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細胞の前後極性のリポソーム内再構成

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0179
研究種目

基盤研究(C)

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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

松岡 里実  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00569733)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード自己組織化 / 細胞極性 / イノシトールリン脂質 / リポソーム内再構成 / 自発性 / 細胞運動 / PI(3,4,5)P3 / PI3K / PTEN / 細胞内シグナル伝達 / 再構成
研究成果の概要

運動する真核細胞の前後極性形成に関わる細胞内シグナル伝達系が示す自己組織化現象をリポソーム内で再構成する実験系を構築した。この系の必須因子であるイノシトールリン脂質代謝酵素PI3KおよびPTENについて、酵素活性を失わずに精製し人工脂質リポソーム内に封入する技術を確立した。このリポソーム膜上でのPI(3,4,5)P3の時空間ダイナミクスを幅広い化学反応条件下でイメージング解析する再構成実験系の構築に成功した。現在までのところ細胞内で見られた自己組織化ダイナミクスの完全な再現には至っていないが、今後、再構成系を用いた必須因子スクリーニングを行うための基盤技術を確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の増殖や運動などの生命に本質的な細胞機能は細胞外環境によらずに発現する。これには細胞内部で自発的に生成するシグナルが利用される。こうしたシグナルの起源は分子そのものではなく分子間相互作用にあるため、還元論的実験のみではシグナル生成機構を解明できず、分子を1種類ずつ追加して分子間相互作用を積み重ねることによりシグナルが自発的に生成する過程を再現する構成論的な実験が不可欠となる。したがって、本研究で開発した各種の構成論的実験手法は、細胞内シグナル伝達系における自発的シグナル生成機構を解明するために不可欠な技術的基盤となる。

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

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Excitable dynamics of Ras triggers spontaneous symmetry breaking of PIP3 signaling in motile cells2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Seiya、Matsuoka Satomi、Ueda Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 132

    • DOI

      10.1242/jcs.224121

    • 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
  • [雑誌論文] Mutual inhibition between PTEN and PIP3 generates bistability for polarity in motile cells2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, S., Ueda, M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 4481-4481

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06856-0

    • 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] Mutual Inhibition between PTEN and PIP3 Generates Bistability for Polarity in Motile Cells2019

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Directed Cell Migration
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ras excitability governs self-organized localization pattern of signaling molecules for spontaneous migration2019

    • 著者名/発表者名
      福島誠也、松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Directed Cell Migration
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PI(3,4,5)P3代謝酵素PI3KおよびPTENの超解像イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、高木拓明、宮永之寛、上田昌宏
    • 学会等名
      第60回日本脂質生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mutual Inhibition between PTEN and PIP3 Generates Bistability for Cell Motility2018

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Oscillations and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutual Inhibition between PTEN and PIP3 Generates Bistability for Cell Motility2018

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Single Molecule Approaches
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutual Inhibition between PTEN and PIP3 generates bistability for cell motility2018

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting: Single Biomolecules
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イノシトールリン脂質代謝系の細胞内自己組織化現象の超解像イメージングによる解析2018

    • 著者名/発表者名
      松岡里実、高木拓明、福島誠也、宮永之寛、上田昌宏
    • 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] Excitable signaling network governs self-organized localization pattern for spontaneous cell migration2018

    • 著者名/発表者名
      福島誠也、松岡里実、上田昌宏
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Oscillations and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro reconstitution system for traveling waves of PIP32018

    • 著者名/発表者名
      松原瞳、松岡里実、上田昌宏
    • 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] 移動性細胞におけるPI(3,4,5)P3の非対称分布を安定化するPTEN-PI(4,5)P2ポジティブフィードバック機構2018

    • 著者名/発表者名
      好岡大輔、小手石泰康、奥野大地、松岡里実、井出徹、上田昌宏
    • 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] Ras依存的に作られるPIP3局在パターン形成の観察とモデル化2018

    • 著者名/発表者名
      福島誠也、松岡里実、上田昌宏
    • 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] Mutual inhibition between PTEN and PIP3 Regulates Excitability for Eukaryotic Chemotaxis2017

    • 著者名/発表者名
      Satomi Matsuoka, Masahiro Ueda
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences: Directed Cell Migration
    • 発表場所
      Galveston, Texas, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞運動における自発的シグナル生成の仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      松岡 里実、福島 誠也、上田 昌宏
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PIP3代謝に関わる分子の包括的な観察によるGTP型Ras依存的な局在パターン形成の解明2017

    • 著者名/発表者名
      福島 誠也、松岡 里実、上田 昌宏
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Polarized ArfA activation directs PTEN to posterior plasma membrane for eukaryotic cell migration2017

    • 著者名/発表者名
      出川 拓馬、松岡 里実、上村 陽一郎、上田 昌宏
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] in vitro 1分子イメージングによるPTEN-PI(4,5)P2相互作用の解析2017

    • 著者名/発表者名
      好岡 大輔、福島 誠也、奥野 大地、松岡 里実、井出 徹、上田 昌宏
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mutual Inhibition between PTEN and PIP3 Regulates Excitability for Eukaryotic Chemotaxis2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka S., Ueda M.
    • 学会等名
      Single-Cell Biophysics: Measurement, Modulation, and Modeling
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] in vitro 1分子イメージングによるPTEN-PI(4,5)P2 相互作用の解析2017

    • 著者名/発表者名
      好岡 大輔、福島 誠也、奥野 大地、松岡 里実、井出 徹、上田 昌宏
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PTENを介したArfGTPaseによる細胞運動の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      出川 拓馬、松岡 里実、森本 雄祐、上村 陽一郎、上田 昌宏
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mutual inhibition between PTEN and PIP3 Regulates Excitability for Eukaryotic Chemotaxis2016

    • 著者名/発表者名
      松岡里実,上田昌宏
    • 学会等名
      第6回日本細胞性粘菌学会例会
    • 発表場所
      上智大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Chemotaxis2016

    • 著者名/発表者名
      Satomi Matsuoka, Yukihiro Miyanaga, Masahiro Ueda
    • 総ページ数
      415
    • 出版者
      Springer
    • 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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