Development of multi-scale and functional imaging technique to quantify the fluctuation in intercellular signaling

开发多尺度和功能成像技术来量化细胞间信号传导的波动

• 批准号: 22770182
• 负责人: HORIKAWA Kazuki
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22770182/
• 关键词: 自己組織化; BRET; 社会性アメーバ; 自已組織化; cAMP

To better understand the principle in self-organized pattern formation, it is important to measure fluctuating input/output-relationship of intercellular communication at the onset of pattern formation. Here, we tried to develop ultrasensitive indicators for cAMP, being the major communication signaling molecule. First, we designed the FRET-based cAMP indicator whose dynamic range and Kd was optimized for the extracellular measurement, and successfully generated ultrasensitive cAMP probe whose Kd is around 50 nM. We also developed luminescent-based BRET indicators whose Kd ranges from 50 nM to 3 microM. By utilizing these probes, we can directly measure the pattern of both intra-and intercellular cAMP concentration change which should reveal the input/output-relation during the self-organized pattern formation.

为了更好地理解自组织模式形成的原理，在模式形成开始时测量细胞间通讯的波动输入/输出关系非常重要。在这里，我们尝试开发 cAMP 的超灵敏指示剂，cAMP 是主要的通讯信号分子。首先，我们设计了基于FRET的cAMP指示剂，其动态范围和Kd针对细胞外测量进行了优化，并成功生成了Kd约为50 nM的超灵敏cAMP探针。我们还开发了基于发光的 BRET 指示剂，其 Kd 范围为 50 nM 至 3 microM。通过利用这些探针，我们可以直接测量细胞内和细胞间 cAMP 浓度变化的模式，这应该揭示自组织模式形成过程中的输入/输出关系。

项目成果

Spontaneous network activity visualized by ultra-sensitive Ca2+indicators, yellow Cameleon-Nano Nature Methods

通过超灵敏 Ca2 指示剂、黄色 Cameleon-Nano 自然方法可视化自发网络活动

• 发表时间: 2010
• 作者: 堀川一樹、永井健治;ほか8名
• 通讯作者: ほか8名

バイオイメージング細胞間シグナルの伝達パターンを捉える

生物成像捕获细胞间信号的传输模式

• 发表时间: 2011
• 期刊: 生物の遺伝
• 作者: 古谷寛治;仁木宏典;堀川一樹
• 通讯作者: 堀川一樹

Spontaneous network activity visualized by ultrasensitive Ca2+ indicators, yellow Cameleon-Nano

• DOI: 10.1038/nmeth.1488
• 发表时间: 2010-09-01
• 期刊: NATURE METHODS
• 影响因子: 48
• 作者: Horikawa, Kazuki;Yamada, Yoshiyuki;Nagai, Takeharu
• 通讯作者: Nagai, Takeharu