複数のモジュールで構成されるシグナル伝達経路の適応性、振動性及び周波数特性の解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22680024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 澤井 哲 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (20500367)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生体情報 / 振動

研究概要

複数の時間スケールで生じる適応的、振動的な細胞応答について細胞性粘菌のcAMP刺激にたいする細胞内cAMPの一過的な上昇を題材にとり、定量的な解析をおこなった。早い最初のピークが相対変化検出をおこない、絶対濃度にたいして変化した出力であり、かつ周波数応答性をもつのにたいし、後者は絶対濃度に依存すること、また前者が受容体レベルの修飾に依存するのにたいし、後者はアクチン重合を介したフィードバックによることを明らかにした。以上の性質と細胞間シグナリングの頑強性について考察した。

研究成果

• [雑誌論文] Phase geometries oftwo-dimensional excitable wavesgovern self-organized morphodynamicsof amoeboid cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Taniguchi, S. Ishihara, T. Oonuki,M. Honda-Kitahara, K. Kaneko and S.Sawai
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad.Sci. USA 巻: 110 ページ: 5016-5021. (Equalcontribution)
  • DOI: DOI:073/pnas.1218025110
• [雑誌論文] The green tea catechinepigallocatechin gallate (EGCG) blocks cell motility, chemotaxis and development in Dictyostelium discoideum. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. J. McQuade, A. Nakajima, A. N.Ilacqua1, N. Shimada and S. Sawai.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(3) ページ: e59275.
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0059275
• [雑誌論文] Robustness of Self-Organizing Chemoattractant Field Arising from Precise Pulse Induction of Its Breakdown Enzyme: A Single-Cell Level Analysis of PDE Expression in Dictyostelium. (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Masaki, K. Fujimoto, M.Honda-Kitahara, E. Hada and S. Sawai
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 104 ページ: 1191-1202
  • DOI: DOI:10.1016/j.bpj.2013.01.023
• [雑誌論文] The collective oscillations in developing cells: Insights from simple systems. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kamino, K. Fujimoto and S. Sawai
  • 雑誌名: Dev. Growth Diff. 巻: 53 ページ: 503-517
  • DOI: DOI:10.1111/j.1440-169X.2011.01266.x.
• [雑誌論文] The onset of collective behavior in social amoebae. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Gregor, K. Fujimoto, N. Masaki and S. Sawai
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 1021-1025
  • DOI: DOI:10.1126/science.1183415
• [学会発表] 細胞性粘菌の1細胞レヘルの cAMP応答における cAMP受容体のリン酸化の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井元大輔, 本多麻衣, 澤井哲
  • 学会等名: 第5回定量生物学の会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所、東京、日本
  • 年月日: 2012-11-25
• [学会発表] Phase response of the collective cAMP oscillations Dictyostelium discoideum and its implication to the adaptive properties (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Imoto & S. Sawai
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 大学東キャンハス、日本)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Processing and Self-organization in Developing Cell (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sawai
  • 学会等名: CDB Symposium 2012 on Quantitative Developmental Biology "Information
  • 発表場所: 理化学研究所、神戸、日本
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 生命システムの情報 処理 "Adaptive fold-change detection in chemotactic cells and its underlying network topology (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sawai
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス、兵庫、日本
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Single-cell level analysis of adaptive fold-changedetection in cAMP relay response (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kamino, Y. Kondo & S. Sawai
  • 学会等名: The annual International Dictyostelium conference (Dicty2011)
  • 発表場所: Radisson Cross Keys, ボルチモア、メリーランド州、米国
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] The adaptation of cAMP relay response in single Dictyostelium cells (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kamino, K. Fujimoto and S. Sawai
  • 学会等名: The 5th Annual Q-bio Conference on Cellular Information Processing
  • 発表場所: St. John's College, サンタフェ、 ニューメキシコ州、米国
  • 年月日: 2011-08-12
• [学会発表] Single-cell level analysis of adaptation in chemoattractantsignaling in Dictyostelium (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kamino & S. Sawai
  • 学会等名: International Conference on Systems Biology (ICSB2010)
  • 発表場所: EICC, エジンバラ、英国
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] 数理モデルとシミュレーション」"Single-cell level analysis of the adaptive cAMP response in Dictyostelium (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Sawai
  • 学会等名: CBI学会2010年大会オーガナイズドセッション
  • 発表場所: 学術総合センター 一橋記念講堂、東京、日本
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 「バイオイメージングと定量生物学」「倍変化検出型の応答 とその集団振動における役割」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 澤井哲
  • 学会等名: 第19回日本バイオイメージング学会シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス来往 舎、神奈川、日本
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] Quantitative biology of spatiotemporal dynamics in development" "Adaptation and de-adaptation kinetics underlying the synchronized oscillations in Dictyostelium (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Sawai
  • 学会等名: 第43回発生生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 京都国際会議場、京都、日本
  • 年月日: 2010-06-22
• [図書] 生細胞イメージング 細胞性粘菌(研究の新展開)モデル生物、創薬資源、バイオ (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤井哲
  • 総ページ数: 72-90
  • 出版者: アイピーシー出版
• [図書] 自己組織化の研究:細胞性粘菌の生物物理学 『細胞 性粘菌(研究の新展開)モデル生物、 創薬資源、バイオ』(阿部知顕、前田靖 男 編)第 8 章 p. (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島昭彦 澤井哲
  • 総ページ数: 423-454
  • 出版者: アイピーシー出版
• [図書] パターン形成リズムのデザイ ン細胞工学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澤井哲
  • 総ページ数: 1262-1267
  • 出版者: 秀潤社