一分子観察/操作法による細胞間接着の動力学的解析

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本研究の目標は、細胞中での構造形成において、細胞はどのように時間的な制約と、エネルギーの節約とをバランスさせているのかを理解することであった。具体的なパラダイムは、E-カドヘリンによる細胞間接着構造の形成であった。本研究では、接触した2細胞にあるカドヘリン間で、まず最初に2〜数分子間の弱い結合が生起した時に、それがどのようにして多数の分子の集合を誘起するのか、その機構の解明を目的とした。このため、E-カドヘリンを含む再構成ベジクル(内側から金コロイド粒子で標識する)を用い、以下の実験を行った。(1)GFP-E-カドヘリンを強制発現させたMDCK細胞(既に作製済)にカドヘリンベジクルを接触させてカドヘリンの運動を一分子追跡した。この際、カルシウム濃度によって接着の状態を制御した(カドヘリンによる接着はCa2+依存的)。(2)アクチン脱重合剤(サイトカラシンDなど)を用いて、分子の方向性のある挙動の起源を明らかにした。(3)カドヘリンの協同的な集合機構を調べた。