多重染色超解像顕微鏡法による細胞内シグナル伝達の空間マップの作成
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science |
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| Project/Area Number |
19H04961
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木内 泰 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70443984)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 細胞内シグナル伝達 / 超解像イメージング / 細胞骨格 / EGF受容体 / 超解像顕微鏡法 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞内シグナル伝達は、多数のシグナル分子の結合解離を基盤としている。この現象の数理解析を難しくする問題として、足場タンパク質や細胞内構造への局在、複合体形成による濃度や解離定数の局所的な変化が挙げられる。この空間的なネットワークが、シグナル伝達に秩序と方向性を与えていると予想される。本研究では、高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRISを用いて、細胞内シグナル伝達に関わる分子群と細胞内構造の超解像マップを作成する。シグナル伝達分子群の空間的な位置情報と細胞内構造の超解像マップを作成することで、細胞内シグナル伝達のより実像に近い数理解析を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内シグナル伝達は、多種のタンパク質の結合解離を基盤としている。それらの分子は細胞質中を拡散し、結合解離するだけでなく、複合体形成や細胞内構造への局在によって、シグナル伝達に方向性と秩序を与えている。この細胞内シグナル伝達の実態を理解するため、同一の細胞で多種のタンパク質を連続多重染色できる超解像顕微鏡法IRISを用いて、EGFシグナル伝達に関わる分子群と細胞内構造の超解像マップの作成を目指した。IRISは、標的分子に結合解離する蛍光プローブを用いる。標的に結合したプローブを蛍光１分子として捉え、その強度の中心点を多数のプローブで積算することで標的分布の超解像画像を得る。結合解離プローブは洗い流して、別の標的に対するプローブと交換することで連続多重染色できる。本研究では、抗体由来の結合解離プローブを作製し、EGF受容体やClathrin light chain、Eps15の超解像可視化を行い、それぞれの分子のClathrin coated pit（CCP）での特徴的な分布を捉えた。さらにアクチン線維と接着斑の超解像画像と重ね合わせたところ、細胞底面では、CCPはアクチンストレスファイバーの隙間に存在し、接着斑とは重ならない位置に形成されていた。このことは、CCPの形成部位は、アクチン線維や接着斑の分布と影響し合っていることを示唆している。EGF刺激によってEGF受容体は、多種のシグナル分子と結合し、CCPに集積した後にエンドサイトーシスされる。このことからEGF刺激後に集積したEGF受容体からのシグナル伝達を近傍のアクチン線維や接着斑が受けることが示唆される。今後、アクチン線維や接着斑の制御分子に対する結合解離プローブを作製することで、細胞底面での細胞内シグナル伝達の超解像マップの作成を進める。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
