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細胞の追いかけっこが波を作る -細胞の追随運動が細胞密度を伝搬させるメカニズムを解明-

2020/06/26

理化学研究所(理研)生命機能科学研究センターフィジカルバイオロジー研究チームの柴田達夫チームリーダー、早川雅之研究員、シンガポール国立大学メカノバイオロジー研究所の平岩徹也特別研究員(MBI Fellow)、筑波大学生命環境系の桑山秀一准教授らの国際共同研究グループ※は、「密度波」として現れる細胞性粘菌細胞の集団運動が、「接触追随(Contact following locomotion)」という一過性の単純な細胞間相互作用により引き起こされることを明らかにしました。

接触追随は哺乳類細胞でも観察される現象であり、本研究成果は、多細胞生物の形態形成における細胞の複雑な集団運動の解明に貢献すると期待できます。

真核生物である細胞性粘菌は、単細胞期と多細胞期の生活環を持っています。化学物質の濃度勾配に沿って移動する走化性に従って、一つ一つの細胞が集合し、多細胞体制を形成する過程は、細胞運動や形態形成のモデルとして広く研究されています。

今回、国際共同研究グループは、走化性を失った細胞性粘菌変異株が示す進行波状の集団運動に着目し、遺伝学的手法、定量的解析や数理モデルを組み合わせることで、この集団運動の形成メカニズムの解明に取り組みました。その結果、進行波状の集団運動の正体は、細胞が集まっている部分とまばらな部分が動的に入れ替わることで生じる細胞密度の伝搬(密度波)であり、細胞が他の細胞に追随する接触追随という細胞間相互作用が密度波の維持に重要な役割を果たしていることを明らかにしました。

(細胞の追随運動が集団運動を生み出す)

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