細胞周期に共役した細胞の形態形成に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14380325
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大矢 禎一 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20183767)
• 研究分担者: 園池 公毅 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (30226716)
• キーワード: 細胞周期 / イメージマイニング / 細胞形態 / 酵母 / 自動計測

研究概要

主として生物の細胞はそれぞれ種特有の形態を示すが、その多様な形態形成のメカニズムを解明することは生物学の大きなテーマの一つである。このような種特有の細胞形態は、厳密な形態制御機構によって維持されていることが明らかになってきている。真核モデル生物である出芽酵母においても、もともと楕円体に近い細胞形態が異常になる様々な遺伝子変異株が単離されたことにより、形態制御に関わる多くの遺伝子が明らかにされてきた。しかし、これらの遺伝子が互いにどのように連携して、均整のとれた楕円体の細胞を形成させるのか、そのメカニズムの全貌は未だ明らかではない。そこで我々は、全ゲノム配列が解読され、網羅的な遺伝子破壊株が既に構築されている出芽酵母を用い、その細胞形態及び細胞内構造の状態を細胞の写真から自動認識するイメージプロセシングプログラムを開発した。イメージプロセシングの過程において必要な作業は、細胞の外郭、核、及びアクチン細胞骨格をそれぞれFITC-ConA、Rh-ph、及びDAPI蛍光試薬を用いて三重染色し、各々の染色画像を撮影するだけである。この画像をプログラムで処理し、デジタル化することにより、FITC-ConAからは、細胞の大きさ、細長さ、芽の位置など、あらかじめ設定したパラメーターに基づく個々の細胞形態に関する情報を記述することができる。また、Rh-ph像からは、アクチン細胞骨格の細胞内局在に関する情報を、DAP像からは核の位置に関する情報を抽出することができ、細胞外郭の情報と組み合わせて分類することにより、細胞極性や細胞周期の進行についての情報も得ることが可能であった。

研究成果

• [文献書誌] Utsugi, T: "Movement of yeast 1、3-β-glucan synthase on the surface of the plasma membrane"Gene to Cells. 7. 1-9 (2002)
• [文献書誌] Dijkgraaf, G.J.P: "Involvement of Saccaromyces cerevisiae Fks1p in β-1,6-glucan bilsynthesis"Yeast. 19. 671-690 (2002)
• [文献書誌] Sekiya, -k. M: "Dissection of Upstream Regulatory Components of the Rho1p Effector"Genetics. 162. 663-676 (2002)
• [文献書誌] Nagai, Y: "Karyopherin-mediated Nuclear Import of the Homing Endonuclease, VDE, Is Required for Self-propagantion of the Coding Region"Mol. Cell. Biol.. 23. 1726-1736 (2002)
• [文献書誌] Abe, M: "Lack of GTP-bound Rho1p in Secretory Vesicles of Saccaromyces cerevisiae"J. Cell. Biol.. (in press). (2003)