超解像・一分子イメージングによる微小管内腔結合タンパク質の解析
| Project/Area Number |
23K24060
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| Project/Area Number (Other) |
22H02798 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48010:Anatomy-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岡田 康志 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50272430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池崎 圭吾 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10722960)
池田 一穂 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (20642565)
神原 丈敏 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 技師 (40451637)
榎 佐和子 (苙口佐和子) 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (50467635)
Li Xue (馬場雪) 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (50936507)
伊藤 陽子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (60584571)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 微小管 / 1分子計測 / 一分子計測 / 微小管内腔結合タンパク質 / 一分子イメージング / 超解像顕微鏡法 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞骨格の一つである微小管は、細胞の形態形成や維持など文字通り細胞の骨格として機能するだけでなく、小胞輸送などの物質輸送のレールとしても機能している。この多様な機能を実現する分子機構として、さまざまな微小管結合タンパク質が同定されており、微小管の安定性や重合・脱重合の制御に重要な役割を果たすと共に、それらの欠損による疾患も数多く報告されている。これまで、微小管結合タンパク質は、微小管の表面に結合すると考えられてきたが、最近、微小管内腔に結合するタンパク質が存在することが報告されている。本研究では、微小管内腔に結合するタンパク質の局在と動態を超解像・一分子顕微鏡で検索する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、微小管内腔結合タンパク質(microtubule inner proteins, MIPs)について、軸糸微小管以外の細胞質微小管にも存在するのだろうか？ また、MIPsが微小管のどこから内腔に進入し、どのように、そしてどのような機能を果たすのか、という問いに答えることを目的としている。
そのために、近接ラベル法により微小管内腔に局在するタンパク質を網羅的に検索する。また、超解像ライブイメージング法、高速高分解能一分子計測とクライオ電子顕微鏡法を組み合わせる。これにより、① 細胞質微小管MIPsの網羅的同定、② MIPsは細胞内のどの微小管のどこから内腔に進入するのか、③ MIPsは細胞内でどのような機能を果たすのか、の3つの問いにアプローチする。
① については、MIPsの網羅的検索のために、微小管内腔側と表面側にビオチン化酵素(TurboID)を導入した細胞をそれぞれ作成し、選択的に微小管内腔側あるいは外側表面を標識できるかの条件検討を開始した。
② については、MIPs動態計測の基礎として、αTATをモデル系とした蛍光一分子イメージングに着手した。細胞内での計測結果から、互いに矛盾する2つの先行研究の結果についての統一的な解釈を示唆する結果が得られた。
③ については、高い分解能でMIPsの微小管に対する局在を可視化するため、ナノメートル分解能の超解像蛍光顕微鏡法の技術開発にとりくみ、予備的な結果が得られつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画した研究項目について、当初計画通りの進展が見られる。
一分子イメージングについては、細胞内での計測結果が得られつつあり、想定していた進度を超えて、先行研究の相矛盾する結果の統一解釈を示唆する結果が得られるなど、一部ではむしろ当初計画を超える進展がみられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね順調に進捗しているため、当初予定通りに計画を進めていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] A highly photostable and bright green fluorescent protein2022
Author(s)
Hirano Masahiko、Ando Ryoko、Shimozono Satoshi、Sugiyama Mayu、Takeda Noriyo、Kurokawa Hiroshi、Deguchi Ryusaku、Endo Kazuki、Haga Kei、Takai-Todaka Reiko、Inaura Shunsuke、Matsumura Yuta、Hama Hiroshi、Okada Yasushi、Fujiwara Takahiro、Morimoto Takuya、Katayama Kazuhiko、Miyawaki Atsushi
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Journal Title
Nature Biotechnology
Volume: -
Issue: 7
Pages: 1132-1142
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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