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2014 年度 実績報告書

細胞アセンブルに向けた力学場計測

公募研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 26106704
研究機関北海道大学

研究代表者

水谷 武臣  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (40451405)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード生物物理学 / 3次元計測 / 多細胞システム
研究実績の概要

胚発生過程では、細胞集団が移動することで器官のような3次元の形態を形成します。このとき、個々の細胞はランダムウォークするのではなく何らかの規則によって運動しなければなりません。本研究課題では、「細胞-基質間」、「細胞-細胞間」の力学場測定を通じて、細胞や細胞集団が3次元運動する際の法則を明らかにしてゆきます。本年度は、蛍光タンパク質融合細胞間接着タンパク質を細胞に発現させ、ライブイメージングを行いました。細胞間接着部間の蛍光強度プロファイルを解析することで、細胞間接着距離の時間変化つまり歪を定量化可能の方法を確立しました。その手法を用いて、細胞-細胞間が離れたもしくは縮まったという情報と細胞運動との対応を解析しています。また、細胞集団が運動する際の集団の先頭にくる細胞に着目し、後続の細胞との違いを生化学因子の観点から調べました。その結果、Rac1が先頭の細胞で有意に活性化され、さらに、インテグリンb1、PI3Kといったタンパク質も先頭の細胞の端に局在化することが判明しました。これらの因子に対する阻害剤を用いたところ、細胞集団の運動が阻害されました(2015 N. Yamaguchi, Scientific Reports)。また、個々の細胞に圧縮刺激(歪)を加えた時に、細胞がどのような応答を示すのかを調べました。細胞を圧縮すると、細胞の力を調節しているミオシン調節軽鎖の活性が減少しました。さらにミオシン調節軽鎖の活性の減少をもたらしたシグナル因子を探索したところ、RhoAのリン酸化が重要であることを明らかにしました(2015 K. Takemoto, Plos One)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の立案した実験計画に従い、細胞集団における細胞-細胞間の変形を評価することに成功しているため。

今後の研究の推進方策

当初計画していた通りに進めていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Leader cells regulate collective cell migration via Rac activation in the downstream signaling of integrin β1 and PI3K2015

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yamaguchi, Takeomi Mizutani, Kazushige Kawabata, Hisashi Haga
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 7656

    • DOI

      10.1038/srep07656

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compressive stress induces dephosphorylation of the myosin regulatory light chain via RhoA phosphorylation by the adenylyl cyclase/protein kinase A signaling pathway2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takemoto, Seiichiro Ishihara, Takeomi Mizutani, Kazushige Kawabata, Hisashi Haga
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10(3) ページ: e0117937

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0117937

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cellular communication in multi-cellular and 3D systems2015

    • 著者名/発表者名
      Takeomi Mizutani
    • 学会等名
      University of Texas Health Science Center Northeast (研究所内セミナー)
    • 発表場所
      University of Texas Health Science Center Northeast (USA, Texas, Tyler)
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-13
  • [備考] http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g3/index.html

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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