| 研究課題/領域番号 |
18K19328
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
中田 隆夫 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50218004)
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| 研究分担者 |
稲葉 弘哲 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (80791334)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 光遺伝学 / クライオ電子線トモグラフィ / Rac1 / 葉状仮足 / RAC1 / アクチン細胞骨格 / クライオ電子線トモグラフィー |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光遺伝学とクライオ電子線トモグラフィを組み合わせることで葉状仮足形成におけるアクチン細胞骨格ネットワークの経時的変化を超時空間分解能で解析することを目指した。葉状仮足の形成は低分子量Gタンパク質Rac1の光スイッチで誘導し、そのタイムコースを共焦点レーザー顕微鏡で観察した。また、COS-7細胞を急速凍結し、その細胞辺縁部をクライオ電子顕微鏡で連続傾斜像を取得し、三次元断層像を再構成した。これにより、細胞膜や微小管、リボソーム、アクチン線維の可視化に成功した。さらに、細胞膜や微小管、リボソームについては、ディープラーニングによる自動抽出にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
葉状仮足は枝分かれが豊富なアクチン線維のネットワークからなり、器官形成や創傷治癒、癌の浸潤転移などにおける細胞の移動において重要な役割を担うため、そのアクチンネットワークの再構成過程を詳細に観察することは、細胞生物学的にも病理学的にも意義がある。クライオ電子線トモグラフィによる細胞内構造の可視化は、まだ先行例が少ないが、今後益々重要な技術となることは間違いない。本研究期間中には到達できなかったが、光遺伝学によって電子顕微鏡の弱点である時間軸の導入を達成できれば、学術的に大きな意義がある。
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