生体内蛋白質翻訳後修飾イメージング

• Project Area: Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
• Project/Area Number: 25113712
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木村 宏 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (30241392)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2013: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
• Keywords: 翻訳後修飾 / 生体イメージング / ヒストン / エピジェネティクス / 蛍光センサー

Research Abstract

細胞の機能発現には、遺伝子発現レベルの制御に加えて、蛋白質の翻訳後調節も重要である。後天的遺伝学（エピジェネティクス）の制御においては、DNAと強固な複合体を形成するヒストンの翻訳後修飾が主要な役割を果たしている。これまで我々は、ヒストン修飾特異的抗体からクローニングした一本鎖可変領域（scFv; single-chain variable fragment）をGFP融合蛋白質として細胞内で発現させてプローブとして用いることにより、内在性ヒストンの修飾を動物培養細胞や個体レベルで可視化することに成功している。我々はこのプローブを、mintbody（modification-specific intracellular antibody；細胞内修飾特異的抗体）と名付けた。本研究は、mintbodyを用いて、生体内蛋白質翻訳後修飾イメージング系を確立することを目的として行った。まず、ヒストンH3 Lys9アセチル化（H3K9ac）特異的mintbodyを改変し、分子内FRET（fluorescence resonance energy transfer）を利用したプローブの構築と、ERKセンサーを用いたCFP-YFP間FRET検出系の構築を開始した。一方、mintbodyを用いたヒストン修飾の定量的生体イメージングのために、H3K9ac特異的mintbodyとヒストンH2B-mCherryを同時に発現するゼブラフィッシュを作製した。これらの個体では、H3K9ac特異的mintbodyとH2B-mCherryは同一の発現システムで制御されているため、個々の細胞核でこれらの蛍光強度を比較することでアセチル化レベルの変化を追跡できると考えられる。

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。

Research Products

• [Journal Article] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • Author(s): Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Remarks] 木村グループ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/kimura/index.html