細胞内情報伝達の再構成系における非線形反応の解析

细胞内信息传输重构系统中的非线性反应分析

• 批准号: 20016027
• 负责人: 佐甲 靖志
• 金额: $ 5.38万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20016027/
• 关键词: 上皮成長因子; Ras; MAPK; 1分子計測; セミインタクト細胞; 過剰応答性; 反応ゆらぎ

細胞増殖・分化を司る上皮成長因子(epidermal growth fctor : EGF)-Ras-MAPKシステムにおいて、(1)EGF受容体の活性化増幅、(2)ERK(MAPK)活性化に見られる双安定性という2つの非線形応答現象を、それぞれセミ・インタクト細胞内および大腸菌内に再構成し、1分子計測、可視化計測によって非線形性の性質と、非線形性を生むメカニズムを解析することを目的として研究を行い、以下の結果を得た。(1) EGF受容体(EGFR)の活性化反応の解析EGFR-GFPを発現するCHO-K1細胞でEGFRの会合数分布と会合体の空間分布計測を行い、2量体を単位とする高次会合体が形成されていることを予想する結果を得た。分子間相互作用を直視するため、光感受性の蛍光蛋白質を融合したEGFRでPALM法により20nm程度の空間分解能で1分子検出を行う方法を開発した。(2) ERKの活性化反応の解析ERK,および活性化MEKとMKPを組み込んだ発現プラスミドを構築し大腸菌で発現を行った。3種の蛋白質の発現を10倍程度制御し、リン酸化ERK抗体によるWestern blotでMEK発現依存的にERKの2重リン酸化が亢進し、MKPの強発現によりリン酸化が阻害されることを確認した。決定論的および確率的な計算法によるERKリン酸化反応解析を行った。決定論的な連立微分方程式モデルにおいては、ERKリン酸化状態の双安定性が予測できた。確率的な反応シミュレータで、細胞サイズが0.2μm^3以下に減少すると双安定性は消失するが、哺乳類細胞レベルの大きさでは、リン酸化レベルは100時間を超えて安定に維持されることが予想された。

Epithelial Growth Factor for Cell Proliferation and Differentiation (epidermal growth fctor : EGF)-Ras-MAPK activation mechanism;(1) Increased activation of EGF receptor;(2) Bistability of ERK(MAPK) activation;(3) Nonlinear response;(4) Intracellular reorganization of EGF receptor;(5) Molecular measurement;(6) Nonlinear properties of ERK receptor;(7) Nonlinear properties of ERK receptor;(8) Nonlinear properties of ERK receptor;(9) Nonlinear properties of ERK receptor;(10) Nonlinear properties of ERK receptor;(11) Nonlinear properties of ERK receptor;(12) Nonlinear properties of ERK receptor;(13) Nonlinear properties of ERK receptor;(14) Nonlinear properties of ERK receptor;(15) Nonlinear properties of ERK receptor;(16) Nonlinear properties of ERK receptor;(17) Nonlinear properties of ERK receptor;(18) Nonlinear properties of ERK receptor;(19) Nonlinear properties of ERK receptor;(19) Nonlinear properties of ERK receptor;(19) Nonlinear properties of ERK receptor;(19) Nonlinear The purpose of this study is to analyze the non-linear nature of the product, and to obtain the following results. (1)Analysis of EGF receptor (EGFR) activation reaction EGFR-GFP was detected in CHO-K1 cells. The number distribution of EGFR consortia and spatial distribution of consortia were measured. Molecular interactions: direct vision, photosensitivity, and fusion of photoproteins. PALM method. 20nm spatial resolution. 1 molecular detection. (2)Analysis of ERK Activation Reaction ERK, MEK and MKP are assembled to construct E. coli for development. Western blot confirmed that the expression of ERK, which is dependent on MEK expression, was inhibited by 10-fold, and the expression of MKP was inhibited by 10-fold. Determination of the accuracy of the calculation method for ERK acidification analysis Deterministic continuous differential equations predict bistability of ERK acidification The stability of mammalian cells is expected to be maintained for 100 days after the reduction of the stability of mammalian cells below 0.2μ m ^3.

项目成果

細胞内シグナル伝達システムの1分子イメージング

细胞内信号系统的单分子成像

• 发表时间: 2008
• 期刊: 実験医学増刊 26
• 作者: T.Oba;P.Sun;Y.Harada;T.Takahashi;H.lriuda;M.Seki;Y.Nakanishi;S.Noguchi;T.lshida;and M.;佐甲靖志
• 通讯作者: 佐甲靖志

A RasGTP-Induced Conformational Change in C-RAF Is Essential for Accurate Molecular Recognition

• DOI: 10.1016/j.bpj.2009.05.048
• 发表时间: 2009-09-02
• 期刊: BIOPHYSICAL JOURNAL
• 影响因子: 3.4
• 作者: Hibino, Kayo;Shibata, Tatsuo;Sako, Yasushi
• 通讯作者: Sako, Yasushi

Reduction-triggered fluorescent amplification probe for detection of endogenous RNAs in living human cells.

还原触发荧光扩增探针，用于检测活人细胞中的内源性 RNA。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Bioconjugate Chemistry 20
• 作者: Hananouchi T;et al.;Kazuhiro Furukawa
• 通讯作者: Kazuhiro Furukawa

Single Molecule Dyanmics in Life Science. (Yanagida, T. and Ishii, Y. ed.)(分担執筆)

生命科学中的单分子动力学（Yanagida, T. 和 Ishii, Y. ed.）（撰稿人）

• 发表时间: 2009
• 作者: Ueda;et al.
• 通讯作者: et al.

Single-molecule dynamics of cell signaling proteins

细胞信号蛋白的单分子动力学

• 发表时间: 2009
• 作者: Nishimura;A.;Sako Y.
• 通讯作者: Sako Y.