細胞内微小空間の温度分布を可視化する蛍光性温度センサーの開発

开发可视化细胞内微空间温度分布的荧光温度传感器

• 批准号: 19021024
• 负责人: 清中 茂樹
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Kyoto 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19021024/
• 关键词: 温度センサー; コイルドコイル; GFP; センサー

本年度は、各細胞小器官の機能変化と温度変化の相関関係について評価した。特に、エネルギー(ATP)産生を伴うミトコンドリア機能に焦点を当てて評価した。ミトコンドリアではATP合成が行われ、細胞内のエネルギー産生場として知られる。ATPを産生する際には、ミトコンドリア内外にH+勾配を発生させ、H+移動の駆動力を利用する。すなわち、ミトコンドリアは熱代謝が盛んに行われていることが示唆される。また、褐色脂肪細胞においては、ミトコンドリアにプロトンを輸送するUCP1と呼ばれるタンパク質が存在し、温度発生を行っていると報告されている。そこでH+勾配の解消剤(FCCP)を処置した際の、ミトコンドリアの温度変化を温度センサーを用いて評価した。その結果、FCCP処置により、蛍光変化が起こり、温度変化が起こっていることが示唆された。また、H+勾配の構築を阻害する脱共役剤ロテノンをあらかじめ処置しておくと、FCCPを処置しても蛍光変化が起こらなかった。これらの結果は、ミトコンドリアにおける温度上昇を可視化できたことを意味する。また、褐色脂肪細胞に関わらず、他の細胞においても、ミトコンドリアのH+勾配を解消することで温度上昇が起こることも確認できたことを意味する。

今年，我们评估了每个细胞器中功能变化与温度变化之间的相关性。特别是，评估的重点是与能量（ATP）产生相关的线粒体功能。线粒体涉及ATP合成，被称为细胞内的能源生产场。产生ATP时，在线粒体内外产生H+梯度，以利用驱动力进行H+迁移。换句话说，建议线粒体进行活跃的热耦合。在棕色脂肪细胞中，存在一种称为UCP1的蛋白质，将质子传输到线粒体，据报道发生温度的产生。因此，当用H+梯度缓解剂（FCCP）处理时，使用温度传感器评估线粒体的温度变化。结果表明，FCCP治疗导致荧光变化和温度变化。此外，当抑制H+梯度构建的解偶联剂烤面酮被预处理时，即使在用FCCP处理后也不会发生荧光变化。这些结果表明，线粒体的温度升高可以看到。这也意味着可以通过消除线粒体H+梯度来确认其他细胞中的温度升高，无论棕色脂肪细胞如何。

项目成果

Changes in Temperature Preferences and Energy Homeostasis in Dystroglycan Mutants

• DOI: 10.1126/science.1165712
• 发表时间: 2009-03
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: K. Takeuchi;Y. Nakano;U. Kato;M. Kaneda;M. Aizu;W. Awano;S. Yonemura;Shigeki Kiyonaka;Y. Mori;D. Yamamoto;M. Umeda