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2017 Fiscal Year Annual Research Report

The mechanism for the positioning of cell nucleus at the cell center

Research Project

Project/Area Number 15H04372
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

木村 暁  国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (10365447)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords細胞核 / 線虫 / 細胞骨格 / 力
Outline of Annual Research Achievements

(1)核移動に必要な力の測定:細胞核の中央配置のメカニズムとして報告者らが提唱していた「中心体-小胞綱引きメカニズム」 (Kimura K & Kimura A, 2011)はエンドソームやリソソームなど細胞内の小胞が微小管上を中心体方向に移動する際に、その反作用力として中心体を引っ張る力を発生し、その力によって中心体及び細胞核が細胞の中央へ移動するというものである。しかし、細胞内で中心体と細胞核の複合体を移動させるのに必要な力の大きさが不明であったために、小胞の移動が十分な力を提供できるかどうか不明であった。報告者らは線虫C. elegansの胚細胞に遠心力をかけながら観察が可能な遠心顕微鏡(米国MBL所有)によって、細胞核の移動に必要な力、および細胞が核の中央化のために発生している力を測定することに成功した。得られた値は「中心体-小胞綱引きメカニズム」で予想される力を整合性のあるものであった(論文投稿準備中)。
(2)細胞質流動による核の移動:報告者のグループで行っていた細胞質流動の解析(Kimura K et al., Nat Cell Biol, 2017)をきっかけとして、細胞質流動によって核が流されて移動する現象を見出した。この細胞質流動による核の移動は不安定で、核の配置機構に対する撹乱とみなせる動きであった。このことから、流動による撹乱と、微小管などに依存した制御される動きの両方が働いて、核の位置が安定的に決定される機構の存在が示された。これらを総合的に理解するために、複数の力発生機構によって核の配置がどのように決定されるか、総合的に理解する研究を進めた(未発表)。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] Marine Biological Laboratory(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Marine Biological Laboratory
  • [Journal Article] Tumor suppressor APC is an attenuator of spindle-pulling forces duringC. elegansasymmetric cell division2018

    • Author(s)
      Sugioka Kenji、Fielmich Lars-Eric、Mizumoto Kota、Bowerman Bruce、van den Heuvel Sander、Kimura Akatsuki、Sawa Hitoshi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Pages: E954~E963

    • DOI

      10.1073/pnas.1712052115

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An asymmetric attraction model for the diversity and robustness of cell arrangement in nematodes2017

    • Author(s)
      Yamamoto Kazunori、Kimura Akatsuki
    • Journal Title

      Development

      Volume: 144 Pages: 4437~4449

    • DOI

      10.1242/dev.154609

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reduction in chromosome mobility accompanies nuclear organization during early embryogenesis in Caenorhabditis elegans2017

    • Author(s)
      Arai Ritsuko、Sugawara Takeshi、Sato Yuko、Minakuchi Yohei、Toyoda Atsushi、Nabeshima Kentaro、Kimura Hiroshi、Kimura Akatsuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 3631

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03483-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Physical properties of the chromosomes and implications for development2017

    • Author(s)
      Sugawara Takeshi、Kimura Akatsuki
    • Journal Title

      Development, Growth & Differentiation

      Volume: 59 Pages: 405~414

    • DOI

      10.1111/dgd.12363

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Measurement of intracellular forces using centrifuge polarization microscope (CPM).2017

    • Author(s)
      Akatsuki Kimura
    • Organizer
      International Workshop on Quantitative Biology 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] バイオ画像解析支援をうけた細胞内の力発生メカニズムの理解2017

    • Author(s)
      木村暁
    • Organizer
      生命科学4プラットフォーム成果シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 細胞核はどうして細胞の中心に配置できるのか? -遺伝学、計算、マイクロデバイス、遠心顕微鏡を使った解析-2017

    • Author(s)
      木村暁
    • Organizer
      日本大学文理学部生命科学セミナー「細胞核機能の発現と制御」
    • Invited
  • [Presentation] Emergence and reversal of cytoplasmic streaming in the C. elegance nematode zygote.2017

    • Author(s)
      Akatsuki Kimura
    • Organizer
      International workshop on Active Soft Matter and Ethology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mechanism of spontaneous alignment of microtubules during meiotic cytoplasmic streaming in the C. elegans zygote.2017

    • Author(s)
      Akatsuki Kimura
    • Organizer
      Hierarchy of biological functions connected by concept of active matter
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A self-organization model for the emergence and reversal of meiotic cytoplasmic streaming in the C. elegans embryo.2017

    • Author(s)
      Akatsuki Kimura
    • Organizer
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2017 (SFS2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 核の細胞内配置を(数理モデルで)造る・(実験的に)操作する2017

    • Author(s)
      木村暁
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [Presentation] Cytoplasmic Streaming in the nematode, C. elegans.2017

    • Author(s)
      Akatsuki Kimura
    • Organizer
      Active Matter Workshop 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] APCは紡錘体を引っ張る力のブレーキ がん抑制遺伝子APCの新しい機能の発見

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2018/01/research-highlights_ja/20180119-2.html

  • [Remarks] 細胞核内のDNA密度と、分裂期染色体の凝縮度との間の種を越えた相関関係

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2017/12/research-highlights_ja/20171220.html

  • [Remarks] 初期胚発生過程における染色体の動きの変化を検出

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2017/12/research-highlights_ja/20171220-2.html

  • [Remarks] はじまりは卵の形だった~初期胚における細胞の配置パターンの決定機構~

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2017/11/research-highlights_ja/20171129.html

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-10-07  

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