アクチン自己組織化によるアクチン細胞骨格の極性化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24770146
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 木内 泰 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70443984)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: バイオイメージング / アクチン細胞骨格 / アクチンダイナミクス / アクチン

研究概要

アクチン細胞骨格の自己組織的な再構成は、細胞の極性形成に重要である。本研究では、機械刺激時におけるアクチン重合因子mDia1によるアクチン細胞骨格の再構成機構を調べた。蛍光単分子可視化法によって機械刺激時にmDia1が活性化し、アクチン線維の伸長を引き起こしていた。この活性化はアクチン脱重合因子コフィリンの不活性化によって抑えられた。そこでs-FDAP法によって単量体アクチン濃度を測定したところ、約10%上昇した。これらの結果は、機械刺激によるアクチン線維の崩壊、単量体アクチン濃度の上昇、mDia1の活性化、アクチン細胞骨格の再構築といったアクチン細胞骨格の自己組織化機構の存在を示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] A new single-molecule speckle microscopy reveals modification of the retrograde actin flow by focal adhesions at nanometer scales. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro S, Mizuno H, Smith MB, Ryan GL, Kiuchi T, Vavylonis D, Watanabe N
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 巻: 25 号: 7 ページ: 1010-1024
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-03-0162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular viewing of actin polymerizing actions and beyond: Combination analysis of single-molecule speckle microscopy with modeling, FRAP and s-FDAP (sequential fluorescence decay after photoactivation). (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N*, Yamashiro S, Vavylonis D, Kiuchi T
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 55 号: 4 ページ: 508-514
  • DOI: 10.1111/dgd.12060
  • NAID: 40019735169
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaMKIIβ-mediated LIM-kinase activation plays a crucial role in BDNF-induced neuritogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Miyajima, K., Akatsuka, J., Kondo, H., Mashiko, T., Kiuchi, T., Ohashi, K.,Mizuno, K.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: (in press) 号: 7 ページ: 533-543
  • DOI: 10.1111/gtc.12054
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛍光単分子可視化と他の分子動態解析法の融合による細胞内アクチン重合機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊直樹,木内泰
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 第48巻第2号 ページ: 84-89
  • NAID: 10031194751
  • 査読あり
• [雑誌論文] F and G-actin homeostasis regulates mechanosensitive actin nucleation by formins (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashida C, Kiuchi T, Akiba Y, Mizuno H, Maruoka M, Narumiya S, Mizuno K, Watanabe N
  • 雑誌名: Nature Cell Biol 巻: 15(4) 号: 4 ページ: 395-405
  • DOI: 10.1038/ncb2693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distributed actin turnover in the lamellipodium and FRAP kinetics (2013)
  • 著者名/発表者名: Smith MB, Kiuchi T, Watanabe N, Vavylonis D
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: vol. 104 号: 1 ページ: 247-257
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2012.11.3819
  • 査読あり