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2019 年度 実施状況報告書

先端イメージング手法を用いた細胞核の配置メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0202
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

木村 暁  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (10365447)

研究分担者 五島 剛太  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (20447840)
鳥澤 嵩征  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 助教 (60749406)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
キーワード細胞核 / 細胞骨格 / 力 / 遠心偏光顕微鏡 / 方向非依存微分干渉顕微鏡
研究実績の概要

本研究課題の目的は、細胞核が細胞の中央に配置するメカニズムについて、米国Marine Biological Laboratory (MBL)・イメージンググループが保有する遠心偏光顕微鏡(CPM)や方向非依存微分干渉顕微鏡(OI-DIC)など、独自の先端イメージング手法を駆使して迫ることである。細胞核が細胞内で移動するメカニズムを明らかにするためには、細胞核の移動にかかる力を測定することが重要と考えた。予備的な結果から、これらの手法を用いることにより、細胞核が細胞内で移動する際の力を測定できることを見出している。2019年度にはMBLに滞在し、CPMおよびOI-DICを用いた測定を行った。その結果、力の測定に十分な質と量のデータを得たため、得られた結果を英文国際誌に投稿すべく、現在まとめの作業を行っている。また、MBL側の事情によりMBLがCPMを処分する方針だとの情報を得た。本研究課題の達成はCPMなしにはなし得ないため、MBLと交渉を行い、これまでの我々の研究実績を評価していただき、CPMを無償で譲渡いただけることになった。このため、2019年度にはCPMの日本への移設に向けた準備も行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年度には当初の計画通りMBLに滞在し、CPMとOI-DICを用いて期待された実験データを得ることができた。MBLがCPMを手放すことを決定したことは、当初の想定にはなかったが、CPMを日本に移設できたことにより、本研究課題の目的に向けてはより効率的に研究を進められる状況になっているため、順調と判断する。

今後の研究の推進方策

CPMについては、日本に移設し、セットアップを行い、当初計画していた測定を日本にて行う。日本にて実験を行えることにより、遺伝子機能欠損体などの観察が容易となり、目的達成に向けてより効率的に研究が進められると期待する。一方、方向非依存微分干渉顕微鏡(OI-DIC)についてはMBLにした存在しないので、引き続きMBLの共同研究者と連携して研究を進める。新型コロナウイルスの流行に伴い、2020年度の渡米計画は白紙となっている。2020年度はCPMの移設・セットアップ・実験を進め、2021年度に渡米しOI-DICなどを用いた研究を再開する。CPMを日本に移設できることから、研究目的達成に対する新型コロナウイルスの影響はほとんどない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Marine Biological Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Marine Biological Laboratory
  • [雑誌論文] The Generation of Dynein Networks by Multi-Layered Regulation and Their Implication in Cell Division2020

    • 著者名/発表者名
      Torisawa Takayuki、Kimura Akatsuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 8 ページ: 22

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.00022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cytoplasmic streaming drifts the polarity cue and specifies the cell polarity in Caenorhabditis elegans zygotes2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Kenji、Kimura Akatsuki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 887620

    • DOI

      10.1101/2019.12.23.887620

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 線虫胚で”人工細胞核を造る”に向けた我々の取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      第2回人工細胞核を創る会
  • [学会発表] Architectonics of the cell, as a crossroad of physics and genetics2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura A
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 基礎生物学における新発見にデータ同化はどう有用か?2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      科学基礎論学会2019年度秋の研究例会
    • 招待講演
  • [学会発表] 遠心偏光顕微鏡 CPM を用いた細胞内の力の定量化2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      定量生物学の会北海道キャラバン2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of physical forces that position the nucleus at the cell center in C elegans.2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura A
    • 学会等名
      Chromosome Dynamics 2019: An international symposium on chromatin and chromosome stability.
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞の構造計算と力学測定:線虫 C. elegans 胚における細胞核配置2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会12.0
  • [学会発表] 「力」に着目して分子の集団が細胞内の核配置を制御する仕組みを紐解く2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
  • [学会発表] Physical forces behind the spatial organizations of the cell2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 学会等名
      線虫研究の未来を創る会2019
  • [図書] 細胞建築学入門2019

    • 著者名/発表者名
      木村暁
    • 総ページ数
      127
    • 出版者
      工学社
    • ISBN
      9784777520954
  • [備考] 国立遺伝学研究所細胞建築研究室

    • URL

      http://cellarchlab.galaxy.bindcloud.jp/home_jp.html

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公開日: 2021-01-27  

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