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細胞内アクチン繊維及び再構成アクチン繊維の動的構造変化の検出

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 15H01325
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関九州工業大学

研究代表者

安永 卓生  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60251394)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード糸状仮足 / 細胞運動 / アクチン繊維 / ファシン / フィロポディア / 神経細胞 / クライオ電子顕微鏡法 / 電子線トモグラフィー法 / アクチン / 電子顕微鏡 / クライオ電子顕微鏡 / 細胞 / アクチン繊維束
研究実績の概要

細胞内及び再構成アクチン繊維を対象として、細胞運動に関わるその構造変化を捉える事を目的とるいして研究を進めた。フィロポディアは細胞運動の中で、細胞の運動の方向性を決定づける細胞内装置のひとつである。そこで、クライオ電子線トモグラフィー法を使い、神経細胞のフィロポディア(糸状仮足)の内部のアクチン繊維束の動態を、三次元構造としてナノメータ分解能で明らかにした。
その結果、約30本のアクチン繊維を単位としてフィロポディアが出来上がっていること、その束化因子であるファシンはアクチン繊維に周期的に、かつ、協働的に結合していることが分かった。更に、三次元構造の平均化を行い、架橋しているファシンの3-4ナノメータの分解能での構造を解き、三種類の結合部位を2:1の組とし、それぞれが隣り合ったアクチン繊維い結合し、架橋していることが分かった。そのうち、アクチン繊維束周辺では、隣にアクチン繊維がない場合でも、2つの結合部位側を利用して、アクチン繊維から周期正しく結合していることが観察された。このことは、アクチン繊維束を超えた協働的なアクチンの構造変化を示唆している。これらの結果から、フィロポディア内部におけるアクチン繊維束の形成メカニズムについて新たに提案する事ができた。
現在、更に、アクチン繊維の形成が誘導されているフィロポディア先端の構造解析を進め、その形状の違いを確認したところである。
上記以外に、継続中の研究として、第一に、査型電子顕微鏡を使い、毛乳頭細胞の三次元培養状態における細胞動態の観察手法を確立した。第二に、再構成アクチンフィラメントについて、ミオシンの結合有無、リガンドであるヌクレオチドによるアクチンフィラメントの構造変化を捉えることに成功している。これらは、更に、確度と精度を上げるべく継続的に研究を進めている。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Katanin p80, NuMA and cytoplasmic dynein cooperate to control microtubule dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Jin, Oz Pomp, Tomoyasu Shinoda, Shiori Toba, Takayuki Torisawa, Ken’ya Furuta, Kazuhiro Oiwa, Takuo Yasunaga, Daiju Kitagawa, Shigeru Matsumura, Takaki Miyata, Thong Teck Tan, Bruno Reversade & Shinji Hirotsune
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 39902-39902

    • DOI

      10.1038/srep39902

    • NAID

      120005997787

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Filopodia Formation by Cross‐linking of F‐actin with Fascin in Two Different Binding Manners2016

    • 著者名/発表者名
      S. Aramaki, K. Mayanagi, M. Jin, K. Aoyama, T. Yasunaga
    • 雑誌名

      Cytoskeleton

      巻: 73 号: 7 ページ: 365-74

    • DOI

      10.1002/cm.21309

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡法による運動性タンパク質の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      安永卓生
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会・年会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新型高圧 凍結装置を用いたクライオワーク フロー、及びCryo CLEM法の 活用と課題2016

    • 著者名/発表者名
      安永卓生
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会・学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 安永研究室HP

    • URL

      http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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