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細胞の持つ力学特性を利用した細胞競合機構の理解

公募研究

研究領域細胞競合:細胞社会を支える適者生存システム
研究課題/領域番号 17H05621
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

松井 貴輝  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60403333)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード物理的力 / ゼブラフィッシュ / ライブイメージング / カルシウム / 細胞競合 / 力 / 上皮細胞 / 発生・分化
研究実績の概要

細胞競合は,適応度の異なる細胞が共存するときに,一方の細胞が勝者となり,他方の細胞(敗者)を組織から排除する現象である.近年,敗者-勝者が相互作用することで,様々なシグナルが活性化され異方的な力が発生することで,勝者細胞が敗者細胞を押し出すことが示されてきている.例えば,敗者細胞を取り囲む勝者細胞では,アクチンとミオシンからなるアクトミオシンリングが形成され,そのリングが巾着袋の口を締めるように収縮することで敗者細胞の排除が進むことが示されいる.これまでに研究代表者らは,非熱的に加工ができるフェムト秒レーザーの誘起衝撃力を利用して,ゼブラフィッシュ胚の上皮で起こる細胞競合で発生する物理的な力の大きさを定量評価し,約4kPaの力が発生していることを発見した(生体内力定量系の確立).しかも最近,研究代表者らは,アクトミオシンが収縮するよりも前に,敗者から勝者へ向けカルシウム波が伝播し,そのシグナルによってアクチン動態が変化して細胞の極性移動が起こることを見出した.さらに,そのカルシウム波の伝播には,メカノチャネルTRPC1,ギャップ結合,IP3受容体が関与することも突き止めた.以上の成果は,細胞競合を駆動する分子メカニズムを明らかにしただけでなく,シグナルが物理的な力へ変換される情報物理学的なメカニズムを明らかにしたことを意味しており,この研究領域の理解に貢献したと考えている.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calcium Wave Promotes Cell Extrusion2020

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Y、Narumi R、Akiyama R、Vitiello E、Shirai T、Tanimura N、Kuromiya K、Ishikawa S、Kajita M、Tada M、Haraoka Y、Akieda Y、 Ishitani T、Fujioka Y、Ohba Y、Yamada S、Hosokawa Y、Toyama Y、Matsui T、Fujita Y
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 号: 4 ページ: 670-681.e6

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.11.089

    • NAID

      120006960639

    • 関連する報告書
      2018 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] Shootins mediate collective cell migration and organogenesis of the zebrafish posterior lateral line system2019

    • 著者名/発表者名
      Urasaki Akihiro、Morishita Seiya、Naka Kosuke、Uozumi Minato、Abe Kouki、Huang Liguo、Watase Emiko、Nakagawa Osamu、Kawakami Koichi、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa、Inagaki Naoyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 12156-12156

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48585-4

    • NAID

      120006714315

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Horizontal Boundary Cells, a Special Group of Somitic Cells, Play Crucial Roles in the Formation of Dorsoventral Compartments in Teleost Somite2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Abe,Atsuko Shimada,Sayaka Tayama,Hotaka Nishikawa,Takuya Kaneko, Sachiko Tsuda,Akari Karaiwa,Takaaki Matsui,Tohru Ishitani,Hiroyuki Takeda
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 号: 3 ページ: 928-939

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.068

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of mechanical force required for cell extrusion in zebrafish embryonic epithelia.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada S, Iino T, Bessho Y, Hosokawa Y, Matsui T
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 6 ページ: 1575-1580

    • DOI

      10.1242/bio.027847

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] フェムト秒レーザーを利用した細胞競合現象における力学特性変化の定量評価2020

    • 著者名/発表者名
      松井貴輝
    • 学会等名
      レーザー学会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-01-27  

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