Soloはケラチン繊維と複数部位で相互作用することにより、メカニカルストレス依存的なRhoAの活性化に関与し、アクチン繊維とケラチン繊維の再構築に寄与することが示唆され、上皮細胞の力覚応答の新たなシグナル伝達機構の存在が明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interplay between Solo and keratin filaments is crucial for force-induced stress fiber reinforcement.2016

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, S., Ohashi, K., T. Mashiko, Kondo, H., Mizuno, K.
    • 雑誌名

      Mol. Biol. Cell

      巻: 27 号: 6 ページ: 954-966

    • DOI

      10.1091/mbc.e15-06-0417

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rho-guanine nucleotide exchange factors involved in cyclic stretch-induced reorientation of vascular endothelial cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hiyori Abiko*, Sachiko Fujiwara*, Kazumasa Ohashi, Ryuichi Hiatari, Toshiya Mashiko, Naoya Sakamoto, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno (* co-first authors)
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 印刷中 ページ: 1683-1695

    • DOI

      10.1242/jcs.157503

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メカノストレス応答に寄与するRhoGEF, Soloの上皮細胞集団の秩序化における機能2016

    • 著者名/発表者名
      大橋一正、藤原佐知子、酒井高輝、安彦日和、近藤洋志、増子寿弥、水野健作
    • 学会等名
      生体運動合同班会議2016
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rho-GEF Soloによる細胞骨格の制御と力覚応答における機能2015

    • 著者名/発表者名
      藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、近藤洋志、佐藤正明、水野健作
    • 学会等名
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic reordering of actin cytoskeleton in mechanical force-induced cell responses2015

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mizuno, Sachiko Fujiwara, Kazumasa Ohashi
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solo, a Dbl-related Rho-GEF, regulates the force-induced RhoA activation and cytoskeletal remodeling2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Fujiwara, Kazumasa Ohashi, Toshiya Mashiko, Hiyori Abiko, Kensaku Mizuno
    • 学会等名
      The 2nd International Meeting for Epithelial Tubulology
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2015-08-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of Solo, a Rho-GEF involved in mechanotransduction, in the dynamical ordering of epithelial cell populations2015

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Ohashi, Sachiko Fujiwara, Toshiya Mashiko, Hiyori Abiko, Kensaku Mizuno
    • 学会等名
      The 2nd International Meeting for Epithelial Tubulology
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2015-08-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RhoA/RhoC 特異的GEF であるSolo の力覚応答における役割2015

    • 著者名/発表者名
      大橋一正、藤原佐知子、増子寿弥、安彦日和、佐藤正明、水野健作
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rho-GEF Soloによるアクチン繊維と中間径フィラメントの制御とメカノセンシングにおける機能2015

    • 著者名/発表者名
      藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、水野健作
    • 学会等名
      第81回日本生化学会東北支部会例会
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of Solo, a guanine nucleotide exchange factor for RhoA/RhoC, involved in mechanotransduction2015

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Ohashi, Sachiko Fujiwara, Toshiya Mashiko, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno
    • 学会等名
      Pre-Symposium of HeKKSaGOn on Mechanobiology
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF RHO-GEFS INVOLVED IN CYCLIC STRETCH-INDUCED REORIENTATION OF VASCULAR ENDOTHELIAL CELLS2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Fujiwara, Hiyori Abiko, Kazumasa Ohashi, Toshiya Mashiko, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      三重県志摩市
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し伸展刺激依存的な血管内皮細胞の配向に関わるRho-GEFの同定と機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      増子寿弥、藤原佐知子、近藤洋志、安彦日和、佐藤正明、大橋一正、水野健作
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of Solo as a Rho-GEF involved in mechanosensing2014

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Fujiwara, Toshiya Mashiko, Hiroshi Kondo, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
    • 学会等名
      International Symposium on Mechanobiology 2014
    • 発表場所
      岡山県岡山市
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院 生命科学研究科 情報伝達分子解析分野ホームページ

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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