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、またそれ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とって必要不可欠です。私達の研究室では、レーザーピンセットやガラスファイバーを用いた力学操作技術、細胞生物学の分子摂動ツール、高解像度の蛍光イメージング手法を組み合わせ、遺伝子動態制御の中核を担う紡錘体や細胞核がどのような物理化学特性を備えているかを調べています。それらのメカニクスと分子反応ケミストリーの関係を定量的に明らかにすることを通して、細胞が機械シグナルに適切に応答するためにどのように構造化されているかを理解し、最終的にはその知識を使って細胞の挙動を任意に制御することを目指して研究しています。

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は遺伝情報の保持や複製を担う細胞核。硬さが較正された一対のガラスマイクロニードル（先端位置を白矢頭で示す）を使って、これらの細胞装置がメカニカルな力に応答しながらいかにその構造と機能を維持し、遺伝情報の伝達や制御を行っているかを調べている。

Selected Publications

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, 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.

Shimamoto Y, Maeda YT, Ishiwata S, Libchaber AJ, Kapoor TM. Insights into the micromechanical properties of the metaphase spindle. Cell. 2011 Jun 24;145(7):1062-74.

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.