走電性を利用したゆらぎ入力に対する細胞応答の測定と解析

使用趋电性测量和分析细胞对波动输入的响应

• 批准号: 05J09970
• 负责人: 佐藤 雅之
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J09970/
• 关键词: 走電性; 走化性; ゆらぎ; 細胞性粘菌; 細胞運動; グアニル酸シクラーゼ; PI3K; PI3キナーゼ; cGMP

昨年度までの研究により、走電性応答に関与する細胞内情報伝達分子群を同定することに成功した。そこで次に、細胞運動に対する電場ゆらぎ(ノイズ)の影響を検討することを試みた。これまで定性的にはノイズ付加によるシグナル増強を示唆する結果が得られていた。そこで、本年度は、細胞運動の電場ノイズ周波数依存性を明らかにし、細胞内情報処理システムを電場で変調するための最適な定量的実験条件を検討した。その結果、細胞の運動速度が5kHzの電場振動により顕著に上昇することが明らかとなった。一般に酵素などの蛋白質分子は、ミリ秒から秒程度の時定数で反応を行なうことが知られている。蛋白質分子が1回の反応に伴い一連の構造変化を1回行なうとすれば、構造変化の周波数は1〜1000kHzとなる。今回見つかった周波数依存性は、こうした蛋白質の構造変化の周波数よりも1桁から2桁程度早い。細胞運動の速度を決定している律速反応に関与する蛋白質分子が内在的な構造ゆらぎよりも1桁から2桁早いゆらぎを印加されることにより、反応が加速された可能性がある。こうした現象を説明する理論として、律速反応の速度を決めるエネルギー障壁がゆらぐことによって反応が加速する理論が提案されており(Oosawa,1975)、ノイズを利用したシグナル伝達の制御法として注目される。今後は電場ゆらぎを印加しているときの走電性情報伝達分子の挙動を観察することが重要であるほか、確率共鳴理論の適用についても今後検討を進める必要があるだろう。

Yesterday's annual ま で の research に よ り, ZouDian 応 answer に masato and す を る intelligence 伝 of molecules in the cell group with fixed す る こ と に successful し た. そ こ で に, cell movement に す seaborne る electric field ゆ ら ぎ (ノ イ ズ) の influence を beg す 検 る こ と を try み た. こ れ ま で qualitative に は ノ イ ズ plus に よ る シ グ ナ ル raised strong を in stopping す る results ら が れ て い た. そ こ で, this year's は, cell movement の electric field ノ イ ズ cycle for dependency を Ming ら か に し, intracellular intelligence 処 シ ス テ ム で を electric field - adjustable す る た め の optimum な quantitative be 験 conditions を beg し 検 た. そ の results, cell の movement speed が 5 KHZ の electric field vibration に よ り 顕 through に す る こ と が Ming ら か と な っ た. General に enzyme な ど の は protein molecules, ミ リ seconds か ら second degree の when destiny で anti 応 を line な う こ と が know ら れ て い る. Protein molecules が 1 の back against 応 に with い の structure in a row - the を 1 return な う と す れ ば, structural variations の cycle for 1 ~ 1000 KHZ は と な る. This time, it is observed that the degree of frequency dependence of った った った and the degree of <s:1> う た た た た た た た た た of た protein <s:1> structural change <s:1> frequency よ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> of <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> of <s:1> <s:1> <s:1> of <s:1> is earlier than that of <s:1> ら of ら of 1. Cell movement speed の を decided し て い る law of speed against 応 に masato and す る が inner な protein molecules structure ゆ ら ぎ よ り も 1 truss か ら 2 girder early い ゆ ら ぎ を Inca さ れ る こ と に よ り, anti 応 が accelerate さ れ た possibility が あ る. こ う し た phenomenon を explain す る theory と し て, law of speed against 応 の speed を definitely め る エ ネ ル ギ ー barrier が ゆ ら ぐ こ と に よ っ て anti 応 が accelerate す る theory proposed が さ れ て お り (Oosawa, 1975), ノ イ ズ を using し た シ グ ナ ル 伝 da の suppression method と し て attention さ れ る. Future は electric field ゆ ら ぎ を Inca し て い る と き の ZouDian temperament to 伝 operatives の 挙 dynamic を 観 examine す る こ と が important で あ る ほ か, probabilistic resonance theory の applicable に つ い て も beg を into future 検 め る necessary が あ る だ ろ う.

项目成果

Spontaneous cell movement and galvanotactic response in Dictyostelium cells

盘基网柄菌细胞的自发细胞运动和趋电反应

• 发表时间: 2008
• 作者: M.J. Sato;M. Ueda;H. Takagi;T. M. Watanabe;T. Yanagida;and M.Ueda;Masayuki J. Sato;Kumiko Hayashi;Hiroaki Takagi;Hiroaki Takagi;高木拓明;高木 拓明;高木拓明;高木 拓明;高木拓明;高木 拓明;高木拓明;高木 拓明;Hiroaki Takagi;Hiroaki Takagi;Hiroaki Takagi;Hiroaki Takagi;Hiroaki Takagi
• 通讯作者: Hiroaki Takagi

電気シグナルに応答する細胞性粘菌

对电信号做出反应的细胞粘菌

• 发表时间: 2007
• 作者: A. Takayama;MJ Sato;Y. Arai;T. Yanasida;M. Ueda;佐藤 雅之;佐藤 雅之
• 通讯作者: 佐藤 雅之

Behavior of signaling molecules in electrotaxis of Dictyostelium cells

盘基网柄菌细胞趋电中信号分子的行为

• 发表时间: 2008
• 作者: A. Takayama;MJ Sato;Y. Arai;T. Yanasida;M. Ueda
• 通讯作者: M. Ueda

振動する電気シグナルの細胞運動への影響

振荡电信号对细胞运动的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: A. Takayama;MJ Sato;Y. Arai;T. Yanasida;M. Ueda;佐藤 雅之
• 通讯作者: 佐藤 雅之