アメーバ細胞の中ではたらく直動回転変換ダイナミクス

阿米巴细胞中的平移旋转变换动力学

• 批准号: 21K15055
• 负责人: 沖村 千夏
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15055/
• 关键词: アメーバ運動; ストレスファイバ; アクチン; 回転

魚類表皮細胞ケラトサイトは、ラグビーボールの形状をした細胞体の中に、ストレスファイバを、ラグビーボールの縫い目に沿うように複数配列させ、細胞体を車輪のように回転させるというユニークなアメーバ運動を行うことを私達は以前発見した。ストレスファイバはそのアクトミオシンの構造から考えると直線的な収縮運動しかできないはずである。本研究の目的は、ス トレスファイバの直線的な収縮運動が回転運動に変換されるメカニズムを解明することである。様々な人工的な移動体において直動-回転変換機構は重要な役割を担っている。人工機械の構造が硬いのに対して、生物にはやわらかいという特性がある。本研究では、ストレスファイバの収縮によりやわらかい細胞質が変形することで直動-回転変換を行っているという仮説を立て、顕微鏡観察と機械モデル製作という生物学・工学的手法を組合わせて仮説を立証する。昨年度は、上述の仮説を実証するために、やわらかい弾性材料を用いて細胞体を模した機械モデルを製作した。やわらかい変形可能な円筒状の弾性材料にコイルを埋め込み、コイルに電流を流したところ、コイルが収縮し機械モデルが動くことを確認できた。今年度は上述の機械モデルの動作解析を詳細に行い、実際の細胞の運動と比較した。機械モデルでは、コイルの収縮に伴いモデルの重心が移動することによって回転しているのではなく、モデルが変形し地面を蹴って回転していることがわかった。このことから実際の細胞が地面を蹴っているかどうかを観察するために、細胞をやわらかい基盤に這わせたところ、基盤の変形から、蹴っていると推察される動きが見られた。

Fish skin cell ケ ラ ト サ イ ト は, ラ グ ビ ー ボ ー ル の shape を し た cell body の に, ス ト レ ス フ ァ イ バ を, ラ グ ビ ー ボ ー ル の seam い mesh に along う よ う に plural match column さ せ, cell body を wheel の よ う に back planning さ せ る と い う ユ ニ ー ク な ア メ ー バ line movement を う こ と を private da は used 発 see し た. ス ト レ ス フ ァ イ バ は そ の ア ク ト ミ オ シ ン の tectonic か ら exam え る と linear な 収 shrinkage movement し か で き な い は ず で あ る. は の purpose, this study ス ト レ ス フ ァ イ バ の linear な 収 shrinkage movement が back planning に variations in さ れ る メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と で あ る. Others 々 な artificial な mobile body に お い て - back to the planning of moving variations in institutional important な は "を cut bear っ て い る. Artificial mechanical <s:1> structure が hard <s:1> に に against て, biological に やわら やわら に と う う characteristics がある. This study で は, ス ト レ ス フ ァ イ バ の 収 shrinkage に よ り や わ ら か い cytoplasm が - shaped す る こ と で - back to the planning of moving variations in line を っ て い る と い う 仮 said を て, 顕 micromirror 観 examine と mechanical モ デ ル making と い う, biology engineering, technique を combination わ せ て 仮 said を testification す る. Said yesterday and the annual は の 仮 を card be す る た め に, や わ ら か い 弾 materials を with い て cell body を die し た mechanical モ デ ル を making し た. や わ ら か い - shape may な has drifted back towards &yen; tubular の 弾 materials に コ イ ル を buried め 込 み, コ イ ル に electric current to flow を し た と こ ろ, コ イ ル が 収 shrinkage し mechanical モ デ ル が dynamic く こ と を confirm で き た. This year, the analysis of the above-mentioned <s:1> mechanical モデ and <s:1> movements を, detailed に and <s:1> cellular <e:1> movements と, as well as the comparison of を and た. Mechanical モ デ ル で は, コ イ ル の 収 shrinkage に with い モ デ ル の focus が mobile す る こ と に よ っ て back planning し て い る の で は な く, モ デ ル が - shaped し ground を tripped っ て back planning し て い る こ と が わ か っ た. こ の こ と か ら be interstate の cells が ground を tripped っ て い る か ど う か を 観 examine す る た め に, cell を や わ ら か い base plate に this わ せ た と こ ろ, base plate の - shaped か ら, tripped っ て い る と push examine さ れ る dynamic き が see ら れ た.

项目成果

ケラトサイト集団を相似拡大させるリーダー細胞たちの綱引きの均衡

扩大角膜细胞群的领导细胞之间的拉锯战平衡

• 发表时间: 2023
• 作者: 岩永美咲;沖村千夏;櫻井建成;岩楯好昭
• 通讯作者: 岩楯好昭

機械モデル作成による魚類ケラトサイトのストレスファイバ直動回転変換機構の推定

通过建立力学模型估计鱼类角膜细胞应力纤维直线运动旋转转换机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 沖村千夏，秋山珠祐;櫻井建成，岩楯好昭
• 通讯作者: 櫻井建成，岩楯好昭

Linear contraction of stress fibers generates cell body rotation

应力纤维的线性收缩产生细胞体旋转

• DOI: 10.1101/2023.01.03.522661
• 发表时间: 2023
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Okimura;C.;Akiyama;S.;Nishigami;Y.;Zaitsu;R.;Sakurai;T. and Iwadate Y
• 通讯作者: T. and Iwadate Y

Linear contraction of stress fibers kicks the substratum for their rotation

应力纤维的线性收缩推动基质旋转

• 发表时间: 2022
• 作者: 沖村千夏，秋山珠祐;櫻井建成，岩楯好昭
• 通讯作者: 櫻井建成，岩楯好昭

Breaking of actomyosin cables in keratocyte collectives and their role in the coordinated collective migration

角膜细胞集体中肌动球蛋白电缆的断裂及其在协调集体迁移中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩永美咲;沖村千夏;櫻井建成;上野 匡;浦野泰照;岩楯好昭
• 通讯作者: 岩楯好昭