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構成的操作による微小管メカノネットワークシステムの原理解明

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0065
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関東京大学

研究代表者

矢島 潤一郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00453499)

研究分担者 道上 達男  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10282724)
小林 琢也  順天堂大学, 医学部, 特任研究員 (60468585)
須河 光弘  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード微小管 / アクチンフィラメント / キネシン / ミオシン / FRET張力センサー / FRET力センサー / 光ピンセット法 / 細胞骨格 / ダイニン / ミオシンミニフィラメント / FRET / 力センサー / メカノセンサー
研究成果の概要

細胞機能を統合する伝達システムの実態を明らかにするため、細胞骨格を主体とした「力学伝達システム」の可能性に着目した。細胞骨格間の張力を定量できるFRET張力センサーの開発を行い、細胞骨格である微小管やアクチンフィラメント間にはたらく力学特性やその結合タンパク質の力学特性を検討した。細胞骨格からなるネットワークの形態は、細胞骨格タンパク質、細胞骨格を架橋するタンパク質、細胞骨格に作用するモータータンパク質の濃度、及び、ATP濃度に依存した。以上のことより、細胞骨格である微小管やアクチンフィラメントは力学的なネットワークを形成し、そのネットワークが力学的に制御される可能性を示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞機能を統合する伝達システムとして、従来から多く調査されている化学信号伝達システムを補完する、もしくは統合して新たな伝達システムとなり得る細胞骨格を主体とした「力学伝達システム」の可能性を提示でき、学術的意義がある。これらの知見は、人工細胞の創製や再生医療における分子基盤に繋がることが期待でき、社会的意義も高い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Circular orientation fluorescence emitter imaging (COFEI) of rotational motion of motor proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, Tomoko Masaike, Nagisa Mikami, Shin Yamaguchi, Keitaro Shibata, Kei Saito, Fumihiko Fujii, Yoko Y Toyoshima, Takayuki Nishizaka, Junichiro Yajima.
    • 雑誌名

      Biochemical and biophysical research communications

      巻: 504 号: 4 ページ: 709-714

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.08.178

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] CYK4 promotes the flexibility in the sidward stepping by MKLP1 kinesin-62019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Maruyama, Mitsuhiro Sugawa, Masanori Mishima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      Mitotic Spindle symposium. From living and synthetic systems to theory
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Myosin minifilament-driven fragmentation of actin filaments triggers contraction of a disordered actin network2018

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、小礒由里加、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の張力と形から胚発生を考える2018

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第18回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FRET張力センサーを用いたツメガエル神経胚の張力観察2018

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CYK4 induces the large fluctuations of the left-handed rotational movement of dimeric kinesin-62018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Maruyama, Mitsuhiro Sugawa, Masanori Mishima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      Biophysical Society 62ND Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Autonomous structure formation and contraction of actomyosin regulated by contractile ring related cross-linking proteins (CRCPs).2017

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第61回米国生物物理学会
    • 発表場所
      ニューオリンズ(米国)
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Fragmentation of F-actin induces the contraction of the active network2017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Matsuda, Takuya Kobayashi, Mitsuhiro Sugawa, Yoko Y Toyoshima, Junichiro Yajima
    • 学会等名
      ASCB/EMBO 2017 meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Yeast cytoplasmic dynein’s small group takes a biased random walk toward the left-right2017

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、山口真、高木拓明、岩城光宏、柴田桂太郎、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Plus-end directionality present in kinesin conserved catalytic motor core2017

    • 著者名/発表者名
      山岸雅彦、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] The Fragmentation of Actin Filaments Induces the Contraction of the Active Network2017

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Actomyosin contraction with a contractile ring related cross-linker in ann vitro active gel model system2016

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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