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FRET-GT - 細胞内情報伝達分子の活性に基づくトランスクリプトミクス技術

Research Project

Project/Area Number 11J06044
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 腫瘍生物学
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

幸長 弘子  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsFRET / グリオブラストーマ / Rac1 / ライブイメージング / FACS / 浸潤 / 次世代シーケンサー / Rho-family GTPases / Racl
Research Abstract

(1)腫瘍細胞の情報伝達系の確率論的・動的なゆらぎの実証
Rac1,Cdc42,RhoA活性をモニターするFRETバイオセンサーを発現するグリオブラストーマ細胞をそれぞれ使用し、培養条件下で播種した細胞を顕微鏡下とセルサイトメーターにより集団として分子活性がどのくらい広がって分布しているのか検討した。その結果、どちらもRac1,Cdc42活性は幅広い分子活性分布を、RhoA活性は比較的狭い分子活性分布を示した。次にRac1活性の高い細胞と低い細胞をセルサイトメーターで分取して培養し、活性が元と同じ分布に回帰するかどうか検討した。1時間、1日後は活性が保たれているが、1週間後には元の分布に回帰した。よって、この活性の変化が動的・確率的に変化していること(ゆらぎ)が示唆された。また1細胞内でのRac1活性を5日間、タイムラプスFRETイメージングし活性がゆらいでいることを証明した。
(2)FRET-GT法を用いたRac1分子活性の"ゆらぎ"の腫瘍の悪性度に及ぼす影響の解析
Rac1活性の高い細胞と低い細胞をセルソーターによって分取し、次世代シーケンサを使ってRNAの発現量を解析(RNA-seq)した。同様に、Cdc42とRhoA活性の高い細胞群、低い細胞群もそれぞれRNA-seqを行った。その結果、活性の高い細胞群と低い細胞群を比較したとき発現変動の大きかった遺伝子は、Rac1とCdc42で似たような発現パターンを示した。一方、RhoA活性では似た発現パターンは確認できなかった。これらのことは、Rac1とCdc42の活性分布パターンが類似し、RhoAが異なることと一致している。さらに、遺伝子機能によって分類し統計処理したところ、Rac1活性の高い細胞群には細胞運動などRac1活性と関係する遺伝子が有意に存在することが分かった。Rac1活性と腫瘍の浸潤能を検討するため、上記方法でセルソーターを用いて分取した細胞の浸潤能を、BD社のマトリゲルインベージョンチャンバーを用いて実験を行った。Rac1活性の高い細胞のほうが、マトリゲル内を早く浸潤することが分かった。インベージョンチャンバーを用いて、Rac1活性の高い細胞群で発現変動の大きかった遺伝子の中で膜に存在する遺伝子16個が浸潤に及ぼす影響をそれぞれ調べた。siRNAを用いてノックダウンし、その細胞の浸潤能を検討している。16個の遺伝子の内、4個の遺伝子、MMP15,TSN17_RAT,Freq/NCS-1,Pstpip2において、ノックダウンによる浸潤能の低下がみられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

申請書に書いた通りの結果を得ることができ、進み具合も年次計画通りである。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] In vivo fluorescence resonance energy transfer imaging reveals differential activation of Rhofamily GTPases in glioblastoma cell invasion2012

    • Author(s)
      E Hirata, H Yukinaga, Y Kamioka, Y Arakawa, S Miyamoto, T Okada
    • Journal Title

      J Cell Sci

      Volume: 125 Issue: 4 Pages: 858-868

    • DOI

      10.1242/jcs.089995

    • Related Report
      2011 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] グリオーマ細胞の多様性を生み出すRacl活性のゆらぎの解析2012

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      定量生物学の会 第5回年会
    • Place of Presentation
      東京大学 駒場IIキャンパス生産技術研究所(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Heterogeneity of glioma cells caused by fluctuation of Racl activity2012

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      グローバルCOEプログラム国際シンポジウム/リトリード2012
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-10-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] FRET-GT細胞内情報伝達分子の活性に基づくトランスクリプトミクス技術2012

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      次世代シーケンサ現場の会 第二回研究会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      2012-05-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of Transcriptomes by Stochastic Changes in Rho-family GTPases Activity2012

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      Global Academic Programs 2012 Conference
    • Place of Presentation
      Holmenkollen Pane Hotel (ノルウエイ)
    • Year and Date
      2012-05-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of Transcriptomes by Stochastic Change in Rho-family GTPases Activity2011

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      The EMBO meeting 2011
    • Place of Presentation
      Austria Center Vienna(オーストリア)
    • Year and Date
      2011-09-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ation of Transcriptomes by Stochastic Change in Rho-family GTPases Activity2011

    • Author(s)
      幸長弘子
    • Organizer
      NGS現場の会第一回研究会
    • Place of Presentation
      熱海ニューフジヤホテル(静岡県)
    • Year and Date
      2011-05-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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

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