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環境シグナル変動への適応における仮足伸長の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J00751
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
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

橋村 秀典  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞運動 / 仮足伸長 / 形態形成
研究開始時の研究の概要

アメーバは外部刺激に応じて仮足を伸ばし移動するが、このとき複数の仮足を形成する探索型と主に1つの仮足を形成する直進型が見られる。本研究では化学物質の勾配変化に応じた移動方向の変化や物理障害下での移動といった条件で仮足形成の型の違いが果たす役割の解明を目指す 。研究には走化性を示し細胞型ごとに異なる仮足形成を示す細胞性粘菌の2種の分化細胞を用いる。微小流路を用いて走化性物質の勾配を反転させた際の細胞の挙動や、迷路状の流路における走化性物質の発生源への到達時間や経路選択などを測定する。

研究実績の概要

本研究は細胞性粘菌(以下、粘菌)を用いて、細胞運動様式の違いの生理的意義を明らかにすることを目指している。本年度は野生型の測定に加え、細胞変形に重要なMyosinⅡを欠損した株をCRISPR/Cas9により作成し、その変異株を用いた運動測定を行なった。これまで行ってきた核を指標にした細胞追跡による速度の定量に加え、機械学習を用いた細胞輪郭の自動検出法を導入することで、細胞形状の定量解析を新たに実施した。粘菌の組織内には運動様式の異なる柄細胞と胞子細胞の2種が存在するが、細胞型識別プローブと細胞骨格の蛍光プローブを用いた多色蛍光イメージングにより、野生型の組織内では柄細胞がF-actin重合による仮足突出を活発に行い、胞子細胞より速く移動することがわかった。しかし、Myosin欠損株では両方の細胞型において仮足突出が抑えられ、運動速度も低下していた。野生型では組織が細長く伸長することで形態形成をが進行するが、ライトシート顕微鏡を用いた測定により、この時に細胞が組織内で水平方向の回転運動から鉛直方向への移動を行い、同時に組織上部から見たMyosinⅡの局在パターンがらせん状から同心円状に変化することがわかった。MyosinⅡ欠損株はこの組織伸長が行えないことから、分化細胞の仮足形態の違いにMyosinⅡが重要な役割を果たし、またMyosinⅡによる運動・形状の制御が組織形成に重要な役割を果たす可能性が示唆された。本研究では多色かつ高S/N比での測定が可能な蛍光プローブを複数開発したが、そのノウハウの共有やプラスミドの他の研究室への分譲を行い、蛍光を用いた測定法についての論文も投稿準備を進めている。開発したプローブを用いることで、計50種を超える分子の分化細胞における局在パターンを明らかにしており、現在それらの局在の違いによる仮足形態・運動様式への影響の解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 細胞性粘菌におけるシグナル伝達の高感度な可視化2023

    • 著者名/発表者名
      森本雄祐, 橋村秀典
    • 雑誌名

      月間「細胞」4月臨時増刊号

      巻: 734

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Calcium responses to external mechanical stimuli in the multicellular stage of Dictyostelium discoideum2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimura Hidenori、Morimoto Yusuke V.、Hirayama Yusei、Ueda Masahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 12428-12428

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16774-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of temperature on growth and development of dictyostelid slime moulds and its implication on the evolution of cold-tolerance2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimura, H., Kei Inouye.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.09.19.508496

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Collective Cell Movement Under Cell-Scale Tension Gradient at Tissue Interface2022

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, K., Hashimura, H., Kuwayama, H., Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtopographical guidance of macropinocytic signaling patches2021

    • 著者名/発表者名
      Gen Honda, Nen Saito, Taihei Fujimori, Hidenori Hashimura, Mitsuru J. Nakamura, Akihiko Nakajima, Satoshi Sawai
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118(50) 号: 50

    • DOI

      10.1073/pnas.2110281118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Talin B regulates collective cell migration via PI3K signaling in Dictyostelium discoideum mounds2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yamazaki, Hidenori Hashimura, Yusuke V. Morimoto, Yukihiro Miyanaga, Satomi Matsuoka, Yoichiro Kamimura, Masahiro Ueda
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 号: 2 ページ: 372-377

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.060

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micro-topographical guidance of macropinocytic signaling patches2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Gen、Saito Nen、Fujimori Taihei、Hashimura Hidenori、Nakamura Mitsuru J.、Nakajima Akihiko、Sawai Satoshi
    • 雑誌名

      bioRvix

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.08.29.273185

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] リーダー細胞に誘導される集団細胞回転2020

    • 著者名/発表者名
      松下勝義, 薮中俊介, 橋村秀典, 桑山秀一, 藤本仰一
    • 雑誌名

      交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集

      巻: 26

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞性粘菌の4色蛍光イメージングのためのプローブ開発2022

    • 著者名/発表者名
      橋村秀典, 桑名悟史, 中川日々紀, 安達智子, 杉田登代子, 藤代祥子, 澤井哲
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌の4色蛍光イメージングのためのツールキット開発2022

    • 著者名/発表者名
      橋村秀典, 桑名悟史, 安達智子, 杉田登代子, 藤代祥子, 澤井哲
    • 学会等名
      第12回日本細胞性粘菌学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞選別の2次元再構築系を用いた運動解析2021

    • 著者名/発表者名
      橋村秀典、藤森大平、安達智子、澤井哲
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会 第11回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌の発生における細胞間コミュニケーションの動態の研究2021

    • 著者名/発表者名
      橋村秀典
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会 第11回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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