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2010 年度 実績報告書

細胞内蛋白質の時空間的ダイナミクス調節による細胞応答制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20200057
研究機関東北大学

研究代表者

大橋 一正  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (10312539)

キーワード細胞骨格 / Dronpa / イメージング / コフィリン / LIMキナーゼ / アクチン / シグナル伝達
研究概要

本年度は、細胞の運動促進時における細胞内アクチン濃度の時間変化を解析した。乳癌由来MCF7細胞に対してEGF様の増殖因子であるニューレグリンを添加し、細胞運動を促進すると一過的に葉状仮足を形成して移動を開始する。この刺激による細胞運動の前後において細胞内遊離アクチン濃度の変化を解析した結果、大きな濃度の減少を検出し、その変化量が細胞形態の変化の程度を決定していることを明らかにした。さらに、細胞内の葉状仮足、細胞質内における遊離アクチン濃度の濃度分布を時空間的に測定した結果、遊離アクチン濃度が局所的に高い部位は存在せず、重合するアクチンの供給は自由拡散に依存する可能性が示唆された。また、細胞内蛋白質が細胞骨格に対してどの程度のターンオーバー速度で結合・解離し、その速度にどのような意味があるかを明らかにするため、アクチン脱重合因子であるコフィリンの濃度について細胞内空間分布を測定した。その結果、コフィリンは非常に速いターンオーバー速度でアクチン線維に結合しており、また、コフィリンは遊離アクチンより速い速度で拡散していることから、ほとんどの分子が遊離状態にあることが明らかとなった。これらの結果から、コフィリンは、非常に早い速度でアクチン繊維と結合することにより動的なアクチン線維の脱重合を可能にしていることが示唆され、また、計画の一つである微小管の安定化に関わると考えられるFurryについても解析を行った結果、微小管のアセチル化を促進して安定化に寄与する可能性が示唆された。さらに、コフィリンの脱リン酸化酵素であるSlingshotのリン酸化による葉状仮足への局在化を解析した結果、Slingshotが葉状仮足先端部へ局在するためには少なくとも978番目のリン酸化が必要であることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of cofilin-actin and Ras-Raf interactions by bimolecular fluorescence complementation assays using a new pair of split Venus fragments2012

    • 著者名/発表者名
      Ohashi K, et al
    • 雑誌名

      Biotechniques

      巻: 52 ページ: 45-50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live-cell imaging of G-actin dynamics using sequential FDAP2011

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi, T, et al
    • 雑誌名

      BioArchitecture

      巻: 1 ページ: 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] LIM-kinase has a dual role in regulating lamellipodium extension by decelerating the rate of actin retrograde flow and the rate of actin polymerization2011

    • 著者名/発表者名
      Ohashi K, et al
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286 ページ: 36340-36351

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of spatiotemporal changes in G-actin concentration reveal its effect on stimulus-induced actin assembly and lamellipodium extension2011

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi T., et al
    • 雑誌名

      J.Cell Biol.

      巻: 193 ページ: 365-380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of p114-RhoGEF and Lfc in Wnt-3a- and Dishevelled-in duced RhoA activation and neurite retraction in N1E-115 mouse neuroblastoma cells2010

    • 著者名/発表者名
      Tsuji T., et al
    • 雑誌名

      Mol.Biol.Cell

      巻: 21 ページ: 3590-3600

    • 査読あり
  • [学会発表] Identification of cytochalasin D as an inhibitor of actin-cofilin interaction2011

    • 著者名/発表者名
      東海林和康, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-16
  • [学会発表] Furry is involved in bipolar spindle formation through Plk1 activation2011

    • 著者名/発表者名
      池田真教, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-15
  • [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in breast cancer cell migration2011

    • 著者名/発表者名
      日當竜一, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-15
  • [学会発表] Activation of LIMK1 by CaMKIIb is required for BDNF-induced dendritogenesis in rat cortical neurons2011

    • 著者名/発表者名
      北谷佳那恵, 他
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-15
  • [学会発表] Phosphorylation and activation of LIMK1 by CaMKIIbeta in BD NF-induced dendritogenesis2011

    • 著者名/発表者名
      大橋一正, 他
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都,国立京都国際会館
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Regulation of Slingshot-1 phosphorylation in SDF-1-induced T cell chemotaxis2011

    • 著者名/発表者名
      川村友理子, 他
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都,国立京都国際会館
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Identification and functional roles of Rho-GEFs that are involved in cell migration2011

    • 著者名/発表者名
      林文, 他
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都,国立京都国際会館
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Activation of LIMK1 by CaMKIIb is required for BDNF-induced dendritogenesis in rat cortical neurons2011

    • 著者名/発表者名
      大橋一正, 他
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      札幌,北海道大学
    • 年月日
      2011-06-28
  • [学会発表] Multipoit measurements of fluorescence decay after photoactivation of Dronpa-actin reveal spatial distribution of G-actin concentration between lamellipodium and cell body2011

    • 著者名/発表者名
      木内泰, 他
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      札幌,北海道大学
    • 年月日
      2011-06-28
  • [学会発表] メカノストレス応答に関わるRho-GEFの網羅的探索2010

    • 著者名/発表者名
      安彦日和, 辻拓史, 直塚萌, 大橋一正, 坂本直哉, 佐藤正明, 水野健作
    • 学会等名
      日本分子生物学会第10回春季シンポジウム
    • 発表場所
      宮城県松島
    • 年月日
      20100607-0608
  • [学会発表] 細胞内アクチンモノマー濃度と刺激依存的なラメリポディア形成との強い相関関係2010

    • 著者名/発表者名
      永井友朗, 木内泰, 大橋一正, 水野健作
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100519-0521
  • [学会発表] Regulation of Furry localization to spindle microtubules2010

    • 著者名/発表者名
      池田真教, 他
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in mechnotranduction of vascular endothelial cell2010

    • 著者名/発表者名
      安彦日和, 他
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] LIMK1 is required for BDNF-induced dendritogenesis through the PLCγ-CaMKII βsignaling pathway2010

    • 著者名/発表者名
      斉藤聡彦, 他
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] 細胞移動時の接着斑のターンオーバーにおけるSlingshotファミリーの機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      高橋克宣, 他
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] 細胞骨格再編成を介した器官形態の制御メカニズムの解析2010

    • 著者名/発表者名
      森田梨津子, 他
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
  • [備考]

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

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公開日: 2013-06-26  

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