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上皮細胞ラテラル領域におけるアクチン繊維流動”力”の機能解明

公募研究

研究領域上皮管腔組織の形成・維持と破綻における極性シグナル制御の分子基盤の確立
研究課題/領域番号 24112503
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
研究機関東北大学

研究代表者

山城 佐和子  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (00624347)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013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)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード一分子イメージング / アクチン細胞骨格 / 細胞運動 / 細胞接着 / 国際情報交換(アメリカ)
研究概要

細胞―基質間接着(接着斑)形成と細胞仮足の伸展は、がん細胞の運動能亢進や上皮の創傷治癒に重要である。細胞は、これらの構造でアクチン細胞骨格の発生する力を利用するが、力を非侵襲的に捉えることは難しく、「力」動態は不明な点が多い。一方、培養細胞仮足では、アクチン線維が絶え間なく求心的に移動するアクチン線維流動が存在する。線維流動はアクチン重合とミオシンによる牽引で駆動され、力の作用を可視化する指標となる。本研究では、まず、単分子スペックル顕微鏡法を改良し、最高精度の時空間分解能でアクチン流動を捉える技術を確立した。この手法により、培養繊維芽細胞において、接着斑がアクチン流動の速度と方向をサブミクロンスケールで複雑に変化させることを見出した。興味深いことに、接着斑前方では、アクチン線維は接着斑に集まるように速いスピードで流動した。この現象は、接着斑が周りのアクチンネットワークに作用し、自身の方向に流動を変化させていることを示唆する。細胞は、接着斑―アクチン流動相互作用を調節して、接着斑におけるメカノセンス機構の活性を制御している可能性がある。
これらの成果について、Molecular Biology of the Cell 誌において論文発表した。また、Journal of Biochemistry 誌にアクチン線維流動に関する総説を投稿中である。さらに、日本細胞生物学会大会(2013年6月、名古屋、シンポジウム口頭発表)において報告した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A new single-molecule speckle microscopy reveals modification of the retrograde actin flow by focal adhesions at nanometer scales.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro S, Mizuno H, Smith MB, Ryan GL, Kiuchi T, Vavylonis D, Watanabe N
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 25 号: 7 ページ: 1010-1024

    • DOI

      10.1091/mbc.e13-03-0162

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential actin-regulatory activities of tropomodulin1 and tropomodulin3 with diverse tropomyosin and actin isoforms.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro S, Gokhin DS, Sui Z, Bergeron SE, Rubenstein PA, Fowler VM
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular viewing of actin polymerizing actions and beyond: Combination analysis of single-molecule speckle microscopy with modeling, FRAP and s-FDAP (sequential fluorescence decay after photoactivation).2013

    • 著者名/発表者名
      Watanabe N*, Yamashiro S, Vavylonis D, Kiuchi T
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 55 号: 4 ページ: 508-514

    • DOI

      10.1111/dgd.12060

    • NAID

      40019735169

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New single-molecule speckle microscopy reveals modification of the retrograde actin flow by focal adhesions at nanometer scales2013

    • 著者名/発表者名
      山城佐和子
    • 学会等名
      第65回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Revisiting lamella hypo thesis and myosin II-induced actin disassembly using a high-resolution single-molecule speckle microscopy with a new actin p robe polymerizable to formin-assembled actin filaments2012

    • 著者名/発表者名
      山城佐和子
    • 学会等名
      アメリカ細胞生物学会年会
    • 発表場所
      アメリカ、サンフランシスコ
    • 年月日
      2012-12-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Improved Single-Molecule Speckle Microscopy Methods Which Enable To Analyze Dynamics of Various Cellular Actin Structures2012

    • 著者名/発表者名
      山城佐和子
    • 学会等名
      第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2012-05-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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