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FRETイメージングによるキナーゼ活性の網羅的計測と細胞癌化との比較統計解析

Research Project

Project/Area Number 11J06027
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General medical chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小松 直貴  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords細胞増殖 / FRETイメージング / MEK阻害剤 / FRETバイオセンサー / 抗癌剤 / Ras-ERK / イメージング
Research Abstract

本研究では細胞内シグナル伝達系の一つ、Ras-Raf-MEK-ERK経路の遺伝子変異によりMEK阻害剤感受性に違いが生じる分子機構の解明を目的としている。今年度は細胞増殖率がS6K活性と良く相関することを見出した。またMEK阻害剤添加時のS6K活性レベルがMEK阻害剤抵抗性と良く相関することも見出した。s6K活性が細胞増殖に必要か調べるために、阻害剤処理、siRNA処理、優性劣性変異体の強制発現実験を行った。その結果、S6K活性それ自体は細胞増殖には寄与せず、mTORC1活性が増殖に必要であることが分かった。すなわち、MEK阻害剤はmTORC1を不活性化することで増殖を抑制することが示唆された。MEK阻害剤によるmTORC1不活性化は数時間から1日のオーダーでおきたことから、ERKはmTORC1をリン酸化ではなく遺伝子発現を介して制御している可能性が考えられた。MEK阻害剤誘導性の遺伝子発現を調べるためにMEK阻害剤感受性細胞、および抵抗性細胞にMEK阻害剤を添加、1日後にRNAを抽出し、RNA-Seq解析を行った。その結果、MEK阻害剤によりmTORC1関連遺伝子の大規模な発現変動が見られた。これは感受性細胞で特に顕著であった。なかでもmTORC1の不活性化因子であるTSC2とDEPTORの発現は感受性細胞で大きく上昇し、抵抗性細胞では発現上昇がみられなかった。MEK阻害剤によるこれらmTORC1不活性化因子の発現量がMEK阻害剤抵抗性を決定していると考えられる。以上の結果は現在論文投稿中である。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Stochastic ERK Activation Induced by Noise and Cell-to-Cell Propagation Regulates Cell Density-Dependent Proliferation2013

    • Author(s)
      Kazuhiro Aoki, Yuka Kumagai, Atsuro Sakurai, Naoki Komatsu, Yoshihisa Fujita, Clara Shionyu and Michiyuki Matsuda
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 52 Issue: 4 Pages: 529-540

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2013.09.015

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an optimized backbone of FRET biosensors for kinases and GTPases2011

    • Author(s)
      Komatsu N, Aoki K, Yamada M, Yukinaga H, Fujita Y, Kamioka Y, Matsuda M
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 22 Issue: 23 Pages: 4647-4656

    • DOI

      10.1091/mbc.e11-01-0072

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Systems analysis of sensitivity to MEK inhibitors in KRas- or BRaf-mutated cancer cells by FRET imaging2013

    • Author(s)
      Naoki Komatsu, Clara Shionyu, Michiyuki Matsuda, Kazuhiro Aoki
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of sensitivity to MEK inhibitors in KRas- or BRaf- mutated cancer cells by FRET imaging2013

    • Author(s)
      Naoki Komatsu, Clara Shionyu, Michivuki Matsuda. Kazuhiro Aoki
    • Organizer
      FASEB Research Conferences Protein Kinases and Protein Phosphorylation
    • Place of Presentation
      Niagara Falls, New York
    • Year and Date
      2013-07-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Live cell imaging of ERK signaling and cell proliferation reveals the diffe2012

    • Author(s)
      Naoki Komatsu
    • Organizer
      The 13th International Conference on Systems Biology
    • Place of Presentation
      Toronto University (カナダ)
    • Year and Date
      2012-08-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Rational backbone of intramolecular FRET biosensors for kinase and GTPases2011

    • Author(s)
      Naoki Komatsu
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2011-06-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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