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細胞内で引き起されるシグナル伝達は、様々なシグナル伝達分子の時空間的な活性変化と細胞内構造の変化を伴いながら実行されていく。このような細胞内分子の動的な状態を測定し理解することは細胞内シグナル伝達、細胞応答を分子レベルで理解する上で重要な点である。しかし、これまで細胞内蛋白質の動的な状態をとらえることは非常に困難であった。本研究では、生細胞内で人為的に導入した蛋白質の局所における量とその変化をリアルタイムで測定する方法を開発し、生細胞内において蛋白質の動的状態の制御が担う役割を明らかにすることを目的とした。本年度は、細胞運動を制御するアクチン細胞骨格を主に対象として検討を行なった。アクチンは細胞内で重合と脱重合を常に繰り返して動的なアクチン骨格構造を形成しており、細胞の運動や形態変化においてアクチンの重合度が動的に変化することが重要であると考えられる。細胞運動においてアクチンの重合量がどのように変化しているかを生細胞内で追跡するために、可逆的光活性化蛍光蛋白質であるDronpaを用いて重合していない単量体アクチン量の変化を測定するFluorescent decay after photoactivation(FDAP)タイムラプス測定法を開発した。この方法によって刺激依存的な細胞移動における単量体アクチン量の変化について検討を行なった。その結果、増殖因子刺激直後に重合による一過的な単量体アクチン量の減少が観察され、刺激による仮足形成を始める前に単量体アクチンを一定のレベルに重合させ、その後仮足形成を始めることが明らかとなった。この結果は細胞の形態変化に新たなステップが存在することを示唆する重要な発見である。
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