足場の硬さ感知によるアメーバ細胞の移動方向決定

通过感测支架的刚度确定变形细胞运动的方向

基本信息

批准号：
20H03227
负责人：
岩楯好昭
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アメーバ細胞は自身が接着している足場の硬さを感知する(rigidity sensing)。例えば幹細胞は硬い足場の上では骨芽細胞に、柔らかい足場の上では神経細胞に分化する。広義のアメーバ運動は原生生物アメーバから高等動物の神経ネットワーク構築や創傷治癒に至るまで普遍的に見られる現象である。アメーバ細胞は、線維芽細胞や神経細胞など毎分１マイクロメートルほどの速さでゆっくり動く細胞種と好中球や細胞性粘菌アメーバなど毎分１０マイクロメートルほどの高速で動く細胞種に分類される。遅いタイプのアメーバが足場の硬い方向へ向かうことが知られている。一方、速いタイプのアメーバの rigidity sensing は最近まで知られていなかった。代表者らは過去、速いタイプのアメーバが足場の柔らかい方向へ向かう新規の rigidity sensing を発見した。本研究の学術的な「問い」は速いタイプのアメーバがどうやって柔らかい方向に向かうのか？である。本研究の目的は、アメーバ細胞が足場の柔らかい方向へ向かう新規 rigidity sensing の分子メカニズムの解明である。とりわけ、FアクチンへのミオシンIIの親和性の変化に着目し、アメーバ運動におけるミオシンIIの集積メカニズムの解明を目指す。ミオシンIIはアメーバ運動において細胞後部に集積し後端を脱着させるといわれている。細胞性粘菌アメーバの運動及び、ミオシンIIの局在の様子を詳細に観察すると同時に、それを再現するような、機械モデルの作成を検討した。

变形虫细胞感觉到它们粘附的脚手架的刚度。例如，干细胞在硬支架上分化成成骨细胞，并在软脚手架上分化为神经元。从广义上讲，变形虫运动是一种普遍看到的现象，从素食者变形虫到高等动物和伤口愈合的神经网络的构建。将变形虫细胞分为细胞类型，这些细胞类型以每分钟约1微米的速度缓慢移动，例如成纤维细胞和神经元，以及以每分钟约10微米的速度移动的细胞类型，例如中性粒细胞和细胞粘液霉菌变形虫。众所周知，缓慢的变形虫类型朝脚手架的更硬方向发展。同时，直到最近才知道快速的变形虫的刚性感。过去，代表们发现了一个新的刚性传感器，其中快速类型的变形虫向脚手架的柔和方向移动。这项研究的学术问题是，变形虫的移动速度越快？这是。这项研究的目的是阐明新型刚性传感的分子机制，其中变形虫细胞向支架的较软方向移动。特别是，我们专注于肌球蛋白II对F-肌动蛋白的亲和力的变化，并旨在阐明在变形虫运动过程中肌球蛋白II积累的机制。据说肌球蛋白II在变形虫运动过程中积聚在细胞的后部，并解吸后端。我们研究了对细胞粘液霉菌变形虫运动和肌球蛋白II的定位运动的详细观察，同时还考虑了创建一个重现这种模型的机械模型。