集団的細胞運動における細胞ダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 15H04380
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 上野 直人 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 教授 (40221105)
• 研究分担者: 鈴木 誠 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 助教 (10533193)
• 連携研究者: 小山 宏史 基礎生物学研究所, 初期発生研究部門, 助教 (10530462) ; 佐野 雅己 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (40150263) ; 田中 求 京都大学, 物質―細胞統合システム拠点, 特定拠点教授 (00706814)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 胚葉形成 / 原腸形成

研究成果の概要

移動する細胞集団の力場を定量することによって、組織としての運動様式を理解することを目的とした。原腸形成時に移動する中胚葉を再現するためにSDF-1を用いた実験系を確立した。また、細胞膜や核の標識から個々の細胞の形態変化、相対的位置関係を、さらに牽引力顕微鏡を用いて移動する細胞集団の力場測定にも成功し、細胞が集団的に移動する際には、組織内での細胞の相対的位置が大きく変わり、また特定のLEM細胞だけが移動に必要な牽引力を産み出していることを明らかにした。また、カルシウム動態やその結果起こる膜突起形成、そしてそれによって生じる牽引力などを数理モデルに導入して、集団的細胞移動を理解する準備が整った。

研究成果

• [国際共同研究] University of Heidelberg/Centre for Organismal Studies(ドイツ)
• [国際共同研究] Icahn School of Medicine at mount Sinai(米国)
• [雑誌論文] Intracellular calcium signal at the leading edge regulates mesodermal sheet migration during Xenopus gastrulation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K., Yamamoto, T. S. and Ueno, N.
  • 雑誌名: Sci. Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 2433-2433
  • DOI: 10.1038/s41598-018-20747-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct intracellular Ca2+ dynamics regulate apical constriction and differentially contribute to neural tube closure. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Sato, M., Koyama, H., Hara, Y., Hayashi, K., Yasue, N., Imamura, H., Fujimori, T., Nagai, T., Campbell, RE., Ueno, N.
  • 雑誌名: Development. 巻: 144 号: 7 ページ: 1307-1316
  • DOI: 10.1242/dev.141952
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genes coding for Cyclin-dependent Kinase Inhibitors are Fragile in Xenopus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Tanaka*, Haruki Ochi, Shuji Takahashi, Naoto Ueno, and Masanori Taira.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 30055-0
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2016.06.019
  • NAID: 120006605591
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SHISA6 Confers Resistance to Differentiation-Promoting Wnt/β-Catenin Signaling in Mouse Spermatogenic Stem Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tokue M, Ikami K, Mizuno S, Takagi C, Miyagi A, Takada R, Noda C, Kitadate Y, Hara K, Mizuguchi H, Sato T, Taketo MM, Sugiyama F, Ogawa T, Kobayashi S, Ueno N, Takahashi S, Takada S, Yoshida S.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 8 号: 3 ページ: 561-575
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.01.006
  • NAID: 120005997826
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tracking dynamics of histone H3 lysine 9 acetylation in Xenopus laevis tail regeneration (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Takagi C, Miura S, Sakane Y, Sakuma T, Sakamoto N, Endo T, Kamei Y, Kimura H, Yamamoto T, Ueno N, Suzuki K
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: Vol.21 (4) 号: 4 ページ: 358-369
  • DOI: 10.1111/gtc.12349
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanical roles of apical constriction, cell elongation, and cell migration during neural tube formation in Xenopus, Biomechanics and Modeling in Mechanobiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Inoue, Makoto Suzuki, Tadashi Watanabe, Naoko Yasue, Itsuki Tateo, Taiji Adachi, Naoto Ueno
  • 雑誌名: Biomechanics and Modeling in Mechanobiology 巻: 15 号: 6 ページ: 1733-1746
  • DOI: 10.1007/s10237-016-0794-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physical association between a novel plasma-membrane structure and centrosome orients cell division. (2016)
  • 著者名/発表者名: Negishi, T., Miyazaki, N., Murata, K., Yasuo, H. and Ueno, N.
  • 雑誌名: eLife 巻: e16550
  • DOI: 10.7554/elife.16550
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differences in the Mechanical Properties of the Developing Cerebral Cortical Proliferative Zone between Mice and Ferrets at both the Tissue and Single-Cell Levels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka, A., Shinoda, T., Kawaue, T., Suzuki, M., Nagayama, K., Matsumoto, T., Ueno, N., Kawaguchi, A. and Miyata, T.
  • 雑誌名: Front Cell Dev. Biol. 巻: 25 ページ: 139-139
  • DOI: 10.3389/fcell.2016.00139
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Conservation of structure and function in vertebrate c-FLIP proteins despite rapid evolutionary change. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, K., Iwabe, N., Iwata, H., Imai, K., Takagi, C., Chiba, K., Shukunami, C., Tomii, K., and Ueno, N.
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Report 巻: 3 ページ: 175-189
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2015.08.005
  • NAID: 120005656531
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] G protein-coupled receptors Flop1 and Flop2 inhibit Wnt/β-catenin signaling and are essential for head formation in Xenopus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Negishi, T., Yamamoto, T.S., and Ueno, N.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 407 号: 1 ページ: 131-144
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.08.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] A unique membrane structure that determines the orientation of cell division (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野直人
  • 学会等名: Japan-Austria joint meeting “Understanding the logic behind developmental dynamics”
  • 発表場所: IST Austria（Klosterneurburg, Austria)
  • 年月日: 2017-03-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 動物発生のバイオメカニクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野直人, 鈴木誠, 根岸剛文
  • 学会等名: 日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2017-01-09
  • 国際学会
• [学会発表] A Novel Membrane Invagination Controls Oriented Cell Division in Ascidian Embryo. (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野直人
  • 学会等名: 18th International Congress of Developmental Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane dynamics of ascidion embryo controls the orientation of cell division (2016)
  • 著者名/発表者名: 上野直人
  • 学会等名: Japan-Austria joint meeting “Understanding the logic behind developmental dynamics”
  • 発表場所: IST Austria （Klosterneuburg, Austria)
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Measurement of force field during the collective cell migration of Xenopus embryonic cells (2016)
  • 著者名/発表者名: 上野直人
  • 学会等名: 16th International Xenopus Conference
  • 発表場所: Orthodox Academy of Crete (ギリシャ）
  • 年月日: 2016-08-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 器官形成におけるカルシウムダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 上野直人
  • 学会等名: 第13回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
  • 発表場所: ウインクあいち, 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] Cell and Tissue Dynamics of Neural Tube Formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoto Ueno, Makoto Suzuki, Hiroshi Koyama and Yasuhiro Inoue.
  • 学会等名: iCeMS International Symposium
  • 発表場所: Yoshida Campus, Kyoto University, 京都府京都市
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Calcium Dynamics Shapes the Neural Tube. (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoto Ueno and Matoko Suzuki
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Developmental Biology Conference
  • 発表場所: Xi-An, China
  • 年月日: 2015-09-13
  • 国際学会 / 招待講演