細胞骨格―細胞核の相互作用

细胞骨架-细胞核相互作用

• 批准号: 09F09102
• 负责人: 竹安 邦夫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09102/
• 关键词: 細胞骨格; 細胞の硬さ; 原子間力顕微鏡

本研究では、「細胞内骨格」と「細胞核の骨格」の動態について、生化学的、構造生物学的に解析し細胞核内外の骨格系の相互作用を解明し、その生物学的意義を明らかにする。これまでに確立した「HeLa細胞を用いた基本的技術(細胞核内外の骨格タンパク質について、経時的三次元画像解析、細胞内オルガネラ操作、原子間顕微鏡(AFM)操作など)」を基に解析を進めた。バネ定数の既知のAFMカンチレバー(探針)で上から細胞を「圧迫(押しつけ)して」いく過程で得られる「force-distance曲線」から「Hertzのモデル」を使って「ヤングのバネ定数(Young's modulus)」が計算できる。これを「硬さ」の指標として使用した。まず、細胞融合を誘導できる培養細胞系(C2C12細胞等)を用いて、融合前後における「特定の細胞内領域の硬さ」、の変化を解析した。その結果、細胞融合前後で細胞膜(細胞膜直下)の硬さには変化がなかったが、細胞核は細胞融合後には硬さが2倍程度増すことが分かった。これは、細胞融合から筋繊維への分化の過程で、細胞核のサイズが圧縮され、細胞核の内圧が増加したことによるのではないか、と考えられる。細胞核内にも存在するActinin-4はG1期、S期には核小体以外の領域に存在するがM期には染色体上にリボソームRNA合成に関わるUBFタンパク質と共存する。Actinin-4の核移行メカニズムは、インポーチンなどのカリオフェリンに依存するのではなく、Actinin-4自身が有する「スペクトリンリピート」領域の核内移行能によることが明らかとなった。

This research aims to clarify the dynamics of the "intracellular bone lattice" and the "nucleus bone lattice", the biochemical and structural biological analysis, the interaction between the bone lattice inside and outside the nucleus, and its biological significance. This is why we have established "Basic techniques for HeLa cell application (nuclear and external bone structure analysis, three-dimensional image analysis of time, intracellular growth manipulation, atomic microscopy (AFM) manipulation)" for basic analysis. The number of known AFM switches (probes) is calculated by calculating the "Young's modulus" from "force-distance curve" to "Hertz's modulus" in the process of "pressure" on the cell. The "hard" indicator is used. Cell fusion is induced, and cultured cell lines (C2C12 cells, etc.) are analyzed for use, hardening of specific intracellular domains, and transformation before and after fusion. As a result, the cell membrane before and after cell fusion (cell membrane directly below) is hard and the nucleus is hard and twice as hard as after cell fusion. The process of cell fusion, cell differentiation, cell nucleus compression, cell nucleus internal pressure increase, cell fusion, cell fusion, Actinin-4 is present in the nucleus in G1 and S phases, and is present in areas other than nucleosome. It is also present in M phase and is associated with UBF protein and DNA blue shift. Actinin-4 has a nuclear migration capability in the domain of nuclear migration.