1細胞における自律的な温度制御が駆動する細胞現象の探索

探索单细胞自主温度控制驱动的细胞现象

• 批准号: 22K20636
• 负责人: 村上 光
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20636/
• 关键词: 細胞内温度; 筋細胞; ミトコンドリア

温度は生命活動を司る物理量の一つである．これまでに，生命の最小単位である細胞において温度が能動的かつ自律的に制御されることを強く示唆する現象を見出した．一方で，その現象の明確な生理的意義は依存として不明である．本研究では，細胞内局所の温度により機能が制御される分子群の同定を通して「細胞内温度変動は細胞現象を誘導するシグナル（トリガー）となる」との仮説の実証を目指している．当該年の研究では，生体内にて盛んに温度変動が生じる器官である骨格筋に着目し，筋細胞をモデルとした仮説検証を行うための実験系を構築した．まず，マウス筋芽細胞株C2C12細胞，並びにマウス骨格筋から単離した筋芽細胞に対して，温度変化依存的な蛍光強度レシオ変化を示す蛍光性ポリマー温度センサー（FPT）（Sci. Rep. 2017）の導入条件を検討し，走査型レーザー共焦点顕微鏡を用いたイメージング技術に基づく細胞内温度計測法を確立した．続いて，熱発生に起因する温度変動が報告されている小胞体，及びミトコンドリアの膜上に近接依存性ラベル化分子であるAPEX2（Nat. Protoc. 2016）を導入するために，C2C12細胞に適用可能な遺伝子発現系を検討した．その結果，レトロウイルスベクターを用いた手法により良好な導入効率が得られることを見出した．以上，in vitroのみならずex vivoの筋細胞モデルについて，細胞内における温度変動の計測法を確立した．さらに，生細胞内ラベル化技術を用いることにより温度変動に関与する細胞小器官，並びにその周辺に存在するタンパク質群のプロファイルを解析する手法の導入にも成功しつつある．

Temperature and life activity are physical quantities. The minimum level of life is the temperature of the cell, the activity of the cell, the self-regulation of the cell, and the phenomenon of the cell. A party, the phenomenon and clear physiological significance of the dependence and unclear. This study aims to demonstrate that temperature changes in cells can induce cellular phenomena by regulating the identity of molecular groups. When the study was carried out in this year, the temperature of the living body changed, and the organs of the living body changed. C2C12 cell line, and its temperature dependent light intensity changes are indicated by light intensity changes (FPT). Rep. 2017), the introduction conditions were discussed, and the basic intracellular temperature measurement method was established. The temperature variation caused by heat generation is reported in small cells, and the proximity dependent molecules on the membrane are APEX2 (Nat. Protoc. C2C12 cells are suitable for the development of gene expression systems. The result is that the rate of introduction is very high. As described above, in vitro and in vivo, the measurement method of intracellular temperature variation is established. In addition, the introduction of intracellular protein analysis techniques into cells and small organs related to temperature changes and the existence of protein groups around the periphery has been successful.

项目成果

筋芽細胞分化における脂肪酸不飽和化酵素の役割

脂肪酸去饱和酶在成肌细胞分化中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Rosenkilde Mette M.;Tsutsumi Naotaka;Knerr Julius M.;Kildedal Dagmar F.;Garcia K. Christopher;村上 光，森島安美，原 雄二
• 通讯作者: 村上 光，森島安美，原 雄二

膜脂質を介する細胞自律的な細胞内温度制御

通过膜脂进行细胞自主细胞内温度控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 阿部 洋典;荒木 喜美;石黒 啓一郎;村上 光，長尾耕治郎，岡部弘基，原田慶恵，梅田眞郷
• 通讯作者: 村上 光，長尾耕治郎，岡部弘基，原田慶恵，梅田眞郷