Analysis of mechanism underlying kinase signaling transduction by development of a neochrome-basedoptogenetic tool

通过开发基于新色素的光遗传学工具分析激酶信号转导的机制

基本信息

批准号：
22K19304
负责人：
末次憲之
金额：
$ 4.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19304/
关键词：
光受容体フォトトロピンフィトクロムゼニゴケ光遺伝学

项目摘要

光スイッチタンパク質を用いた光操作技術は、遺伝子発現、タンパク質の活性や局在変化など、様々な生命現象の光操作を可能にし、動物や微生物における研究分野で強力な研究ツールとなっている。光操作技術に用いられる各種の光受容体は、植物由来であるにも関わらず、植物科学ではこれらが活用されていない。本提案では、植物の細胞内シグナル伝達において重要な役割を果たすタンパク質のリン酸化に注目し、申請者らが発見した赤色光/遠赤色光可逆的タンパク質キナーゼであるネオクロム（Suetsugu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2005）を用いて、（１）植物のタンパク質リン酸化を介したシグナル伝達機構解明のための新規光操作技術の開発、および（２）その技術を用いた植物シグナリング機構の解析を目的とする。本申請にあるような赤色光/遠赤色光で可逆的にキナーゼをオン/オフするという報告例は未だなく、新規のネオキナーゼの開発という研究も、それを用いた網羅的なキナーゼシグナリング機構の解析というのも他に例を見ない。本申請における植物AGCキナーゼを用いたネオキナーゼの開発は、植物における光操作ツール開拓に向けた挑戦的研究であると言える。本年度は機器、実験器具、試薬、植物材料、ベクターなどの準備を行なった。また、ヒザオリのネオクロムの発色団の結合能とキナーゼ活性を検出する系の確率を行うことにより、より小さく汎用性の高いネオキナーゼの開発を目指す。

使用光学开关蛋白的光掌握技术可实现各种生命现象的光持续性，例如基因表达，蛋白质活性和定位变化，并已成为动物和微生物研究领域的强大研究工具。尽管用于光含量技术的各种光感受器是植物来源的，但这些受体并未用于植物科学。 This proposal focuses on the phosphorylation of proteins that play an important role in intracellular signaling in plants, and uses neochrome (Suetsugu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2005), a red/far-red light reversible protein kinase discovered by the applicants, to (1) develop novel photomanipulation techniques for elucidating the mechanisms of signaling via protein植物中的磷酸化，（2）使用此技术分析植物信号传导机制。如本应用程序中所述，尚未有任何报道的情况，可以用红色/远红色光可逆地打开和关闭激酶，并且对使用它们的激酶信号机制的全面分析进行了研究。在本应用中，使用植物AGC激酶的新因子酶开发是一项旨在开发植物中照相工具的具有挑战性的研究。今年准备了设备，实验室设备，试剂，植物材料，向量等。此外，通过实施检测新染色体发色团的结合能力和蓝细菌发色团的激酶活性的概率，我们旨在发展一个更小，更广泛的新因子酶。