細胞接着を担う細胞小器官の形と機能の関係の解明

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03518
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分90110:生体医工学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 出口 真次 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (30379713)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 細胞バイオメカニクス / 細胞接着 / 焦点接着斑 / 細胞小器官

研究成果の概要

非膜系細胞小器官の一つである焦点接着斑の三次元形状とその機能との関係について調べた。原子間力顕微鏡による測定から、焦点接着斑は平たい形状を有し、その高さは細胞の中心側に向かい階段状に高くなることを明らかにした。この階段状の高さ変化はアクチン架橋タンパク質のα-actinin-1と同程度であり、このタンパク質分子の数を減らすと階段が形成されないことから、この分子が層構造を作っていることを示した。この特殊な構造をもつことにより、焦点接着斑は力学的に安定な状態のままで細胞外基質との接着の役割を担うことができることも示した。焦点接着斑が細胞内で安定して存在し続けられる理由を初めて示すことができた。

自由記述の分野

細胞バイオメカニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞（間葉系細胞と呼ばれるもの）が、細胞外の構造物に対して接着し続けることができる理由を力学的観点から明らかにした。具体的には、細胞に力が作用したとしても細胞内でその力学的な負荷が低減され、無理なく接着構造を維持し続けられることを、多くの実験と計算を通して明らかにした。細胞に作用する力が細胞機能にとって重要であることは分かっており、本研究はその機能を果たす上での力学的な妥当性を明らかにした。