Gating mechanism of ERK and AKT in cell cycle checkpoint

细胞周期检查点ERK和AKT的门控机制

• 批准号: 22H02625
• 负责人: 青木 一洋
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02625/
• 关键词: ERK; Akt; 細胞周期; イメージング; FRET

本研究では、細胞周期進行、とくにG1-S期チェックポイント進行におけるERKとAKTの「動的ゲート機構」を解明することを目的とする。本年度は、各細胞周期におけるERKとAKTの活性の動的な変化と相互の連関哺乳類培養細胞（MCF-10A）にERKとAKTのバイオセンサー（ERK-KTR, AKT-KTR）、さらに細胞周期のセンサーを導入し、ERKとAKTの活性、さらには細胞周期の状態を可視化できるようにした。さらに、細胞株を血清や増殖因子の存在下で長期間タイムラプス観察し、各細胞周期におけるERKやAKTの活性動態を定量化した。その結果、ERKは既報のとおり確率的な活性化を示したが、Aktもほぼ同様の確率的な活性化ダイナミクスを示すことが分かった。これらの時系列データを基に、統計解析により各細胞周期における特徴的なERK活性やAkt活性の抽出を行っている。また、各種阻害剤を添加したときのERKとAKT活性の変化と細胞周期がどの時期に停止するのかを調べたところ、MEK阻害剤は既報のとおりG1期に停止させたが、AktやPI3K阻害剤はG1やS/G2期て停止させることが分かった。これらの結果から、AktはG1/S期移行だけでなく、S/G2期進行にも関与している可能性が分かった。現在、ERKとAktの活性を操作する光遺伝学ツールを開発と導入を進めている。また、得られた膨大な画像データから情報を効率よく定量化するための画像解析パイプラインの確立を進めている。

The purpose of this study is to clarify the mechanism of ERK in cell cycle progression, G1-S cycle progression and AKT. This year, ERK and AKT activity changes and interactions in mammalian cultured cells (MCF-10A), ERK and AKT activity changes (ERK-KTR, AKT-KTR), cell cycle changes, ERK and AKT activity changes, and cell cycle status changes were visualized. In the presence of serum growth factors, ERK and AKT activity dynamics were quantified during cell cycle. The results showed that ERK activity was higher than that of the control group. The time series of ERK activity and Akt activity were analyzed statistically according to the characteristics of cell cycle. In addition, various inhibitors are added to ERK and AKT activity, and cell cycle cycle The result of this study is that Akt has the possibility of G1/S transition and S/G2 transition. Now, the activity of ERK and Akt can be detected by optical microscopy. To obtain the image of the expansion of the rate of quantitative analysis of the image of the establishment

项目成果

Optical relaxation of actomyosin contractility

肌动球蛋白收缩性的光学弛豫

• 发表时间: 2022
• 作者: Pilaz LJ;Liu J;Joshi K;Tsunekawa Y;Musso CM;D'Arcy BR;Suzuki IK;Alsina FC;Kc P;Sethi S;Vanderhaeghen P;Polleux F;Silver DL.;青木一洋;Kazuhiro Aoki
• 通讯作者: Kazuhiro Aoki

Quantitative analysis of cell cycle by live-cell imaging and optogenetics

通过活细胞成像和光遗传学对细胞周期进行定量分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Van Heurck Roxane;Bonnefont J?r?me;Wojno Marta;Suzuki Ikuo K.;Velez-Bravo Fausto D.;Erkol Emir;Nguyen Dan Truc;Herpoel Ad?le;Bilheu Ang?line;Beckers Sofie;Ledent Catherine;Vanderhaeghen Pierre;Kazuhiro Aoki
• 通讯作者: Kazuhiro Aoki

Optical Control of Cell Signaling with Red/Far-Red Light-Responsive Optogenetic Tools in Caenorhabditis elegans

• DOI: 10.1021/acssynbio.2c00461
• 发表时间: 2023-02-20
• 期刊: ACS SYNTHETIC BIOLOGY
• 影响因子: 4.7
• 作者: Oda，Shigekazu;Sato-Ebine，Emi;Aoki，Kazuhiro
• 通讯作者: Aoki，Kazuhiro

A feedback loop between lamellipodial extension and HGF-ERK signaling specifies leader cells during collective cell migration

• DOI: 10.1016/j.devcel.2022.09.003
• 发表时间: 2022-10-10
• 期刊: DEVELOPMENTAL CELL
• 影响因子: 11.8
• 作者: Hino, Naoya;Matsuda, Kimiya;Matsuda, Michiyuki
• 通讯作者: Matsuda, Michiyuki

蛍光プローブと光遺伝学を用いた細胞周期の定量解析

使用荧光探针和光遗传学对细胞周期进行定量分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Pilaz LJ;Liu J;Joshi K;Tsunekawa Y;Musso CM;D'Arcy BR;Suzuki IK;Alsina FC;Kc P;Sethi S;Vanderhaeghen P;Polleux F;Silver DL.;青木一洋
• 通讯作者: 青木一洋