生命のゆりかごで渦が踊る 受精卵の細胞質流動の反転現象を解明

生命のゆりかごで渦が踊る受精卵の細胞質流動の反転現象を解明

2025年2月20日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院医工学研究科　教授　石川拓司　　　

【発表のポイント】

线虫の受精卵における细胞质流动が特定の涡方向に固定されず、时折反転するメカニズムを特定しました。
数値シミュレーションで予测された小胞体の弾性が実験结果と一致したことで、反転现象の物理的根拠を立証しました。
反転する涡が细胞内の物质を効率的に混合する仕组みを明らかにし、胚発生などの生命现象の理解を深める成果です。

【概要】

细胞内で起こる「细胞质流动」は物质输送を促进し、代谢や成长において重要な役割を果たしています。多くの细胞では、この流れが一定の方向に决まっていますが、一部の细胞では流れの向きがランダムに変わることが知られています。特に线虫の受精卵では、细胞质流动の方向が时折反転することが観察されています。この反転现象のメカニズムは未解明でした。

东北大学、国立遗伝学研究所、立命馆大学の共同研究チームは、线虫受精卵の细胞内で発生する「细胞质流动」が自発的に回転方向を切り替える仕组みを解明しました。この现象は、小胞体の弾性と微小管の相互作用によるものであることを、计算モデルと実験データを组み合わせて明らかにしました。また、反転する流れが细胞内の物质を効率的に混合する仕组みを明らかにし、胚発生を支える「絶妙な力学的バランスの重要性」を示しました。この成果は、受精卵を外界の刺激から守るバリア机能の仕组みを解明する手がかりとなり、生命科学と物理学の両分野に新たな视点を提供します。

本成果は2月5日に米国物理学会の学術誌、PRX Life に掲載されました。

図1. 受精卵の中で反転する細胞質流動のイメージ図

【论文情报】

タイトル：Swirling Instability Mediated by Elastic and Hydrodynamic
Couplings in Cytoplasmic Streaming
着者：*责任着者
石川拓司*（东北大学大学院医工学研究科?教授）
鳥澤嵩征（国立遺伝学研究所?助教）
和田浩史（立命館大学理工学部?教授）
木村暁*（国立遺伝学研究所?教授）
掲載誌：PRX Life
顿翱滨：

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