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研究グループ紹介

セルメカニクス研究グループ

トピックス・お知らせ

平成30年5月25日 研究紹介をリニューアルしました。
   

研究紹介

ミオシン、ダイニンなどの分子モータータンパク質、アクチン、微小管、中間径フィラメントからなる繊維タンパク質、インテグリンなどの接着タンパク質、これらのタンパク質からなる細胞骨格系は、生物の機械的機能の根源的存在であり、細胞の性質を司る支配的な因子です。例えば転移性癌細胞に中間径フィラメントが深く関わることが明らかとなってきており、繊維タンパク質のダイナミックな変化が病理メカニズムにおいて重要な役割を果たすことが分かってきています。これら細胞骨格系に属するタンパク質の機能を解明し、創薬標的として提示することを我々は目指しています。

全く新しい細胞操作を実現するナノニードル技術(中村 史)

直径200 nm、長さ20 μmのナノニードルを用いて生きた細胞にダメージを与えることなく細胞内部に直接アクセスし、解析・操作を行う技術を開発しています。AFMカンチレバー型ナノニードルを用いた細胞骨格の機械的特性の解析や、数万本の針が配列したナノニードルアレイを用いた細胞への高効率分子導入、in cell分子検出、機械的細胞分離など、動物から植物まで様々な細胞を対象に技術開発に取り組んでいます。

AFMカンチレバー型ナノニードルによる細胞骨格の伸展解析

ナノニードルによる高効率物質導入 ナノニードルによる高効率物質導入

ナノニードルによる高効率物質導入

タンパク質分子モーターの運動機構の研究 (広瀬 恵子)

微小管上で力を発生して繊毛・鞭毛運動を駆動する分子モーター、ダイニンの力発生機構を理解するため、ダイニン・微小管複合体をDNA折り紙構造体で架橋したモデル系を構築し、ナノ計測によって運動を解析するとともに、電子顕微法を用いて運動中の構造を解析しています。

タンパク質分子モーターの運動機構の研究

自由表面による細胞形態・接着制御(立花宏一)

我々は基質や他の細胞との接着を阻害すると細胞内シグナル伝達が変化し、ERMタンパク質リン酸化・細胞表層アクチン骨格形成を介して細胞表面構造変化を引き起こす事を発見しています。一方、細胞の基質への接着には、ERMタンパク質脱リン酸化が必要です。この非接着表面(自由表面と呼んでいます)の制御及び機能について、生物学的・生化学的・生物物理学的解析を行っています。

自由表面による細胞形態・接着制御

細胞運動の分子メカニズムの解明 (長崎 晃)

生命の本質的な現象である“細胞の動き“はガン細胞の転移に深く関わっており、このメカニズムを細胞レベル、分子レベルで明らかにすることにより、抗転移薬などの創薬に将来つながると考えられます。特にアクチン繊維は様々な細胞内構造体を構成し、細胞分裂、細胞内物質輸送、細胞遊走等多くのに 細胞運動に関与することから、イメージングを主体とした研究に加え、新規アクチンプローブや高性能遺伝子編集ベクター等の研究ツール開発も行っています。

細胞運動の分子メカニズムの解明

細胞捕獲が可能なマイクロカップを応用した1細胞単位計測技術の開発(金 賢徹)

細胞と同程度の直径(10-20µm)を持ち、お椀のような形状をした微粒子「マイクロカップ」の特徴的な構造を活かし、①細胞ひとつひとつにヘッドギアをかぶせるが如く、マイクロカップ内側窪みに細胞を捕獲して発現分子を計測する1細胞単位センシング技術の開発、②原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバー先端にマイクロカップを取り付けてUFOキャッチャーの如く細胞ひとつを吊り上げ、他の細胞にアプローチすることで2細胞間の接着力を定量計測する技術の開発を推進しています。これらの開発技術をがん研究に応用し、腫瘍微小環境でがん細胞や免疫系細胞など様々な細胞が相互作用することによりがん進展が促進されるメカニズムの解明に挑みます。

細胞捕獲が可能なマイクロカップを応用した1細胞単位計測技術の開発

中間径フィラメントが関与する乳癌細胞の転移機構の解明(山岸 彩奈)

細胞骨格タンパク質の一種である中間径フィラメントのネスチンは、高転移性の癌細胞で高発現していることがわかっており、癌転移機構との関連性が指摘されています。最近の研究でネスチン遺伝子のノックダウンにより癌細胞の転移能の低下が報告されたことから、私達は癌転移能を抑制する新規分子標的としてネスチンに注目し、遺伝子ノックアウト株を用いてその機能解析に取り組んでいます。

中間径フィラメントが関与する乳癌細胞の転移機構の解明

海洋生態系の観測技術の開発(秋葉 龍郎)

低次栄養段階を構成する動植物プランクトンの現存量を自動的あるいは省力的に観測する技術を開発しています。水柱中の水中生物や物質の分布を測定するための高空間分解能の採水技術を開発しています。

海洋生態系の観測技術の開発

業績リスト

2017年2016年2015年2014年2013年2012年2011年2010年

メンバー

氏名 役職 氏名 役職
中村 史 研究グループ長 広瀬 恵子  
秋葉 龍郎   長崎 晃  
立花 宏一   金 賢徹  
山岸 彩奈