Elucidation of gradient sensing mechanism in chemotactic signaling system

阐明趋化信号系统中的梯度传感机制

• 批准号: 19H00982
• 负责人: 上田 昌宏
• 金额: $ 28.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00982/
• 关键词: 走化性; 三量体Gタンパク質; GPCR; 適応; 細胞性粘菌; 三量体G蛋白質; アレスチン; １分子イメージング

真核細胞の走化性は細胞性粘菌からヒト白血球に至るまでシグナル伝達の分子基盤とメカニズムがよく保存されている．粘菌細胞は走化性のモデル生物であることから，走化性シグナル伝達の仕組みに関する知見が多く得られてきた．我々は，粘菌細胞を研究対象として走化性誘引物質のセンサーであるGPCR-三量体G蛋白質（G蛋白質）に注目し，その機能解析を進めてきた．結果，三量体G蛋白質のシグナル伝達反応には少なくとも３つの機構があり，走化性誘引物質の応答濃度の異なるレンジで働くことがわかってきた．低濃度領域では高親和性GPCRによるG蛋白質の活性化によってシグナルが伝達され，中濃度領域ではG蛋白質の細胞質-細胞膜間局在制御によってシグナルが伝達され，高濃度領域では低親和性GPCRとG蛋白質の複合体形成によってシグナルが伝達される．これにより，細胞の走化性応答が10の5乗から6乗倍の広い濃度にわたって可能になっている．これまでの研究により，低濃度領域でのG蛋白質の活性化には，GAPとして働くRGSsや非受容体型GEFであるRic8が関与することが明らかになった．中濃度領域でのG蛋白質の細胞質-細胞膜間局在制御には，細胞質において三量体G蛋白質と複合体を形成するGip1が中心的に働くことがわかった．さらに，高濃度領域での走化性シグナルには，低親和性GPCRとG蛋白質の複合体形成に加えてG蛋白質非依存経路のアレスチンが関与することが明らかになった．以上のように，G蛋白質の様々な反応を組み合わせた勾配認識機構と応答濃度レンジ拡張機構について理解が深まった．走化性のGPCRシグナリングは真核生物で広く保存されていることから，他の細胞種においても同様の制御機構が働く可能性が示唆される．

Eukaryotic cell の go sexual は cells slime mold か ら ヒ ト leukocyte に to る ま で シ グ ナ ル 伝 molecular base plate of の と メ カ ニ ズ ム が よ く save さ れ て い る. Slime mold cells go は elasticity の モ デ ル biological で あ る こ と か ら, walk voltinism シ グ ナ ル 伝 da の blackstone group み に masato す る knowledge many く が ら れ て き た. I 々 は, slime mold cell を research like と seaborne し て go voltinism attractive substance の セ ン サ ー で あ る GPCR - three quantity body G protein (G protein) に attention し, そ の function analytical を into め て き た. As a result, the amount of three body G protein の シ グ ナ ル 伝 of anti 応 に は less な く と も 3 つ の institutions が あ り, walk the sexually attractive substance の 応 a concentration の different な る レ ン ジ で 働 く こ と が わ か っ て き た. Low concentration field で は high-affinity GPCR に よ る G protein の activeness に よ っ て シ グ ナ ル が 伝 da さ れ, concentration field in で は G protein の between cytoplasm and cell membrane bureau in royal に よ っ て シ グ ナ ル が 伝 da さ れ, high concentration field で は low affinity GPCR と G protein の complex formation に よ っ て シ グ ナ ル が 伝 da さ れ る. こ れ に よ り, cell の voltinism 応 answer が 10 の 5 乗 か ら 乗 6 times の hiroo い concentration に わ た っ て may に な っ て い る. こ れ ま で の research に よ り, low concentration field で の G protein の activeness に は, GAP と し て 働 く RGSs や than by capacity size GEF で あ る Ric8 が masato and す る こ と が Ming ら か に な っ た. Concentration field in で の G protein の between cytoplasm and cell membrane bureau in royal に は, cytoplasm に お い て 3 G protein と complex を quantity body formation す る Gip1 が center に 働 く こ と が わ か っ た. さ ら に, high concentration field で の go voltinism シ グ ナ ル に は, low affinity GPCR と G protein の complex formation に plus え て G protein not dependent 経 road の ア レ ス チ ン が masato and す る こ と が Ming ら か に な っ た. Above の よ う に, G protein の others 々 な anti 応 を group み close わ せ た hook with know organization と 応 a concentration レ ン ジ company, zhang institutions に つ い て understand が deep ま っ た. Go voltinism の GPCR シ グ ナ リ ン グ は eukaryotes で hiroo く save さ れ て い る こ と か ら, he kind of に の cells お い て も with others の system royal institution が 働 が く possibility in stopping さ れ る.

项目成果

特集 生物物理学の進歩-生命現象の定量的理解へ向けて Ⅱ.細胞レベル 運動する細胞の前後極性形成のための自発シグナル生成メカニズム

专题：生物物理学进展 - 对生命现象的定量理解 II。运动细胞中前后极性形成的自发信号生成机制。

• DOI: 10.11477/mf.2425201353
• 发表时间: 2021
• 期刊: 生体の科学
• 作者: 松岡 里実;上田 昌宏
• 通讯作者: 上田 昌宏

１分子イメージングを用いた薬剤スクリーニング法の開発

开发利用单分子成像的药物筛选方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 上村 陽一郎;上田 昌宏;Masahiro Ueda;上田 昌宏;上田 昌宏
• 通讯作者: 上田 昌宏

生物におけるゆらぎの階層性と情報統合ダイナミクス

生物体波动的层次结构和信息整合动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 上村 陽一郎;上田 昌宏;Masahiro Ueda;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏
• 通讯作者: 上田 昌宏

細胞の走化性に学ぶゆらぎの階層性

从细胞趋化性中学到的波动的层次结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 上村 陽一郎;上田 昌宏;Masahiro Ueda;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏;上田 昌宏
• 通讯作者: 上田 昌宏

細胞の自発運動制御シグナルの生成に関与するRasGEFs

RasGEF 参与细胞运动控制信号的生成

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩本浩司;松岡里実;上田昌宏
• 通讯作者: 上田昌宏