ファイブロブラスト運動制御の画像解析とシミュレーション

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500198
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 倉田 博之 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (90251371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 裕之 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (80274562) ; 宮本 茂明 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (40219811)
• Keywords: 画像処理 / ファイブブラスト / 統計 / 共焦点顕微鏡 / 細胞運動 / バイオインフォマティクス

Research Abstract

現在、タンパク質に蛍光標織を行い、細胞内における分子の局在性や運動を視覚的に理解する研究が進んでいる。画像解析システムの発展は、細胞内現象を生きた状態でとらえる強力な技術の革新をもたらし、細胞内現象、特にシグナル伝達への理解がより一層深まるとともに、タンパク質同士の結合や、局在のメカニズム解明に大きな手がかりを与えることが期待される。
環境からの刺激に応答して、方向性を持って運動することは重要な生命現象であり、細胞運動を制御するシグナル伝達系の解明は発生、器官形成、カンの治療など重要な影響を与える。我々はソフトウェァmatlab使って、ファイブロブラスト細胞運動を制御するシグナル伝達系の解明ために画像解析を行った。細胞運動は進む方向に糸状仮足という束化されたアクチン線維からなる細長い突起を出して方向を探る。葉状仮足という枝分かれ状の構造を構築することで運動を行う。葉状仮足形成を引き起こすにはWAVE2がRacによって活性化されることが重要である。WAVE2は直接Racに結合できないため、WAVE2とRacに同時に結合できるIRSp53を介して、活性化したRacにWAVE2を結合させる事が分かった。しかし、WAVE2とIRSp53は糸状仮足形成には対してどのような作用あるのかは、不明点な点が多い。私たちは、WAVE2とIRSp53がそれぞれの蛍光標識された連続写真からコンピュータによる画像解析を行った。Matlabを使って、画像がバイナリイメージ化しました、画像は数字による行列陣をなる。必要の情報だけを取り出し、WAVE2とIRSp53の位置を確定し、WAVE2とIRSp53の追跡を行った。WAVE2とIRSp53は細胞の葉状仮足に形成を引き起こすだけではない、糸状仮足形成に、WAVE2とIRSp53が明らかに関与することがわかった。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Kurata, Rei Iwasaki: "Map-based dynamic simulation of biochemical networks."Genome Informatics Series. 14. 270-271 (2003)
• [Publications] Weijiang Li, Hiroyuki Kurata: "Automatic Visualizing System for Large-Scale Biochemical Maps."Genome Informatics Series. 14. 388-389 (2003)