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オルガネラゾーン形成と成熟の数理モデリング

公募研究

研究領域細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
研究課題/領域番号 18H04874
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
研究機関京都大学 (2019)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018)

研究代表者

立川 正志  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (30556882)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード生物物理 / オルガネラ / パターン形成
研究実績の概要

ERにおいて翻訳された膜タンパク質や分泌タンパク質がゴルジ体へと送られる場所となるER Exit Site(ERES)が、どのように形成されるか、数理モデリングの手法を用いて調べた。前年度の結果より、低分子量Gタンパク質であるSar1-GTPとその活性化因子(GAP)であるSec23/24を中心にした2変数からなる反応拡方程式が適切なパラメタ値でSec23/24が集積する安定なドメインの形成すること、複数のドメインが独立に安定化することが示されている。一方、ERESはER膜の主に鞍状形態の部分に集積することが知られている。そこで、作成した反応拡散方程式のモデルを様々な曲面の上で解くことで、モデルにおけるSec23/24集積ドメインと膜形態の関係を調べた。結果、集積ドメインの成長率は膜のガウス曲率に依存すること、これまで作成したモデルのヴァリエーションの範囲内で、パラメタを変化させることにより、正のガウス曲率が集積ドメインを成長促進させる場合と負のガウス曲率(鞍状形態)が集積ドメインを成長促進させる場合との両方が実現することを示した。ERESはこの二つの場合のうち、負のガウス曲率により促進されている場合に相当すると考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018

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) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS72019

    • 著者名/発表者名
      Hanawa-Suetsugu Kyoko et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 4763-4763

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12738-w

    • 関連する報告書
      2019 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] Modeling the functions of condensin in chromosome shaping and segregation2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yuji、Mochizuki Atsushi、Kinoshita Kazuhisa、Hirano Tatsuya、Tachikawa Masashi
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 14 号: 6 ページ: e1006152-e1006152

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006152

    • 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
  • [学会発表] A computational approach for understanding the Golgi morphology2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tachikawa
    • 学会等名
      第56回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PHYSICAL MODELING OF FORMATION OF CELLULAR ORGANELLE2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tachikawa
    • 学会等名
      4th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゴルジ装置の自己組織化形成過程2018

    • 著者名/発表者名
      立川 正志
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physical Model Simulation of Golgi Reassembly Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      立川 正志
    • 学会等名
      International Workshop on Biological Membranes
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In silico reconstitution of the Golgi reassembly process reveals the self-organizing properties2018

    • 著者名/発表者名
      立川 正志
    • 学会等名
      FEBS Special Meeting. The 2018 Golgi Meeting: membrane trafficking in cell organization and homeostasis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 実験医学2018年8月号2018

    • 著者名/発表者名
      山本 一男、原 裕貴
    • 総ページ数
      148
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758125109
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 生体の科学2018年6月号2018

    • 著者名/発表者名
      栗原 裕基
    • 総ページ数
      95
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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