| 研究課題/領域番号 |
18K06217
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44010:細胞生物学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山城 佐和子 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (00624347)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 1分子イメージング / アクチン / 細胞内流動 / 細胞接着 / 定量的イメージング / 数理モデル / 接着斑 / 細胞運動 / 細胞内蛍光１分子顕微鏡 / 定量ライブイメージング / 数理モデル解析 / ミオシン / 一分子イメージング / ライブイメージング / アクチン細胞骨格 / メカノセンサー分子 |
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| 研究成果の概要 |
細胞の発生する力は、周囲を取り巻く微小環境に伝わり、移動、形態変化、増殖など様々な細胞機能に大きな影響を与える。本研究では、力伝達の機序を一分子レベルで明らかにするため、力を発生するアクチン細胞骨格と細胞外基質を繋ぐ接着斑分子の細胞内分子イメージングを行った。蛍光単分子スペックル顕微鏡を用いて主要な接着斑分子ビンキュリンとタリンの細胞葉状仮足における単分子イメージングを行った結果、これらの分子が、細胞仮足で広く観察されるアクチン求心性流動と同速度・方向で流動することを明らかにした。さらに、アクチン流動の新しい働きとして、流動に起因する分子勾配配置機構を実験と数理モデルにより明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生きた細胞の中で生体分子の動態を計測する定量的な蛍光バイオイメージングは、様々な生命現象の解明に用いられている。本研究では、細胞仮足で広く観察されるアクチン求心性流動の定量イメージングを行った過程で、汎用されるアクチン結合プローブが、細胞仮足の後方に偏る局在ミスを示すことを見出した。さらに、細胞内流動に起因する分子勾配配置モデルを考案し、アクチン結合型蛍光プローブが、アクチン流動の影響を受けて不正確な分布を示すことを実験と数理モデル解析により初めて明らかにした。本成果は生命科学分野における重要な注意喚起であるとともに、細胞内流動によって分子が濃度勾配を作るメカニズムの理解につながる発見である。
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