生体イメージングによる反応速度論的パラメーターの高感度計測

• Project Area: Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
• Project/Area Number: 23136504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 青木 一洋 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (80511427)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2012: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2011: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: FRET / FCCS / パラメーター / シミュレーション / 解離定数

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に開発した方法で反応パラメーターの取得をさらに進めるとともに、定量パラメーターを用いた細胞内シグナル伝達システムのシミュレーションモデルの構築を行うことを目指した。
①定量パラメーターを用いたシグナル伝達システムのシミュレーションモデルの構築：　Ras-ERK MAPキナーゼシグナル伝達系の中に含まれるタンパク質間相互作用を昨年度開発した相互相関蛍光分光法FCCSを用いた手法により測定した。その結果、合計20以上ものタンパク質間相互作用を生きた細胞内で測定することができた。ここで得られたパラメーターを基にRas-ERK MAPキナーゼシグナル伝達系のシミュレーションモデルをCell Designerにより構築し、数値シミュレーションを行った。その結果、アダプタータンパク質ShcがEGF受容体に複数結合することが下流にシグナルを伝えるために必要であることを見出した。また、細胞内解離定数の値は、試験管内の解離定数と大きく異なっており、細胞内の環境を加味した反応パラメーターの重要性が明らかになった。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Stable expression of FRET biosensors: a new light in cancer research. (2012)
  • Author(s): Aoki, K.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 103 Issue: 4 Pages: 614-619
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2011.02196.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of an optimized backbone of FRET biosensors for kinases and GTPases (2011)
  • 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
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Toward a quantitative simulation model of Ras-ERK signaling pathway: Quantitative measurement with FCCS and FRET. (2013)
  • Author(s): Kazuhiro Aoki
  • Organizer: Quantitative Bioimaging
  • Place of Presentation: Okazaki, Japan
  • Year and Date: 2013-03-17
  • Invited
• [Remarks] 高感度FRETプローブの効率的な作製技術の開発
  • URL: https://sites.google.com/site/qsimulationproject/project-definition/eevee_project
• [Remarks] 高感度FRETプローブの効率的な作製技術の開発
  • URL: https://sites.google.com/site/qsimulationproject/project-definition/eevee_project