１次元細胞運動における核と細胞膜の協調移動機構の解明

阐明一维细胞运动中细胞核与细胞膜协调运动的机制

基本信息

批准号：
20KK0341
负责人：
末次志郎
金额：
$ 8.99万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021 至 2023
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0341/
关键词：
細胞運動生体膜

项目摘要

１次元、２次元、３次元運動の実験的解析米国共同研究チームでは、直径100 nm程度以上のポリスチレンファイバーをメッシュ状に編み込み、細胞外基質の繊維に相当する太さの人工繊維を得ることができる。研究では、米国共同研究先の作成したポリスチレンファイバーに、申請者らが渡航前に作成したIRSp53や関連因子のノックアウト細胞などを用い、米国共同研究先にて申請者と共同で１次元の細胞外基質での細胞運動の性質、特に、細胞膜と核の連結機構、を顕微鏡観察した。Haloタグアクチンを導入することで、アクチン重合速度を測定し、１次元では重合速度の亢進が見られることがわかった。１次元、２次元、３次元運動の理論的解析これまでの細胞運動の理論的な研究では、細胞は２次元の粘着性の平面膜に受動的に接着するものとして扱われてきた。したがって、本研究のような１次元の細胞外基質の細いファイバーに細胞が接着することは考慮されていなかった。一方で、高い膜曲率が、細胞の突出構造をどのように誘導するかについて理論的な考察によれば、細胞膜の細胞突出膜や陥入などの曲率構造に応じて、細胞内の分子集合が制御され、ついでアクチン細胞骨格が再構成され、細胞膜の突出膜が連続して形成され伝播する。本年度は、理論的考察を進め、細胞膜にかかる張力が突出膜形成に必要であることがわかってきた。この張力は細胞内のアクチン重合のみならず、ミオシンなどの分子モータによって誘導されることがわかってきた。

1-D，2-D和3-D运动的实验分析。美国协作研究团队已经能够将直径约为100 nm或更多的聚苯乙烯纤维编织到网格中，以获取与细胞外基质纤维相等的厚度的人造纤维。在这项研究中，我们使用了IRSP53和相关因素敲除细胞，由美国联合研究人员在旅行前创建，并且我们使用美国联合研究人员创建的多苯乙烯纤维进行了一维细胞外基质中细胞运动性质的微观观察，尤其是细胞膜和核连接的机理。通过引入晕核肌动蛋白，测量了肌动蛋白聚合速率，并发现聚合速率在一个维度上增加了。 1-，2和3维运动的理论分析先前对细胞运动的理论研究已将细胞视为被动地遵守二维粘性平面膜。因此，不考虑细胞对一维细胞外基质的薄纤维的粘附，如本研究中所致。另一方面，根据理论上的考虑，膜曲率如何诱导细胞突出结构，根据曲率结构（例如细胞突起膜和细胞膜的内知）控制细胞内的分子组装，然后将肌动蛋白细胞骨骼的内部和肌动蛋白的骨骼进行了构建，并构造了细胞膜的蛋白酶蛋白膜和膜膜状膜。今年，我们一直在进行理论考虑，并了解到对细胞膜应用的张力对于形成突出的膜是必不可少的。已经发现，这种张力不仅是由于细胞内的肌动蛋白聚合而引起的，而且还由分子电机（例如肌球蛋白）诱导。