自然科学研究機構 生命創成探究センター
自然科学研究機構 基礎生物学研究所
東京大学
【発表のポイント】
●細胞の「口」である、マクロピノサイトーシス（飲作用）におけるカップ状の細胞膜変形とその閉包の基本形を数理モデルにより記述し、シミュレーションにはじめて成功した。
●カップ形成とその閉包は、反応拡散ダイナミクスによるパターン形成から説明できることが明らかになった。
●マクロピノサイトーシスが果たす多様な機能（ウイルスの侵入、抗原の取り込み、がん細胞の増殖）とその疾患の理解や操作につながることが期待される。
【発表概要】
自然科学研究機構生命創成探究センター／基礎生物学研究所の斉藤稔特任准教授（研究開始時：東京大学生物普遍性機構）と東京大学大学院総合文化研究科の澤井哲教授の共同研究チームは、マクロピノサイトーシス過程における細胞膜変形の力学と、細胞膜上のシグナル分子の反応や拡散を数理的に記述することで、これまで全くの謎に包まれていたカップ変形と閉包のシミュレーションにはじめて成功しました。またその結果、この過程は飲作用だけでなく、粒子を無作為に取り込むという、従来の理解とは異なったファゴサイトーシス様式があることを示しました。
本研究成果は、2021年10月1日（日本時間10月2日）にiScience誌に掲載される予定です。
図：数理モデルによるマクロピノサイトーシスのシミュレーション。（A）細胞膜がカップ状に突出し閉包することで外部溶液が取り込まれる３次元シミュレーション。（B）取り込み量のパラメータ依存性。(C)カップが分裂するシミュレーション。
