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細胞膜ブレブの形成退縮に関わるシグナル伝達機構の解明

公募研究

研究領域数理解析に基づく生体シグナル伝達システムの統合的理解
研究課題/領域番号 17H06012
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 複合領域
研究機関九州大学

研究代表者

池ノ内 順一  九州大学, 理学研究院, 教授 (10500051)

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
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードブレブ / 細胞膜 / アクチン細胞骨格 / カルシウムイオン / 上皮間葉転換 / Rnd3 / RhoA / 双安定性 / 細胞質 / 細胞運動 / シグナル伝達
研究実績の概要

細胞膜は恒常的にアクチン細胞骨格に裏打ちされている。しかし、アクチン細胞骨格が一時的に細胞膜から乖離すると、細胞膜は突出する。この細胞膜の突出構造をブレブと呼ぶ。細胞死や細胞分裂に伴って受動的に形成されるブレブと異なり、近年、細胞は能動的にブレブを形成して方向性を持った運動することが明らかになった。ゼブラフィッシュの始原生殖細胞が移動する際にブレブを用いて移動していること(Blaser et al. Dev Cell 2006)が示されて以降、細胞性粘菌などの下等生物から、近年では、ヒトの癌細胞もブレブによって細胞が運動性を獲得すること(Liu et al. Cell 2015)が報告されている。いずれの細胞も、ブレブの形成と退縮を繰り返しながら運動する。しかしながら、その分子機構は不明な点が多い。私たちは、ブレブの形成・退縮に関わる分子機構の解析を進めてきた(Aoki et al. PNAS 2016)。これまでにブレブが形成されて細胞膜が拡大する時期においては低分子量Gタンパク質Rnd3がp190B-RhoGAPの活性化を介してRhoAの活性を抑制するのに対して、ブレブが退縮する時期においては、RhoAが活性化されて、ROCKがRnd3を直接リン酸化することによりRnd3を形質膜から排除するという、RhoAとRnd3の相互抑制機構が存在することを明らかにした。このRhoAとRnd3の双安定な活性化機構(Bistability)が、ブレブが形成と退縮を繰り返す双安定性の本質であるという説を提唱した(Aoki et al. PNAS 2016; Ikenouchi. Cell Cycle 2016)。本研究提案では、このモデルに基づいてブレブの数理モデルの構築を行った。また、ブレブの制御に関わる新たな分子機構の探索を進めた。

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

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Roles of membrane lipids in the organization of epithelial cells: Old and new problems.2018

    • 著者名/発表者名
      Ikenouchi J.
    • 雑誌名

      Tissue Barriers.

      巻: 6 号: 2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/21688370.2018.1502531

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] α-Catenin Controls the Anisotropy of Force Distribution at Cell-Cell Junctions during Collective Cell Migration.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa K, Himoto T, Mochizuki Y, Ikenouchi J.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 23 号: 12 ページ: 3447-3456

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.05.070

    • 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] Cell surface flip-flop of phosphatidylserine is critical for PIEZO1-mediated myotube formation2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Masaki、Hara Yuji、Okuda Masaki、Itoh Karin、Nishioka Ryotaro、Shiomi Akifumi、Nagao Kohjiro、Mori Masayuki、Mori Yasuo、Ikenouchi Junichi、Suzuki Ryo、Tanaka Motomu、Ohwada Tomohiko、Aoki Junken、Kanagawa Motoi、Toda Tatsushi、Nagata Yosuke、Matsuda Ryoichi、Takayama Yasunori、Tominaga Makoto、Umeda Masato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 2049-2049

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04436-w

    • NAID

      120006471161

    • 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] Adherens junctions influence tight junction formation via changes in membrane lipid composition.2018

    • 著者名/発表者名
      Shigetomi K, Ono Y, Inai T, Ikenouchi J.
    • 雑誌名

      J Cell Biol.

      巻: 217 号: 7 ページ: 2373-2381

    • DOI

      10.1083/jcb.201711042

    • 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] Regulation of the epithelial barrier by post-translational modifications of tight junction membrane proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Shigetomi K, Ikenouchi J
    • 雑誌名

      the Journal of Biochemistry

      巻: 163 号: 4 ページ: 265-272

    • DOI

      10.1093/jb/mvx077

    • 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
  • [雑誌論文] Emphatic visualization of sphingomyelin-rich domains by inter-lipid FRET imaging using fluorescent sphingomyelins2017

    • 著者名/発表者名
      1.Kinoshita M, Ano H, Murata M, Shigetomi K, Ikenouchi J, Matsumori N
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 16801-16801

    • DOI

      10.1038/s41598-017-16361-x

    • 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] 上皮細胞に存在する細胞膜構造の形成メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      池ノ内順一
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 上皮細胞の細胞膜構造形成における細胞膜脂質の役割2017

    • 著者名/発表者名
      池ノ内順一, 重富健太
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タイトジャンクション形成における細胞膜脂質の関与2017

    • 著者名/発表者名
      重富健太, 池ノ内順一
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞環境から解き明かすAJリモデリングの分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      樋本 拓也, 松沢 健司, 望月 優輝,池ノ内 順一
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 九州大学理学部生物学科代謝生理学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~taisha/ikelab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究代表者の研究室ホームページ

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~taisha/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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