PC12細胞における分化情報蛋白質の動態解析

PC12细胞分化信息蛋白的动态分析

• 批准号: 17024036
• 负责人: 佐甲 靖志
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17024036/
• 关键词: NGF; Ras; 細胞分化; 1分子計測; 細胞内情報伝達

PC12細胞は神経成長因子(NGF)によって、未分化状態から神経細胞様の形態に分化する。本研究では、分化過程における3つの主要な細胞内情報伝達分子、TrkA NGF受容体、低分子量GTPase Rasの活性変動を可視化計測し、分化状態遷移の分子機構を探索することが目標である。今年度はNGFとその受容体であるTrkAの複合体の細胞膜における動態と、情報伝達反応の1分子計測を行った。複合体の運動にはランダム拡散状態と停止状態があり、個々の複合体が2つの状態を1秒前後で行き来することが観察された。状態間の遷移は両方向とも確率的に起こり、それぞれひとつの律速段階をもつ。停止時においては、複数の複合体が会合体を作ることが観察された。また、停止はTrkAの持つリン酸化活性に依存していた。リン酸化したTrkAは細胞質蛋白質Shcを介してGrb2/Sos複合体に認識され、Sosは細胞膜の低分子量GTPase Rasを活性化するとされている。活性化したRasは細胞質のリン酸化酵素であるRaf1に認識される。Cy3-NGFとGFP-Raf1を同時に1分子観察すると、細胞膜でCy3とGFPの蛍光輝点の共局在が起こる。これはCy3-NGFからGFP-Raf1への情報伝達複合体の形成が1分子レベルで観察されたことを意味している。1分子レベルの共局在は常にCy3-NGFが停止状態にある時に起きた。すなわち、NGF/NGF受容体複合体は細胞膜上をランダムに動き回りながら、細胞内に取り込まれるまでの数分間に間歇的に細胞質の情報伝達蛋白質と複合体を形成して、細胞内に情報を伝える。情報伝達複合体はNGF,NGF受容体(TrkA,p75),Shc,Grb2,Sos,Ras,Raf1といった多くの蛋白質を含むと予想されるが、それはほとんどひとつの律速反応で形成されるといったことが明らかになった。

PC12 cells are regulated by NGF, differentiated from undifferentiated state to morphologically differentiated state. The purpose of this study is to explore the molecular mechanisms of differentiation state transition by visualizing the activity of three key intracellular signaling molecules, TrkA NGF receptors and low molecular weight GTPasRas. This year, NGF receptor and TrkA complex cell membrane dynamics, information transmission and molecular measurement were performed. The movement of the complex is in the state of dispersion and stop. The movement of the complex is in the state of 2 seconds and the movement is in the state of detection. The transition between states starts with the direction and accuracy of the transition, and ends with the speed of the transition. When the time comes, the complex will be combined. Stop TrkA and maintain acidification activity. TrkA is a cytoplasmic protein that regulates the recognition of Grb2/Sos complexes and the activation of Sos low molecular weight GTPases in cell membranes. Ras is activated by cytosolic acid. Cy3-NGF and GFP-Raf1 are detected simultaneously, and the interaction between Cy3 and GFP in cell membrane is initiated. This means that the formation of the information transmission complex from Cy3-NGF to GFP-Raf1 is a one-molecule event. 1. The molecular structure of Cy3-NGF is always in a state of inactivity. NGF/NGF receptor complexes are formed on cell membranes and in cells, and information in cytoplasm is transmitted intermittently. The information complex NGF,NGF receptor (TrkA,p75),Shc, Grb2,Sos,Ras,Raf1 and many other proteins are contained in the protein matrix.

项目成果

情報伝達分子の生細胞イメージング

信号分子的活细胞成像

• 发表时间: 2005
• 期刊: シグナル伝達研究2005-'06(山本雅、仙波憲太郎編)実験医学増刊 23
• 作者: 岩根敦子;上田昌宏;日比野佳代;佐甲靖志;柳田敏雄
• 通讯作者: 柳田敏雄

Formation of signal transduction complexes during immobile phase of NGFR movements

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2006.01.126
• 发表时间: 2006-03-31
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Shibata, SC;Hibino, K;Sako, Y
• 通讯作者: Sako, Y

Single-molecule analysis of epidermal growth factor signaling that leads to ultrasensitive calcium response.

• DOI: 10.1529/biophysj.104.053330
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Biophysical journal
• 影响因子: 3.4
• 作者: T. Uyemura;H. Takagi;T. Yanagida;Y. Sako

細胞内蛍光1分子観察法とその応用 「光科学研究の最前線」「光科学研究の最前線」(発行委員会編)

细胞内荧光单分子观察方法及其应用《光学科学研究前沿》《光学科学研究前沿》（出版委员会编）

• 发表时间: 2005
• 作者: Uyemura;T.;Takagi;H.;Yanagida;T.;Sako;Y.;Makoto Tadano;佐甲靖志
• 通讯作者: 佐甲靖志

Covalent immobilization of epidermal growth factor molecule for single-molecule imaging analysis of intracellular signaling.

表皮生长因子分子的共价固定用于细胞内信号传导的单分子成像分析。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biomaterials in press
• 作者: Ichinose;J.;Morimatsu;M.;Yanagida;T.;Sako;Y.
• 通讯作者: Y.