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人工運動細胞を用いたブレブ駆動型アメーバ運動におけるアクチン高次構造の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J06827
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 生物物理学
研究機関北海道大学 (2018)
京都大学 (2017)

研究代表者

西上 幸範  北海道大学, 電子科学研究所, 助教

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードブレブ駆動型アメーバ運動 / アクチン / ミオシン / アクチン高次構造 / 人工細胞 / アメーバ運動 / ブレブ / アクチン結合タンパク質 / リポソーム
研究実績の概要

ブレブ駆動型アメーバ運動は組織中を移動する接着性真核細胞が一般に行う運動様式で、多くの生命現象において重要であることが示されている。生細胞を用いた研究からアクチン高次構造制御タンパク質がこの運動に重要であることが示唆されているが、このアクチン高次構造が細胞を構成するタンパク質や細胞膜などに対し具体的にどのように作用するのかは十分に理解されていない。そこで、本研究ではブレブ駆動型アメーバ運動を試験管内で再構築し、アクチン高次構造を任意に変化させることで、この構造と運動の関係を明らかにするとこを目的とする。
本年度は研究計画に従い前年度に作製、至適化したブレブ駆動型アメーバ運動試験管内再構築系に、数種類のアクチン高次構造を変化させるアクチン結合タンパク質を追加し、それぞれの運動に対する影響を調べた。アクチン結合タンパク質の追加によって、膜形状の非平衡揺らぎ特性や形状発展のモードが大きく影響を受けるということがわかった。また、これらの原因を調べるため、これらアクチン結合タンパク質を加えた際のアクチン溶液の粘弾性特性に関しても調べた。その結果、粘弾性特性が同等であっても膜形状の非平衡揺らぎや形状発展は異なるという状態が存在することを発見した。
本研究によって、アクチン結合タンパク質が膜の形状変化に大きな影響を与え、その際、粘弾性特性以外の要素の重要性が示唆された。次の目標は、その機構の詳細の解明である。そのためには、膜の粘弾性特性などを定量的に測定する必要がある。また、アクチン結合タンパク質の種類によって膜への封入可能な条件が異なるため、それぞれの状態を単純に比較することはできないということも問題点として挙げられる。今後、これらを改善することで本分野の大きな進歩があると期待される。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Influence of cellular shape on sliding behavior of ciliates2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Ohmura Takuya、Taniguchi Atsushi、Nonaka Shigenori、Manabe Junichi、Ishikawa Takuji、Ichikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Communicative & Integrative Biology

      巻: 11 号: 4 ページ: e1506666-e1506666

    • DOI

      10.1080/19420889.2018.1506666

    • 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] Simple mechanosense and response of cilia motion reveal the intrinsic habits of ciliates2018

    • 著者名/発表者名
      Ohmura Takuya, Nishigami Yukinori, Taniguchi Atsushi, Nonaka Shigenori, Manabe Junichi, Ishikawa Takuji, Ichikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 115 号: 13 ページ: 3231-3236

    • DOI

      10.1073/pnas.1718294115

    • NAID

      120006416185

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The neck deformation of <i>Lacrymaria olor</i> depending upon cell states2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Yanase, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa, Tohru Yoshihisa, Seiji Sonobe
    • 雑誌名

      Journal of Protistology

      巻: 51 号: 0 ページ: 1-6

    • DOI

      10.18980/jop.e001

    • NAID

      130006470716

    • ISSN
      2433-412X
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active Materials Integrated with Actomyosin2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ito, Masahiro Makuta, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 号: 10 ページ: 101001-101001

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.101001

    • NAID

      210000134517

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sliding behavior of ciliates near a wall2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Ohmura Takuya、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      Joint meeting of the Korean Society of Protistologists and Japan Society of Protistology
    • 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] Sliding behavior of tetrahymena pyriformis near a wall2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Ohmura Takuya、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      Joint meeting of the Phycological Society of America and the International Society of Protistologists
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繊毛虫の固液界面への集合2018

    • 著者名/発表者名
      西上 幸範、大村 拓也、 市川 正敏
    • 学会等名
      第 51 回日本原生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Statistical analysis of amoeboid locomotion on the constant photo-irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Fujiwara Hisanori、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      International conference on advances in physics of emergent orders in fluctuations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sliding behavior of ciliates, tetrahymena pyriformis and Paramecium caudatum, near a wall2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Ohmura Takuya、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      the 19th RIES-Hokudai Symposium 組 [so]
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遊泳繊毛虫の生存戦略2018

    • 著者名/発表者名
      西上 幸範
    • 学会等名
      第4回北大・部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A ciliate swimming near a wall2017

    • 著者名/発表者名
      Ohmura Takuya、Nishigami Yukinori、Manabe Junichi、Ishikawa Takuji、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      第4回領域会議「ゆらぎと構造の協奏」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 壁面付近における繊毛虫遊泳の実験と境界要素法を用いた数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      大村拓也, 西上幸範, 眞鍋準一, 石川拓司, 市川正敏
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微生物の行動に対する力学的アプローチ:壁面付近における繊毛虫遊泳2017

    • 著者名/発表者名
      大村拓也, 西上幸範, 市川正敏, 眞鍋準一, 石川拓司
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 流体力学から解き明かす微生物のふるまい:繊毛虫遊泳運動2017

    • 著者名/発表者名
      大村拓也, 西上幸範、市川正敏、眞鍋準一、石川拓司
    • 学会等名
      生物流体力学における基礎問題と応用問題
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 繊毛虫Tetrahymenaの水底への張り付き行動2017

    • 著者名/発表者名
      西上幸範, 大村拓也, 谷口篤史, 野中茂紀, 市川正敏
    • 学会等名
      2018年生体運動研究合同班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Swimming Behavior of Neutral Squirmer against Non-Slip Boundary2017

    • 著者名/発表者名
      Ohmura Takuya、Nishigami Yukinori、Manabe Junichi、Ishikawa Takuji、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous swimming of a ciliary microorganism adjacent to a wall2017

    • 著者名/発表者名
      Ohmura Takuya、Nishigami Yukinori、Manabe Junichi、Ishikawa Takuji、Ichikawa Masatoshi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of Amoeba proteus on constant photo-irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      西上幸範
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Amoeba proteus の光走速性2017

    • 著者名/発表者名
      西上幸範、藤原央典、市川正敏
    • 学会等名
      第50回日本原生生物学会大会第1回日本共生生物学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質一重膜に囲まれたアクトミオシン内包ドロップレットの変形と揺らぎの解析2017

    • 著者名/発表者名
      幕田将宏,西上幸範, 市川正敏
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質一重膜に囲まれたアクトミオシン内包ドロップレットの内部高次構造変化の解析2017

    • 著者名/発表者名
      幕田将宏,西上幸範, 市川正敏
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アクトミオシン内包ドロップレットの揺らぎ解析2017

    • 著者名/発表者名
      幕田将宏,西上幸範, 市川正敏
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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