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。

一维、二维、三维运动的实验分析美国联合研究小组将直径约100纳米以上的聚苯乙烯纤维编织成网状，得到厚度相当于细胞外基质纤维可以。在研究中，我们使用了申请人在前往美国联合研究伙伴创建的聚苯乙烯纤维之前创建的IRSp53和相关因子的敲除细胞，我们观察了细胞在基质上运动的性质，特别是连接机制。使用显微镜观察细胞膜和细胞核之间的情况。通过引入Halo标记的肌动蛋白，我们测量了肌动蛋白的聚合速率，发现聚合速率在一维上加速。一维、二维和三维运动的理论分析在以前的细胞运动理论研究中，细胞被视为被动附着在二维粘合平面膜上。因此，如本研究所示，没有考虑细胞与一维细胞外基质细纤维的粘附。另一方面，根据关于高膜曲率如何诱导细胞突出结构的理论考虑，根据细胞膜的曲率结构诱导细胞内分子聚集，例如细胞突出膜和内陷的调节，然后重组肌动蛋白细胞骨架。，细胞膜的突出膜不断形成并增殖。今年，我们推进了理论思考，发现施加到细胞膜上的张力对于形成突出膜是必要的。人们发现，这种张力不仅是由细胞内肌动蛋白聚合引起的，而且是由肌球蛋白等分子马达引起的。