細胞建築研究室・木村研究室

細胞建築学:定量計測とモデル構築をとおして細胞構造を理解する

教員



Research Summary

細胞は生命の最小単位であると同時に、自然が作り上げたみごとな建築物です。「どのようにして多くの小さな分子があつまって、細胞という調和のとれた構造体ができあがるのか?」この問いに答えるために、我々は細胞の3次元的な構造とその時間軸に伴う動きを再現し予測する「4次元模型」の製作を行っています。細胞建築研究室では現在、細胞核と染色体が細胞内の適切な位置に配置するしくみに注目しています。細胞骨格がもたらす力が、核や染色体、細胞質にどのように作用して細胞が建築されるかを理解することを目指しています。

我々が製作した定量的模型。(左)線虫1細胞期の細胞分裂。(右)異なる発生ステージにおける紡錘体構造の伸長モデル。上側が実際の細胞の顕微鏡像で、下側が我々の模型を表しています。

Publications

Kimura, K., Mamane, A., Sasaki, T., Sato, K., Takagi, J., Niwayama, R., Hufnagel, L., Shimamoto, Y., Joanny, J.-F., Uchida, S., and Kimura, A. (2017). Endoplasmic reticulum-mediated microtubule alignment governs cytoplasmic streaming. Nat Cell Biol, doi: 10.1038/ncb3490.

Niwayama, R., Nagao, H., Kitajima, T.S., Hufnagel, L., Shinohara, K., Higuchi, T., Ishikawa, T., and Kimura, A. (2016). Bayesian inference of forces causing cytoplasmic streaming in Caenorhabditis elegans embryos and mouse oocytes. PLoS One 11, e0159917.

Tanimoto, H., Kimura, A., and Minc, N. (2016). Shape-motion relationships of centering microtubule asters. J Cell Biol 212, 777-787.