| 研究課題/領域番号 |
21K06150
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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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 細胞接着 / アクチン細胞骨格 / 蛍光１分子顕微鏡 / 定量生物学 / メカノバイオロジー / 細胞内1分子顕微鏡 / インテグリン / アクチン / 接着斑 / 細胞内定量解析 / シミュレーション / 細胞内１分子顕微鏡 / 細胞内蛍光１分子イメージング / アクチン線維流動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞-基質間接着（接着斑）形成と細胞仮足の伸展は、がん細胞の運動亢進や神経突起伸長に重要である。本研究では、求心性アクチン流動と接着斑の連関の生理的意義として以下の３つの作業仮説を設定し、これらを検証する。モデル1: アクチン流動が接着斑構成分子の集積に寄与する可能性。モデル2: 局所的なアクチン流動速度の違いにより、アクチンをアンチパラレルに編成する可能性。モデル3:アクチン流動に起因する接着斑分子の勾配配置が接着斑の編成に寄与する可能性。本研究は、動的なアクチンネットワークと細胞の足場構造である接着斑の相互作用を明らかしに、細胞運動の新たな分子メカニズムの理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
細胞は、接着構造を介して細胞の中の力を細胞外の構造に伝える。アクチン細胞骨格は、細胞内で力を発生しながら動くダイナミックな構造体である。接着装置は多様なタンパク質により構成されるが、動き続けるアクチン構造の動力を、どのように細胞外の構造に伝達するのかは不明であった。本研究では、米国リーハイ大学 Dimitrios Vavylonis 教授らと国際共同研究を行い、細胞内蛍光１分子顕微鏡と数理モデル解析により、架橋タンパク質が流動する線維と細胞の足場（基質）の間を繋ぐ過程で、流動力に引っ張られてタンパク質の一部がほどける（アンフォールドする）ことで、流動力を足場に伝達することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、タンパク質の一部が引っ張られてほどけながら、異なるスピードで動く2つの細胞構造の間を繋ぎ、動力を伝達することを明らかにした。外力によってアンフォールドする分子の機能は近年注目を集めており、外力の衝撃を和らげる緩衝材となる働きと、外力による伸縮に依存して結合パートナーとの親和性を変化させることで外力を伝えるメカノセンサーとしての役割が主に提唱されている。本成果は上記の２つの役割とは異なり、外力によって引き延ばされる分子の性質が動力の伝達を促進する新しい役割を見出した。細胞内の多様な構造はダイナミックに動きまわっており、本研究成果と似た機構で動力を構造間で伝達している可能性がある。
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