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近年の研究により、細胞には外環境の機械的性質や力作用を感知し応答する「メカノセンシング機構」が備わっていることが明らかになってきた。しかしこれらの機械的刺激が、細胞メカノセンシングの中核を担う「細胞接着斑」の構造と機能を制御するメカニズムの理解は未だに不足している。先行研究から、接着斑の形成と崩壊の制御機構には細胞骨格の微小管が関わっていることが明らかになった。そこで本研究課題では、この微小管－接着斑クロストークのメカノセンシングにおける役割解明を目指した。
本年度は微小管－接着斑連結の下流で作用するシグナル伝達経路を同定する目的で、微小管結合能を持つRhoA活性化因子GEF-H1の活性化メカニズムについての解析を行った。顕微鏡観察によるGEF-H1のダイナミクス解析を行い、この分子の微小管上の動態を明らかにした。さらに、微小管脱重合剤、重合促進剤による機能阻害を行い、重合状態を変化させた微小管上のGEF-H1の動態についても検討した。また、Rho GTPase活性を可視化するプローブを用い、GEF-H1のダイナミクスとの相関関係について考察した。メカノセンシングによる細胞移動を誘導させる目的で、硬軟度グラディエントを持った細胞外基質を用いたところ、幾つかの細胞株において極性を持った細胞移動（デュロタキシス）が観察された。デュロタキシスを起こしている細胞内での分子ライブイメージングと分子機能阻害を現在行なっており、微小管－接着斑クロストークの関連因子との関係について調べている。本研究で着目した、GEF-H1とRho GTPaseは多くの癌細胞で過剰に活性化・発現していることが報告されているため、本研究をさらに推進することで、メカノセンシングの原理解明だけではなくメカノセンシングと癌発生との関連性についても新たな知見が得られると期待される。
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