Unraveling mTORC1 activity dynamics and its information processing in cell proliferation

揭示 mTORC1 活性动态及其在细胞增殖中的信息处理

• 批准号: 22K06230
• 负责人: 小松 直貴
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06230/
• 关键词: mTORC1; シグナル伝達; 細胞周期; FRETプローブ; 生細胞イメージング; mTOR; 蛍光プローブ

mTOR複合体1(mTORC1: mechanistic target of Rapamycin complex 1)は、細胞内外のさまざまな情報を感知・統合し、複数の下流を協調的に制御するという最重要のシグナル伝達分子であるが、細胞内でどのような時間ダイナミクスで活性化しているのか、ほとんど分かっていない。同様に、mTORC1活性化の時間ダイナミクスと下流の表現型との関係についてもほとんど分かっていない。本研究では、生細胞蛍光イメージングによりmTORC1の活性とその下流の一つである細胞周期を可視化すること、加えて分子操作によりmTORC1活性のダイナミクスと細胞周期との因果関係を明らかにすることを目的としている。今年度は、mTORC1活性の蛍光プローブと細胞周期の蛍光プローブを併用した生細胞イメージングにより、mTORC1活性の時間パターンと細胞周期のG1/G0期の進行に関する知見を得た。並行して、mTORC1活性化を人為的に操作することを目指し、mTORC1の活性化条件の探索を行った。mTORC1制御分子の変異体を組み合わせの検討により、強くmTORC1を活性化する条件を同定した。今後は、G1/G0期におけるmTORC1活性変化と細胞周期進行との時間的関係について、より確度を高めるべく、引き続き生細胞イメージング解析を進める。並行して、今年度同定したmTORC1活性化の条件を利用してmTORC1活性化を誘導したときの細胞周期進行への影響について、生細胞イメージング等により解析を行う。

MTORC1（雷帕霉素复合物的机理靶标1）是一种信号分子，它会感知和整合细胞内部和外部的各种信息，并且坐标以协调的方式控制多个下游部分，但鲜为人知它如何在细胞内部激活。同样，关于MTORC1激活的时间动力学与下游表型之间的关系知之甚少。这项研究的目的是通过活细胞荧光成像可视化MTORC1及其下游细胞周期的活性，并通过分子操作阐明MTORC1活性动力学与细胞周期之间的因果关系。今年，使用具有MTORC1活性的荧光探针的荧光探针和细胞周期的荧光探针进行活细胞成像，从而深入了解了MTORC1活性的时间模式以及细胞周期的G1/G0阶段的进展。同时，我们研究了MTORC1的激活条件，以人为地操纵MTORC1激活。通过结合MTORC1调节分子的突变体，确定了强烈激活MTORC1的条件。将来，我们将继续进行活细胞成像分析，以改善G1/G0期间MTORC1活性变化与细胞周期进程之间的时间关系。同时，当使用今年确定的条件诱导MTORC1激活时，对MTORC1激活的细胞周期进程的影响将通过活细胞成像和其他手段进行分析。

项目成果

細胞周期依存的なmTORC1活性化の可視化

细胞周期依赖性 mTORC1 激活的可视化

• 发表时间: 2022
• 作者: 小松直貴;宮脇敦史
• 通讯作者: 宮脇敦史