重力感受応答に関わる細胞内外の分子実体および重力刺激の生体内信号への変換と伝達過程の解明

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本研究は,旧宇宙開発事業団宇宙環境利用研究システムで実施されていた先導的研究,「力学刺激の細胞内生体信号への変換過程の研究」,「血管内皮細胞等を利用した重力感受・応答機構の解明」,「植物の重力応答研究」を,平成15年10月の独立行政法人宇宙航空研究開発機構の発足に伴い,宇宙科学研究本部ISS科学プロジェクト室のISS/JEM利用科学プロジェクト研究として,「重力感受応答に関わる細胞内外への分子実体および重力刺激の生体内信号への変換と伝達過程の解明」という表題のもと,実施した.本研究では,生体における個体,組織,細胞レベルでの重力感受と応答機構の解明を目標として,特に,重力感受分子実体の同定,細胞骨格系と重力感受機構との関連性,重力刺激情報の伝達機構の分子的解明を目指した.本稿の構成を以下に示す.1.骨芽細胞を用いた力学刺激の細胞内生体信号への変換過程の研究 2.培養細胞の重力ベクトル変化環境下における細胞骨格系への影響 3.植物の重力応答に機能する分子のプロテオミクス研究第1章では,宇宙滞在による骨量減少のメカニズム,特に骨形成や骨吸収の現場で機能する個々の細胞が,重力環境情報を取得し応答する機構について,分子レベルでの研究を進めた.第2章では,機械的刺激の受容応答機構に関する研究が進んでいる血管内皮細胞を用い,細胞レベルでの重力感受応答機構について微小管やアクチンファイバーなどの細胞骨格系とその形成にかかわる低分子量Gタンパク質を中心に解析した.第3章では,植物における重力応答反応において,重力の変化によって発現が変化するタンパク質を網羅的に解析した.各テーマはそれぞれ異なる切り口から重力感受応答メカニズムの解明を進めているが,細胞骨格系と生体内信号伝達における重力影響や力学刺激の細胞内外の情報伝達系との関連,プロテオミクス解析による細胞骨格やホルモン制御タンパク質の発現変化などが明らかされ,種の違いを超えた,生物に共通な生体物質にそれぞれ焦点が絞られてきており,重力刺激情報の生体内信号への変換とその情報伝達の分子実体と伝達経路の解明に向けて大きく前進した.
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