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細胞内シグナル伝達機構における時間情報コードのシステム生物学

Research Project

Project/Area Number 24241067
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field System genome science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

黒田 真也  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50273850)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥27,820,000 (Direct Cost: ¥21,400,000、Indirect Cost: ¥6,420,000)
Fiscal Year 2013: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2012: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Keywordsシグナル伝達 / モデル化 / 糖代謝 / グリコーゲン / インスリン
Research Abstract

シグナル伝達機構の本質は、多彩な入力の情報を限られた種類の分子にコードすることにある。申請者らはERK経路やAkt経路の研究において、分子活性の時間パターンに入力情報がコードされる時間情報コードを世界に先駆け見出している。本研究では、以上の研究を発展させ、細胞内シグナリングの時間情報コードを解明してその生理学的な意義を明らかにするとともに、時間情報コードが様々なシグナル伝達に見られる一般的な特性であることを明らかにすることを目的とした。
申請者らはラットの肝臓がん由来のFao細胞において、インスリンの3つの異なる時間パターンがpAktに多重にコードされ、下流の3つのシグナル分子(pS6K,pGSK3β, G6Pase)がそれぞれ選択的にデコードすることを見出した。本年度は、シグナル分子の下流にある糖代謝やタンパク質合成などの代謝制御に時間情報コードが使われているかどうかを検討した。そこで、インスリンのさまざまな時間パターンを細胞に与えて、時間情報コードにより最終的な生理機能であるタンパク質合成やグリコーゲン合成、糖新生抑制といった代謝物質を計測した。同時にこれらの代謝を制御する数理モデルを作成して、インスリンによる代謝制御調節ネットワーク制御においても時間情報コードが用いられていることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012 Other

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

  • [Journal Article] In vitro reconstitution of a CaMKII memory switch by an NMDA receptor-derived peptide.2014

    • Author(s)
      Urakubo, H., Sato, M., Ishii, S., & Kuroda, S.
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: 106 Issue: 6 Pages: 1414-1420

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2014.01.026

    • NAID

      120005434969

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Extraction of Simple Relationships in Growth Factor-Specific Multiple-Input And Multiple-Output Systems in Cell-Fate Decisions by Backward Elimination PLS Regression.2013

    • Author(s)
      Yuki Akimoto, Katsuyuki Yugi, Shinsuke Uda, Takamasa Kudo, Yasunori Komori, Hiroyuki Kubota and Shinya Kuroda
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8(9) Issue: 9 Pages: e72780-e72780

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0072780

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Robustness and Compensation of Information of Signaling Pathways.2013

    • Author(s)
      Shinsuke Uda, Takeshi H Saito, Takamasa Kudo, Toshiya Kokaji, Takaho Tsuchiya, Hiroyuki Kubota, Yasunori Komori, Yu-ichi Ozaki, and Shinya Kuroda
    • Journal Title

      Science

      Volume: 341 Issue: 6145 Pages: 558-561

    • DOI

      10.1126/science.1234511

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The selective control of glycolysis, gluconeogenesis and glycogenesis by temporal insulin patterns2013

    • Author(s)
      Noguchi, R., Kubota, H., Yugi, K., Toyoshima, Y., Komori, Y., Soga, T., Kuroda, S.
    • Journal Title

      Mol Syst Biol.

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 664-664

    • DOI

      10.1038/msb.2013.19

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temporal Decoding of MAP Kinase and CREB Phosphorylation by Selective Immediate Early Gene Expression2013

    • Author(s)
      Takeshi H. Saito, Shinsuke Uda, Takaho Tsuchiya, Yu-ichi Ozaki and Shinya Kuroda
    • Journal Title

      PloS One

      Volume: 8(3) Issue: 3 Pages: e57037-e57037

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0057037

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Selective Control of Glycolysis, Gluconeogenesis and Glycogenesis by Temporal Insulin Patterns2013

    • Author(s)
      Rei Noguchi, Hiroyuki Kubota, Katsuyuki Yugi, Yu Toyoshima, Yasunori Komori, Tomoyoshi Soga and Shinya Kuroda
    • Journal Title

      Molecular Systems Biology

      Volume: 未定

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Information coding of ERK signaling networks2013

    • Author(s)
      Shinya Kuroda
    • Organizer
      The 35th IEEE-EMBC2013
    • Place of Presentation
      大阪・大阪国際会議場
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] トランスオミクスへ向けた定量生物学2013

    • Author(s)
      Shinya Kuroda
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸・神戸ポートピアホテル
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] The Selective Control of Glycolysis, Gluconeogenesis and Glycogenesis by Temporal Insulin Patterns2013

    • Author(s)
      Rei Noguchi, Hiroyuki Kubota, Katsuyuki Yugi, Yu Toyoshima, Yasunori Komori, Tomoyoshi Soga and Shinya Kuroda
    • Organizer
      Keystone Symposia Conference:PI3-Kinase and Interplay with Other Signaling Pathway (X3)
    • Place of Presentation
      Colorado, USA
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] PLS regression analysis of Signal transduction network and phenotypes in PC12 cell2012

    • Author(s)
      Yu-ki Akimoto, Katsuyuki Yugi, Shinsuke Uda, Kanako Watanabe, Takeshi H Saito and Shinya Kuroda
    • Organizer
      ICSB2012 The 13th International Conference on Systems Biology
    • Place of Presentation
      Toronto, Canada
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Unbiased identification of global network for signaling and metabolism from trans-omic data

    • Author(s)
      黒田真也、柚木克之、久保田浩行、曽我朋義、中山敬一
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡・福岡国際会議場
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Systems-level analysis of dynamic regulation of glucose metabolism by insulin in Fao hepatoma cells

    • Author(s)
      野口怜、久保田浩行、柚木克之、豊島有、曽我朋義、黒田真也
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡・福岡国際会議場
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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