Unraveling mTORC1 activity dynamics and its information processing in cell proliferation

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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。