空間相互相関解析による細胞内情報伝達機構解明法の確立

建立利用空间互相关分析阐明细胞内信息传递机制的方法

• 批准号: 20657035
• 负责人: 金城 政孝
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-20657035/
• 关键词: 細胞生物学; 細胞内情報伝達; 相関解析; 空間相関; ゆらぎ; 生体膜; 並進拡散; 蛍光測定

これまで全反射光学系を利用して多点蛍光相関分光装置を開発し細胞膜表面におけるタンパク質の動態やタンパク質相互作用を拡散速度を指標とし解析を進めてきた。これまで細胞局所における生体膜の流動性の違いや,膜タンパク質の拡散などの違いを明らかにし,生体膜表面に置けるタンパク質の動態解析に非常に有効であることを示してきた。さらにこの装置は単1細胞表面の7点同時測定が可能であり,細胞膜内の一定の範囲をカバーすることができる。そこで各測定点で測定されたシグナル間の関連性を明らかにすることで,タンパク質の移動の方向と,またシグナルの強弱がタンパク質の相互作用と関連していることから相互作用の強さなどを明らかにできる可能性があることに着目し,申請者は測定点間の空間相互相関解析を利用して解析を行った。昨年までに多点での分子間相互作用を検出可能とするためにバンドル化した光ファイバーの設置と検出器の接続を行った。各点からシグナルを同時に測定可能として,データの解析を行った。最終年度では,そのシグナル間の,すなわち空間相互作用の解析を行い,相互作用が検出することができ,装置が予想通りに動いていることを確認した。次に,実際の細胞に発現させた膜結合性GFPの測定を行い,生体膜上で等方的に拡散していることを確認した。また,実際に細胞内で機能を有する膜結合タンパク質を対象にして測定を行った。対象タンパク質はATP依存Naチャンネルタンパク質で,測定結果は拡散速度が予想通り低下し,かつ等方的な拡散であることを示した。実験計画の当初の目的である,生体膜上での空間相関測定が出来ることが確認されたが,全部の多点同時の相互相関の測定にはいたらなかった。原因の一つは多点相互相関関数解析に利用できるような強力な計算機が簡便に利用できないためである。今後,計算機のハード・ソフト分野との協力を得ることで,さらに研究を進める予定である。

The total reflection optical system can be used to analyze the dispersion velocity index of the multi-point optical correlation spectrometer. The fluidity and dispersion of the membrane are very important for the dynamic analysis of the membrane surface. This device is capable of measuring 7 points simultaneously on the surface of a single cell, and a certain range of parameters within the cell membrane. For each measurement point, the spatial correlation between the measurement points is analyzed by using the spatial correlation analysis. In the past, molecular interactions at multiple sites have been detected, and the interaction between molecules and molecules has been detected. Each point is determined simultaneously. The final year is the year when the spatial interaction is analyzed, the interaction is detected, and the device is identified. In addition, the measurement of membrane-bound GFP was carried out during the detection of real cells, and the distribution of protein on the biological membrane was confirmed. In fact, the intracellular function of membrane binding is determined by the quality of the target. The quality of the image depends on ATP. The measurement results show that the dispersion speed is low, and the dispersion speed is low. The original goal of the project is to determine the spatial correlation of biological membranes. The reason is that the correlation analysis of multiple points is easy to use by powerful computers From now on, computer science and technology will be divided into two fields.

项目成果

Single mother-daughter pair analysis to clarify the diffusion properties of yeast prion Sup35 in guanidine-HCI-treated [PSI] cells

单母女对分析阐明酵母朊病毒 Sup35 在盐酸胍处理的 [PSI] 细胞中的扩散特性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Genes Cells. 14
• 作者: Uejima;A.;Amano;T.;Nomura;N.;Noro;M.;Yasue;T.;Shiroishi;T.;Ohta;K.;Yokoyama;H.;Tamura;K.;三好知一郎;Kawai-Noma S
• 通讯作者: Kawai-Noma S

Membrane-binding proteins analyzed by multipoint total internal reflection fluorescence correlation spectroscopy.

通过多点全内反射荧光相关光谱分析膜结合蛋白。

• 发表时间: 2009
• 作者: A. Kawanabe;et al.;Tohru Sugawara;吉森 保;Takeharu Nagai;藤田朝彦・Martein van Oijen・細谷和海;Masataka Kinjo
• 通讯作者: Masataka Kinjo

Stress-induced environmental changes in a single cell as revealed by fluorescence lifetime imaging

• DOI: 10.1039/b805032e
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES
• 影响因子: 3.1
• 作者: Nakabayashi, Takakazu;Nagao, Issei;Ohta, Nobuhiro
• 通讯作者: Ohta, Nobuhiro

蛍光相関分光によるGFPの細胞内ダイナミックイメージ

荧光相关光谱法获得 GFP 细胞内动态图像

• 发表时间: 2010
• 作者: Kume;K.;K.Hosoya;小西雅樹・朝井俊亘・武内啓明・細谷和海;吉森保;永井健治;金城政孝
• 通讯作者: 金城政孝

他点蛍光相関分光法による細胞機能解析

使用其他点荧光相关光谱法进行细胞功能分析

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Yoshitsugu;J.Yamada;H.Kandori;吉森 保;Toshihiko Ogura;朝井俊亘・瀬能宏・細谷和海;金城政孝
• 通讯作者: 金城政孝