真核生物の染色体動態を制御する細胞のメカノケミストリー

教員

Research Summary

細胞がメカニカルな力を発生し、また力を感知して応答する能力は、分裂や分化を初めとするさまざまな生命プロセスに必要不可欠です。私達の研究室は、１）レーザーピンセットやガラスファイバーを使った生物物理の力計測・操作技術、２）細胞生物学の分子摂動ツール、３）1分子蛍光イメージング、４）材料科学のレオロジー解析、等を組み合わせた学際的アプローチにより、紡錘体と呼ばれる染色体分配装置が細胞内で正しい大きさとかたに集合し、適切に力を発生・応答しながら機能するしくみを調べています。また、開発した手法を応用して、細胞の核が備えた力学的インテグリティと機械受容のしくみについても研究を進めています。

研究室で行っているマイクロマニピュレーション実験を捉えた写真。Aは染色体分配装置である紡錘体、Bは遺伝情報の維持や複製を担う細胞核。ガラス製の探針（先端位置を白矢頭で示す）と高解像の顕微鏡を使って力の刺激に対する応答を解析し、これらの細胞装置が備えた未解明の力学特性を調べている。

Selected Publications

Takagi J, Sakamoto R, Shiratsuchi G, Maeda YT, Shimamoto Y. Mechanically Distinct Microtubule Arrays Determine the Length and Force Response of the Meiotic Spindle. Dev Cell. 2019 Apr 22;49(2):267-278.e5.

Shimamoto Y, Tamura S, Masumoto H, Maeshima K. Nucleosome-nucleosome interactions via histone tails and linker DNA regulate nuclear rigidity. Mol Biol Cell. 2017 Jun 1;28(11):1580-1589.

Takagi J, Shimamoto Y. High-quality frozen extracts of Xenopus laevis eggs reveal size-dependent control of metaphase spindle micromechanics. Mol Biol Cell. 2017 Aug 1;28(16):2170-2177.

Shimamoto Y, Forth S, Kapoor TM. Measuring Pushing and Braking Forces Generated by Ensembles of Kinesin-5 Crosslinking Two Microtubules. Dev Cell. 2015 Sep 28;34(6):669-81.