細胞イメージング技術の進歩は依然とどまることを知らない。新しい照明技術に基づく超解像顕微鏡や、情報科学の技術を駆使した画像解析技術が次々に開発されている。一つの細胞の中を微細に突き詰めていく研究が発展を見せる一方、鳥瞰図から個体のシステム解析へと展開する研究なども活発である。最新のイメージング技術を駆使している若手研究者によるシンポジウムを企画し、細胞生物学とイメージングの共鳴をさらに引き起こしたい。

Bioimaging techniques are still rapidly advancing. Deep understanding of the nature of light wave has produced super-resolution microscopy and cutting-edge bioinformatics generated novel image analysis method. Systemic analysis based on the bird’s eye view of tissues is also progressing. In this symposium, rising stars in this field is going to invoke resonance between cell biologists and imaging specialists.

リポクオリティとは、「脂質」を意味するlipidと「質」を意味するqualityを組み合わせた言葉です。生体内には多くの種類の脂質分子が存在し、その親水性頭部と疎水性な脂肪酸鎖の組み合わせによる多様性が様々な生命現象や機能制御に関わっていることが類推されています。細胞生物学においては、脂質分子の親水性頭部に注目した機能解析は多くなされていますが、疎水性な脂肪酸鎖の重要性はそれほど明らかではありません。本シンポジウムでは、脂質分子の多様性を鍵とした様々な細胞機能を議論します。

“Lipoquality” is a coinage made of lipid and its quality. There are a variety of lipid species in cells, which are supposed to form membrane and to function as signal mediators. The diversity of lipid species is generated by the combination of variety of hydrophobic head-groups and hydrophilic fatty acid tails. In cell biology, there are many studies that investigated the functional importance of lipids based on the hydrophobic head group of the lipids. However, the importance of the hydrophobic fatty acid tails is largely unknown. In this symposium, we will discuss various cellular functions based on such diversity of lipid species.

細胞分裂における正確な染色体分配は生命活動の基盤であり、その異常は先天性異常やがんなどの疾患と密接に関連している。大部分のがん細胞で見られる染色体異常の背景には、染色体の不均等分配が高頻度に起こる状態、いわゆる染色体不安定性が存在する。近年染色体不安定性の発生機序や、そのがんをはじめとする疾患との関連が明らかになりつつある。本シンポジウムでは、染色体不安定性の病態生理研究について、様々な観点から議論する。

Faithful chromosome segregation is fundamental to life, and its deregulation is closely related to diseases like congenital disorders and cancer. Chromosomal instability (CIN), the condition in which chromosome missegregation occurs at a high rate, underlies chromosomal abnormalities found in most of the cancer cells. It has been getting revealed how CIN occurs, and how it relates to diseases such as cancer. In this symposium, we will discuss pathophysiology of CIN from various perspectives.

細胞の機能は、システムを構成する一群の分子素子が細胞外との相互作用を行いつつダイナミックな離合集散を行うことにより生み出される。本シンポジウムでは、このような動的な分子の集合・離脱を基盤とした細胞機能に焦点を当てて最新の研究成果を紹介する。科研費新学術領域「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」の活動や若手研究者の公募演題の紹介も交えて細胞機能の発現のしくみを議論したい。

Recent studies with cutting-edge analyses have highlighted the importance of dynamic assembly and disassembly of molecular machineries in controlling cellular activities. The present symposium focuses on recent advances in our understanding of how cellular component molecules assemble and disassemble and how dynamic assembly and disassembly of the molecular machineries execute various cellular functions.

この20年、TLRs (Toll-like receptors)をはじめとして、生体防御に必須な数多くの自然免疫センサーが同定されてきた。これらセンサーの細胞内局在／活性化機構が解かれる中で、外来異物がはじめて接触する細胞膜に加えて、エンドソーム、ミトコンドリア、ゴルジ体などのオルガネラからも外来異物に応答するシグナルが活性化され、かつその反応が生体防御に重要であることが明らかになってきた。本シンポジウムでは、自然免疫センサーと異物の遭遇を可能にする細胞内輸送および自然免疫シグナルを発生するオルガネラ（膜）環境に焦点をあて、最新の成果を発表・議論して頂く。

In the last two decades, significant advances have been achieved in our understanding of innate immunity through the identification of pathogen sensors, such as Toll-like receptors. The research indicates that besides the plasma membrane where pathogens first contact with host cells, intracellular organelles play critical roles in the activation of pathogen sensors. At this symposium, the latest findings about the molecular mechanism underlying innate immunity signaling from organelles will be presented.

生物は、発生や環境変化に応答して、体内構造の一部を破壊（スクラップ）するとともに新たな構造を創造（ビルド）することにより機能再編を実現する。とくに脳神経系では、細胞死による除去だけではなく、神経突起やシナプスなど「生きたままの細胞」の一部だけを除去・改変する過程が顕著にみられる。本シンポジウムでは、脳神経系におけるスクラップ＆ビルドが、どのような分子機構によって時空間的に制御され神経回路の機能発現を担っているのかについて、異なる研究領域の講演者が最新の知見を紹介し、今後の展望について議論したい。

Organisms typically achieve functional reorganization by scrapping a part of body/tissue structure with building a new structure in response to environmental changes. This scrap & build system is particularly significant in the nervous system. This symposium focuses on the cellular basis of how neural network in the brain changes network structures in multiple different scales during distinct developmental stages. We would like to discuss about future directions of the cell biological studies of the neural scrap & build from a wide view of points.

個々の細胞は寄り集まり、多細胞からなる組織・器官の機能的な細胞社会を構築する。この過程において細胞は化学物質を介した細胞間のシグナルのやり取りのみならず、物理的な相互作用を巧みに利用する。細胞社会構築の複雑に入り組んだ仕組みを紐解くためには、従来の分子生物学的なアプローチに加えて、数理モデルを用いた予測と理論的検証が必要とされる。本シンポジウムでは、数理モデルや細胞の物理的性質の計測などの研究を進める異分野からのシンポジストを招聘し、細胞生物学との融合によって機能的な細胞社会の構築原理の理解に迫る新領域の展開を議論したい。

Cells are organized into a system in which various types of cells are integrated into a functional tissue. Prediction or logical investigation by mathematical approaches is a prerequisite to the understanding of principles behind the multicellular organization. In this symposium, we would like to discuss how the integration of mathematical modeling approaches with cell biology synergistically enhances our understanding of the principles in multicellular organization.

細胞の表面に突出する直径0.3ミクロン程の繊毛・鞭毛は、細胞の移動や細胞外の液流発生に寄与するだけでなく、細胞外シグナルの受容にも重要な構造である。繊毛や鞭毛は、一見すると細胞表面に不変的に生えているように見えるが、細胞周期や細胞外環境、個体の発生や成長などに応じて形態や配置を変化させる。本シンポジウムでは、哺乳類、魚類、緑藻類など幅広い生物種の繊毛・鞭毛について、多様で可変的な繊毛・鞭毛の意外な側面を紹介したい。

Cilia and flagella are important structures protruding from cell surface with a diameter of ^~0.3 micron that contribute to receiving extracellular signals as well as cellular locomotion and flow generation on cell surface. Their structure and arrangement are dynamically altered upon a variety of cues including cell cycle, extracellular stimuli, and developmental/growth stages, although they look stably present on cell surface. In this symposium, speakers present their recent findings about variation and dynamism of cilia and flagella in a wide range of species.

細胞のイメージング技術は、超解像顕微鏡、ライトシート顕微鏡、連続ブロック表面走査電子顕微鏡等の新しい装置の開発とデータ処理速度の向上により格段の進歩を遂げている。さらに、取得された画像に数理的解析を施すことにより、これまで評価が難しかった形態や動態情報を定量的に表現できるようになりつつある。本シンポジウムでは、最新の光学・電子顕微鏡法による先端イメージング技術と画像解析により解き明かされた新しい細胞の姿を紹介する。

Cell imaging techniques is making rapid progresses not only by the development of new microscopes but by the improvement of processing data rate. Moreover, recent advances in mathematical analyses of acquired images enables us to interpret morphology and dynamics information quantitatively. In this symposium, speakers introduce novel imaging techniques by latest technologies in light and electron microscopy and show novel pictures of cells revealed by these techniques.

リソソーム分解系の一翼を担うオートファジー（自食作用）。極めて動的な膜動態と多数の Atg遺伝子群の関与を特徴とするが、近年は選択的オートファジーの概念が定着するとともにAtgタンパク質の未知の機能が提唱され、さらに病態理解への応用も広がっている。本シンポジウムでは、オートファジーの基本メカニズムを超えて、新たな切り口やモデル生物・実験系から次世代オートファジー研究の方向性を議論する。また、本企画に沿う一般演題を公募する。

Autophagy-lysosomal system involves highly dynamic membranous components, regulated by several Atg proteins. Recently, a concept of selective autophagy is well accepted, and functions of Atg genes beyond autophagy are suggested. This field also contributes to the understanding of pathophysiological states in various diseases. In this symposium, we will discuss on the autophagy system in light of new aspects or model organisms, predicting new stages of autophagy research.

微小管は分裂、輸送、極性化などさまざまな細胞内機能に必須の動的ポリマーである。近年、微小管の動態やオーガナイゼーションを司る因子は多数同定された。現在、これらの因子がどういった時空間制御を受けながら微小管や微小管系高次構造の形成、動態を制御しているのか、原子レヴェルから個体レヴェルにわたり精力的に研究が展開されている。本シンポジウムでは、「微小管の分子・細胞生物学」に関するホットトピックスを提供したい。

This symposium will provide several hot topics on molecular and cell biology of microtubule cytoskeleton.

近年、測定技術が飛躍的に向上したことから、非常に少量のサンプルで比較的網羅的なデータの取得が可能となった。網羅的データの解析には初発サンプルが大量に必要であり、サンプルを構成する細胞群を均質なものであるという前提で得られたデータを議論してきた。しかしながら、個々の細胞を観察すると、その形態はもちろん、細胞周期に応じてDNA含量は異なり、発現しているタンパク質量やその局在が異なることを私たちは知っている。そこで本シンポジウムでは、細胞集団の網羅的データの取得法や解析法を議論し、集団の平均値ではなくばらつきをもった集団として扱うことで見えてくるものを探したい。

We have been analyzed only mean values of samples which consist of many cells for comprehensive analysis. However, recent advancement of the measuring technology enable us to obtain data from small-scale samples. In this symposium, We would like to overview methods of acquisition and analysis of data from small-scale samples, and discuss cells as population of variety, not as homogeneous group.

生体高分子のほとんどがキラリティ（鏡像がもとの像と重ならない性質）をもつにも関わらず、細胞がキラリティを示す可能についてはあまり考慮されてこなかった。近年、巻貝、脊椎動物、ショウジョウバエなどの細胞のキラリティ（細胞キラリティ）が注目され始めている。細胞キラリティは、細胞の構造、機能に認められ、胚の左右非対称性形成との関連も示されている。また、細胞キラリティの形成に必要な分子も明らかになりつつある。細胞キラリティの謎に独自の系で挑む研究者を集め、今後の展望も含めて議論する。

Most macromolecules forming cells are chiral (an object is chiral if it is distinguishable from its mirror image). However, chirality of cells has not been taken into account seriously until very recently. Now, cell chirality is found in structures and functions of cells in vertebrates and invertebrates, such as snails and Drosophila. In addition, proteins required for cell chirality formation just began to be found. In this symposium, researchers studying cell chirality in various systems will come together and discuss the future directions of this novel research field.

形態形成において、細胞集団は機能分化しながら適切に配置され、組織を構築する。この過程は、細胞内の膜動態や細胞骨格・細胞接着の再編成など、多彩な「細胞内の状態変化」を伴う。また、細胞の再編成機構の破綻は、がんなどの疾患を引き起こす。本シンポジウムでは、発生期における”形態形成”を踏まえたうえで、“神経系”と“がん”を同時に扱い、細胞と細胞内の再構築機構を俯瞰的に議論したい。

During morphogenesis, a cohort of cells differentiate and migrate to their final destination, which requires proper regulation of intracellular membrane dynamics and cytoskeletal organization. Defects in these cellular rearrangements lead to several diseases, including cancer. This symposium aims a comprehensive understanding of cellular rearrangements during morphogenesis and cancer.

動物細胞・酵母の分裂は分裂位置に形成される収縮環の収縮によって起こる。収縮環はアクチン繊維とミオシンからなるが、これらのタンパク質がどのようにして分裂位置に集合し、収縮環の構造を構築し、その収縮により細胞膜変形を起こすのかについては不明な点が多い。最近、超解像顕微鏡、EMトモグラフィーの利用により収縮環の微細構造の新たな情報がえられつつある。また、人工脂質膜を利用してin vitroで収縮環類似構造を作る方法も行われるようになった。これらの新たな切り口からわかってきたことを紹介したい。

Cytokinesis in animal and fungal cells undergoes by contraction of the contractile ring (CR) formed at the division site.  The CR is composed mainly of actin filaments and myosin, but it has not well been known how these proteins are recruited to the division site, how they form the CR structure, and how the ring contracts to deform the plasma membrane.  Recently, new information on the structure of the CR has been obtained by super-resolution fluorescence microscopy and EM tomography.  It has also become possible to reproduce contractile ring-like apparatuses in in vitro systems.  Here we introduce new results on cytokinesis obtained by these new techniques.

近年、イメージングの対象となる分子および生物種は、大きく広がりを見せている。例えば種の壁を超えた受精により新種誕生が達成する仕組みを明らかにするために、様々な分子間の特異的な認証として、生殖における鍵と鍵穴をライブセルで明らかにする必要がある。本シンポジウムでは、蛍光タンパク質によるイメージングの限界を超える、化合物を利用したイメージングの新展開に焦点を当てる。

Target molecules and species for bioimaging are wide-spreading. For example, to reveal the mechanism of the born of new plant species by overcoming species barriers, we need to visualize many molecular interactions in live cells that are lock-and-key systems in reproduction. In this symposium, we will focus on chemistry-enabled bioimaging, which overcomes limits of imaging by fluorescent proteins.

長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)はヒトゲノム中に数万種類が存在し、増殖、分化、がん化、老化、等の細胞の運命制御を含む多様な生命現象に関与している。増殖因子やサイトカイン、DNA傷害やストレス、細菌やウイルス等の感染等はこれらの細胞運命に大きな影響を与え、この時数種のlncRNAがメディエーターとして細胞運命制御に関与していることがわかってきた。本シンポジウムでは、これらの細胞の運命制御に関与するlncRNAについてその分子機能を含めた最新の知見を紹介し討論したい。

Human genome has tens thousands of long non-coding RNAs (lncRNA), which are involved in cell fate regulation such as growth, differentiation, tumorigenesis and senescence. The cell fate is affected by growth factors and cytokines, DNA damage and stress and infection via lncRNAs as mediators. This symposium will introduce and discuss the recent progress of functional mechanisms of lncRNAs regulating cell fate determination.

分子生物学の領域では informaticsの発達によってビッグデータの扱いが容易になり、網羅的なゲノムワイド解析が可能となった。このような新しい技術の登場は時に革新的な進歩をもたらし、重要なデータの蓄積につながっている。では、細胞生物学領域ではどのような技術革新が可能だろうか？本シンポジウムでは、細胞／組織の力覚に視点をおいて、細胞を操作するという観点から工学系研究者の技術、素材を紹介する。新しい着想につながるシンポジウムになるようにしたい。

Thanks to bioinformatics conducted by integrating big data, IT and molecular biology, comprehensive analysis on the whole genome can be performed easily on desktop. This suggests us that once revolutionary technique emerges, our research can be expanded rapidly and widely. In this symposium, we invited researchers from engineering science to obtain new insights on manipulation of cell, application of 3D gel printer and a new type of soft gel, hoping that this symposium provides a clue to fuse two different disciplines; cell biology and engineering science.

RNAは、様々な段階での発現制御と生理機能に極めて重要な役割を果たす。mRNAはDNAからタンパク質への遺伝情報の単なる仲介役ではなく、mRNAからタンパク質への情報変換時の制御機構の重要性と、情報変換装置としてのリボソームの新規生理機能も解明されつつある。タンパク質をコードしないノンコーディングRNA(ncRNA)の持つ多様な生体機能の解析が進み、小分子RNAによる発現制御のみでなく、長鎖ncRNAの構築原理と生理機能が解明されつつある。遺伝子発現の中心的役割を担うRNAの生体機能と情報変換の分子機構研究の最前線を紹介したい。

RNA plays a pivotal role in expression control and physiology at various stages. Diverse biological functions of noncoding RNA (ncRNA) have been elucidated. Various short ncRNAs control the expression by transcription, mRNA stability and translation. Long noncoding RNAs (lncRNAs) also modulate chromatin architecture, DNA methylation, regulate RNA processing and transcription. Novel physiological functions of ribosome as information conversion device from mRNA to protein have been elucidated. This symposium introduces the forefront of research on the molecular mechanism of RNA biological functions and information transformation that play a central role in gene expression.

なぜ発生過程は決まったタイミングで自律的に進むのかという永年の問いに対する答えはまだ無い。例えば、神経幹細胞は決まったスケジュールで性質を変えて多様な細胞を生み出すため、タイミングを計る時計を持つと考えられるが、その詳細は不明である。幹細胞に内在する発生時計だけでなく、経時的に変化する細胞外環境（場）からのフィードバックが発生の進行に重要であると考えられている。本シンポジウムでは、神経系に加え、発生時計についての解明が進んでいる幾つかの系について最新の知見をお話いただく予定である。

Every species develops its body according to its own specific temporal schedule. Despite the preciseness of this temporal schedule, the underlying mechanisms (“timer”) that govern the timing of each developmental event have remained largely unclear. Tissue stem cells undergo developmental stage-dependent changes of their fate in a manner dependent on their intrinsic timer and/or the environmental cues that reflect different developmental stages. In this symposium, we will discuss recent advances in our understanding of this “developmental timer” in various tissue systems.

ゲノムプロジェクトによって生体内の全ての分子モーターの存在が明らかになって約15年が経過した。この間、細胞生物学や遺伝学の手法によってほぼすべての分子モーターの生体内での機能が明らかになり、一分子解析や構造解析によって分子モーターが動く機構もわかってきた。それではもう分子モーター研究に残された課題は枝葉末節なものだけなのだろうか? 新しい視点や手法で分子モーター研究に取り組む若手研究者が最新の成果を紹介し、分子モーター研究の次の課題について議論する。

15 years have been past since the human genome project revealed all the molecular motors. The function of almost all the motors has been clarified by cell biological and genetic techniques. Single molecule analysis and X-ray crystallography have revealed how molecular motors move on cytoskeletons. Then, aren't there fundamental questions remaining in the motor field any more? We would like to discuss the new directions for motor research.