細胞内タンパク質動態と細胞応答の１細胞同時計測で解き明かす情報伝達機構の基本原理

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大腸菌は小さな細胞の中に，高等生物と同じようなセンシング能，情報処理能，運動能を有しているが，単純な大腸菌ですら，細胞の応答を細胞内でのタンパク質動態（局在，活性，分子数，相互作用）として理解するには至っていない．本研究は１細胞内FRETや走化性タンパク質の細胞内動態と共に，最終出力のべん毛モーター回転を同時計測することで，大腸菌１細胞における情報伝達を，細胞内のタンパク質動態と細胞応答の相関関係を直接的に理解し，情報伝達の基本原理を細胞内のタンパク質動態レベルで明らかにすることを目的としている．R4年度の研究では，本研究の目的のために，（１）FRETによる細胞内情報伝達タンパク質（CheYp）濃度とべん毛モーターの同時計測，また，（２）走化性タンパク質CheBの細胞内動態とのべん毛モーターの同時計測により，走化性応答時における細胞内タンパク質の動態と実際の細胞応答の相関関係を明らかにすべく計測を続けている．現在（２）の成果を論文発表するために準備を行っている．また我々は，（３）無刺激環境下（定常状態）において，細胞極にクラスター化した受容体の自発的な活性化／不活性化がCheYp濃度の揺らぎを生じさせている．我々は，走化性システムのリセットを担うCheR/CheBを介した受容体のメチル化レベルの変動が，この受容体クラスターの自発的な活性化／不活性化を生じさせていることを明らかにし，この成果を論文としてJournal of bacteriologyに発表した．