ミオシン依存的‘力’によるアクチン代謝調節機構の単分子イメージング解析

• 研究課題/領域番号: 15K07045
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山城 佐和子 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (00624347)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 一分子イメーシング / 定量的イメージング / メカノセンシング / アクチン / ミオシン / 一分子イメージング / 接着斑 / 細胞運動

研究成果の概要

ミオシンは細胞内でアクチン細胞骨格に収縮力をもたらす。近年、ミオシン収縮力がアクチン線維寿命を調節する可能性が示唆されているが、力がアクチン線維の安定化または寿命短縮のどちらに作用するか、相反する結果が報告されており不明瞭であった。本研究ではこの問題を検証するため、蛍光単分子スペックル顕微鏡法を用いてアクチン動態解析を行った。ミオシン阻害剤ブレビスタチン添加前後のアクチン線維寿命を明らかにするため、連続的な時系列データより秒単位での線維寿命解析を行った。その結果、培養細胞ではミオシン阻害により線維寿命が短縮したことから、ミオシン活性はアクチン線維を安定化することを高い確度をもって明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Lehigh大学(米国)
• [国際共同研究] リーハイ大学(米国)
• [雑誌論文] Helical rotation of mDia1 generates actin filaments resistant to cofilin. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Hiroaki, Tanaka Kotaro, Yamashiro Sawako, Narita Akihiro, Watanabe Naoki
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An Infrared Actin Probe for Deep-Cell Electroporation-Based Single-Molecule Speckle (eSiMS) Microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro Sawako、Watanabe Naoki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 17 号: 7 ページ: 1545-1545
  • DOI: 10.3390/s17071545
  • NAID: 120006364080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overview of Single-Molecule Speckle (SiMS) Microscopy and Its Electroporation-Based Version with Efficient Labeling and Improved Spatiotemporal Resolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro Sawako、Watanabe Naoki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 17 号: 7 ページ: 1585-1585
  • DOI: 10.3390/s17071585
  • NAID: 120006364081
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell protrusion and retraction driven by fluctuations in actin polymerization: A two-dimensional model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryan Gillian L.、Holz Danielle、Yamashiro Sawako、Taniguchi Daisuke、Watanabe Naoki、Vavylonis Dimitrios
  • 雑誌名: Cytoskeleton 巻: 74 号: 12 ページ: 490-503
  • DOI: 10.1002/cm.21389
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 単分子可視化によるミオシン依存的アクチン脱重合の再検証とアクチンプローブの落とし穴：生細胞における局在ミス (2017)
  • 著者名/発表者名: 山城佐和子、田中聡一郎、谷口大相、Dimitrios Vavylonis, 渡邊直樹
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] The role of actomyosin contraction on actin filament stability revealed by using new easy-to-use single-molecule speckle (eSiMS) microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: 山城佐和子、田中総一郎、渡邊直樹
  • 学会等名: The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] ナノスケール単分子スペックル解析により明らかにする細胞仮足が「つかみ取る」しくみ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山城佐和子、田中総一郎、渡邊直樹
  • 学会等名: 第６８回日本細胞生物学会 第１１回日本ケミカルバイオロジー学会 合同大会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2016-06-15
  • 招待講演
• [学会発表] ナノスケール単分子スペックル解析により明らかにする細胞仮足が「つかみ取る」しくみ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山城佐和子、田中聡一郎、渡邊直樹
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-15
  • 招待講演
• [学会発表] The role of actomyosin contraction on actin filament turnover revealed by using new easy-to-use Single-Molecule Speckle (eS iMS) microscopy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sawako Yamashiro, Soichiro Tanaka, Naoki Watanabe
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09