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発光タンパク質ルシフェラーゼを利用した細胞間シグナル伝達の定量的解析法の開発

利用发光蛋白荧光素酶开发细胞间信号转导定量分析方法

基本信息

批准号：
15J08707
负责人：
河村玄気
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08707/
关键词：
ルシフェラーゼ光制御シグナル伝達一細胞発光機能性分子

项目摘要

本研究では、光制御法に対する発光タンパク質ルシフェラーゼを用いた制御および評価法の開発を行った。まず発光による光制御法の開発として、光制御プローブの主駆動波長域である青色で発光するルシフェラーゼNanoLuc（NLuc)をもちい、ルシフェラーゼの発光による光制御プローブ駆動の可能性を検証した。光制御プローブとしては既存のβカテニンシグナル伝達系を制御する系を利用した。検証の結果、NLuc発光により光制御系を駆動することは可能であり、効率の良い制御には可能な限り制御因子であるNLucと被制御因子である光制御プローブの距離を短くすることが重要であることが判明した。また、近接具合が十分であればNLucと光制御プローブを分離した条件においても光制御プローブの駆動が可能であった。次にルシフェラーゼをもちいた光制御系の評価法の開発として、βカテニンシグナル伝達系を対象とした一細胞レベルで光制御によるシグナル伝達の活性化が追跡可能な発光レポーターを開発した。顕微鏡下で観察し得られた画像を処理するプログラムを構築し、NLucの発光量変化とレポーターからのシグナル変化をそれぞれ一細胞レベルで定量可能な評価系を実現した。これらの系をもちい、発光によるβカテニンシグナル伝達制御の一細胞レベルでの解析を行ったところ、発光により最大で1.3倍程度の活性化が得られた。また発光の強度とレポーターのシグナル強度との間には明確な相関は見られなかったことから、発光の強度と光制御系の制御能の関係性は単純な比例関係にないことが推測された。以上の結果から、本研究課題で取り組んだ発光駆動の光制御系は実現可能であることが分かった。また光制御能を定性的に一細胞レベルで評価可能な系を開発した。これらの制御系と評価系により細胞集団において一細胞レベルでのシグナル伝達の定量評価、および制御が可能になることが期待される。

This study aims to explore the development of optical control and evaluation methods. The development of the optical control method for the emission of light in the cyan wavelength region and the main wavelength region of the optical control method are discussed. The light control system uses existing light control systems. The result of the test, NLuc, is that the optical control system is not active, the optical control system is not active, and the optical control system is not active. In addition, it is possible to combine the light source with the light source under different conditions. In addition, the development of a method for evaluating a light-control system in a cellular environment is described. A cell based quantitative evaluation system was developed for the detection and processing of images under microscope. The maximum activity of the system was 1.3 times higher than that of the control system. The relationship between the intensity of light emission and the intensity of light control system is pure and proportional. The above results show that the optical control system of the optical system is possible. A cell that determines the nature of light control can be evaluated and developed. The control system and evaluation system can be used to evaluate the quantitative evaluation of cell aggregation and control possibility.