抄訳
複数の細胞からなる細胞集団の運動（集団的細胞運動）は、胎生期の組織・器官形成の過程だけでなく、創傷治癒やがん転移などでも広く認められる。本研究では、低分子量Gタンパク質Rab13の標的タンパク質であるJRABというたった１分子の構造変化に着目して、生化学、細胞生物学、コンピュータサイエンス、バイオインフォマティクス、バイオメカニクスといった異分野領域の融合研究によって複雑・高次な集団的細胞運動の制御機構の解明を試みた。
まず、バイオインフォマティクスと生化学的実験を組み合わせた手法でJRABのRab13との結合による構造変化モデルを示した。さらに、JRABの野生型や構造変異体（open formとclosed form）を発現させた3種類の細胞集団の動きの異なった特徴をライブイメージング像の時空間ボリュームレンダリングによる解析で抽出・可視化に成功するとともに、オプティカルフローと主成分分析を組み合わせた画像の輝度変化に強い手法を開発し、従来法では困難だった細胞集団の動きの計算と膨大な情報の定量的な解析を実現した。また、開発したバイオメカニクスの手法を用いた解析では、closed form のJRABが細胞集団の先頭の一部で集団を引っ張るのに必要な力を生み出していることが明らかになった。
以上の研究成果により、構造を自由に変化できる野生型のJRABは、open formやclosed form変異体と比較して最も効率の良い細胞集団の動きを可能にすることを証明できた。