In vivo imaging of hierarchical spatiotemporal activation of caspase-8 during apoptosis.
In vivo imaging of hierarchical spatiotemporal activation of caspase-8 during apoptosis.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0050218
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Sakamaki K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kominami K;Nagai T;Sawasaki T;Tsujimura Y;Yashima K;Sunaga Y;Tsuchimochi M;Nishimura J;Chiba K;Nakabayashi J;Koyamada K;Endo Y;Yokota H;Miyawaki A;Manabe N;Sakamaki K
半胱天冬酶的激活对于细胞凋亡的执行是至关重要的。尽管已经在分子和生物化学细节上研究了与起始物半胱天冬酶-8（CASP 8）的活化相关的半胱天冬酶级联，但CASP 8活化的动力学尚未完全理解。我们已经建立了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，用于在单细胞水平上可视化与CASP 8激活相关的凋亡信号。我们的双FRET（双FRET）系统，包括一个三重融合荧光蛋白，使我们能够同时监测激活CASP 8及其下游效应，半胱天冬酶3（CASP 3）在单个活细胞。利用基于双FRET的生物传感器，我们检测到CASP 8和CASP 3响应于哺乳动物细胞中的各种凋亡刺激的不同激活模式，导致CASP 8激活的正反馈放大。我们通过体外重建级联反应重现了这些观察结果，使用了包括前半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶的重组蛋白混合物。此外，使用质膜结合的FRET为基础的生物传感器，我们捕获的时空动态的CASP 8激活的扩散过程中，表明CASP 8的局灶性激活足以传播凋亡信号通过死亡受体。我们新的基于FRET的系统可视化了单个凋亡细胞中启动子和效应子半胱天冬酶的激活过程，并阐明了扩增环对于完全激活CASP 8的必要性。
Activation of caspases is crucial for the execution of apoptosis. Although the caspase cascade associated with activation of the initiator caspase-8 (CASP8) has been investigated in molecular and biochemical detail, the dynamics of CASP8 activation are not fully understood. We have established a biosensor based on fluorescence resonance energy transfer (FRET) for visualizing apoptotic signals associated with CASP8 activation at the single-cell level. Our dual FRET (dual-FRET) system, comprising a triple fusion fluorescent protein, enabled us to simultaneously monitor the activation of CASP8 and its downstream effector, caspase-3 (CASP3) in single live cells. With the dual-FRET-based biosensor, we detected distinct activation patterns of CASP8 and CASP3 in response to various apoptotic stimuli in mammalian cells, resulting in the positive feedback amplification of CASP8 activation. We reproduced these observations by in vitro reconstitution of the cascade, with a recombinant protein mixture that included procaspases. Furthermore, using a plasma membrane-bound FRET-based biosensor, we captured the spatiotemporal dynamics of CASP8 activation by the diffusion process, suggesting the focal activation of CASP8 is sufficient to propagate apoptotic signals through death receptors. Our new FRET-based system visualized the activation process of both initiator and effector caspases in a single apoptotic cell and also elucidated the necessity of an amplification loop for full activation of CASP8.
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影响因子：
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作者：
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作者：
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通讯作者：
Miyawaki, A
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2.9
作者：
Chéreau, D;Kodandapani, L;Wu, JC
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DOI：
10.1016/j.bbrc.2004.04.147
发表时间：
2004-06-18
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作者：
Nagai, T;Miyawaki, A
通讯作者：
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DOI：
10.1016/s0006-291x(03)00559-x
发表时间：
2003-05-02
影响因子：
3.1
作者：
Luo, KQ;Yu, VC;Chang, DC
通讯作者：
Chang, DC