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重力・外圧変動に対して細胞・組織形態が持つ頑強性の検証

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04967
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
研究機関東京大学

研究代表者

道上 達男  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10282724)

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
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード初期発生 / 力 / 細胞骨格 / 力学 / アフリカツメガエル / パターニング / 外圧 / 細胞張力 / 外圧変化 / 頑強性
研究実績の概要

2019年度においては、細胞骨格系のタンパク質の細胞内での過剰発現による組織・細胞の頑強性の増加の有無を検討した。初期胚に遠心加圧を付与した場合の影響を調べた。(a)2細胞胚に対して3時間程度の遠心加圧を与えたところ、卵割の遅延が認められた。このことは、遠心による初期胚への加圧が細胞周期に影響を与えることを示している。次に、この卵割遅延がアクチン、またはアクチン結合タンパク質であるアクチニンの微量注入によって緩和されるかどうかを調べた。アクチニンの微量注入では、卵割遅延を緩和することができなかったが、アクチンをあらかじめ微量注入した胚を遠心加圧した結果、若干ではあるが卵割遅延を緩和する結果を得た。このことは、細胞骨格系のタンパク質を細胞内で増やすことにより、外圧の影響を弱めることができることを示唆して おり、個体発生、あるいは一般的な細胞分裂においても、外圧の暴露に対して人為的に頑強性を高めることができる可能性を示している。
(b)外胚葉細胞シートにかかる外力に対する頑強性が、細胞骨格やその結合タンパク質の導入によって強められるかどうかを検討した。具体的には、シリコンチャンバー上に接着させた外胚葉細胞シートを伸展させると細胞群に張力がかかりシート形状が変化するが、この変化率がアクチン、アクチニンの注入により強められるかどうかを、これらのタンパク質を注入した胚から切り出したシートを用いて検討した。その結果、遠心加圧の実験と同様、アクチニン注入の有無で、細胞シートの伸展の大小に大きな差は見られなかったが、興味深いことに、アクチンを注入した胚から切除した外胚葉細胞シートでは、アクチン非注入の外胚葉細胞シートと比べて伸展度が低いことを見いだした。つまり、アクチン注入による細胞内の細胞骨格の量を増やすことで、外胚葉細胞の伸展刺激に対する頑強性が強められたことを示している。

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

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Latrophilin2 is involved in neural crest cell migration and placode patterning in Xenopus laevis.2019

    • 著者名/発表者名
      Yokote N., Suzuki-Kosaka Y. M., Michiue T., Hara T., Tanegashima K.
    • 雑誌名

      International Journal of Developmental Biology

      巻: 63 号: 1-2 ページ: 29-35

    • DOI

      10.1387/ijdb.180184kt

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FRET-based tension measurement across actin-associated mechanotransductive structures using Lima12018

    • 著者名/発表者名
      Hirano S, Yamamoto T, Michiue T
    • 雑誌名

      Int. J. Dev. Biol.

      巻: 62 号: 9-10 ページ: 631-636

    • DOI

      10.1387/ijdb.180110tm

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 力学的シグナルによる平面内細胞極性制御2019

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、道上達男
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メガエル胚において機械的刺激が予定プラコード分化を亢進する2019

    • 著者名/発表者名
      金島時、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ツメガエル胚の領域規定における細胞張力・細胞形状の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第五回幹細胞研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期胚の神経領域規定における物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエル初期発生の外胚葉パターニングにおける物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上 達男、金島 時、中桐悠一郞、山元 孝佳
    • 学会等名
      第90回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ツメガエル外胚葉パターニングにおける物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第13回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物神経板でのPCP形成における力学的シグナルの解析2019

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、道上達男
    • 学会等名
      第13回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アクチン結合タンパク質Lima1を用いたFRET張力センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の張力と形から胚発生を考える2018

    • 著者名/発表者名
      道上 達男
    • 学会等名
      東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 基礎からスタート 大学の生物学2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      9784785352417
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 生物学入門 第三版2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、上村慎治、増田建、道上達男(編)
    • 総ページ数
      298
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909520
    • 関連する報告書
      2019 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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