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2022 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 – 2024-03-31
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。本研究課題開始前の予備的な結果から、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た。2019年度までにMBLに滞在し、CPMおよびOI-DICを用いた測定を行った。その際にCPMについてはMBL側で不要となり、研究代表者の研究室に移送する許可を得た。それに伴いCPMについては2019および2020年度にかけて研究代表者の研究室に移送・設置を行い、これ以降は研究代表者の研究室でCPMの測定を継続している。一方、OI-DICを用いた計測については引き続きMBLに滞在して共同研究が必要であった。新型コロナウイルスの流行に伴い、2021年度はMBLを訪問できなかったが、2022年度にMBLを訪問しOI-DIC測定を行うことができた。現在、これまでの研究成果を英文国際誌に投稿する準備を続けている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルスの世界的流行に伴い2020および2021年度にMBLを訪問できなかったことは計画遂行に対して大きなマイナス要素となった。一方で、当初は計画していなかったCPMの日本への移設が可能となり、MBLに訪問できない時期にもCPMを使った研究は進展させることができた。OI-DICを使った測定は2022年度にMBLに訪問できたので遅れを挽回しつつあるが、全体的には当初の計画よりは「やや遅れている」と判断し、研究期間の延長手続きを行なった。

今後の研究の推進方策

当初、取得が必要と考えていた実験データは概ね取得を完了したので、今後は学会発表などを行い論文発表に向けて関連分野の研究者と議論を深める。また、論文の投稿を行い、査読者からのコメントに対応した研究を行う。さらに、研究の過程で細胞の形状に関する新たな知見を得たので、その研究も発展させる。

次年度使用額が生じた理由

2020および2021年度に新型コロナウイルス流行に伴い海外共同研究先を訪問・滞在できなくなったため、計画していた研究に遅れが生じた。2022年度には海外への渡航を行いある程度は挽回できたが、研究の完成には至らず、研究期間を延長した。2023年度は研究を完成させるための実験などにかかる費用、海外共同研究先の訪問、また、海外学会での成果発表と議論のために予算を使用し、計画していた国際共同研究を遂行する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2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] Armadillo repeat-containing kinesin represents the versatile plus-end-directed transporter in Physcomitrella2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Mari W.、Hakozaki Maya、Goshima Gohta
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41477-023-01397-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential accumulation of dynein and its regulatory proteins at the spindle region in the Caenorhabditis elegans embryo2022

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

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 11740

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15042-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The extra-embryonic space and the local contour are crucial geometric constraints regulating cell arrangement2022

    • 著者名/発表者名
      Seirin-Lee Sungrim、Yamamoto Kazunori、Kimura Akatsuki
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 ページ: dev200401

    • DOI

      10.1242/dev.200401

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formulation of Chromatin Mobility as a Function of Nuclear Size during C. elegans Embryogenesis Using Polymer Physics Theories2022

    • 著者名/発表者名
      Yesbolatova Aiya K.、Arai Ritsuko、Sakaue Takahiro、Kimura Akatsuki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 128 ページ: 178101

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.128.178101

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of cytoplasmic dynamics on dynein-dependent transport2022

    • 著者名/発表者名
      鳥澤嵩征、木村暁
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Quantification and modeling of chromatin dynamics inside the living cell.2022

    • 著者名/発表者名
      Akatsuki Kimura
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 国立遺伝学研究所細胞建築(木村)研究室

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/kimura

  • [備考] モータータンパク質「ダイニン」は、その制御因子群と細胞内で適切な順番で出会う

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2022/08/research-highlights_ja/rh20220711.html

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公開日: 2023-12-25  

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