2023 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of cell signaling with information physics
| Project Area | Information physics of living matters |
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| Project/Area Number |
19H05798
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| Research Institution | National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
青木 一洋 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 教授 (80511427)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 里実 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助教 (00569733)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | EGF / EGFR / ERK / 情報量 / １分子イメージング / FRET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究のテーマは真核生物の細胞内情報伝達系の情報処理特性である。真核生物の細胞内情報伝達系について、情報伝達分子や反応のネットワークの全体像が明らかになりつつある。一方で、既存の研究のフレームワークでは理解できない細胞内情報伝達系の問題も数多く残されており、情報・通信の分野で研究されてきた情報理論を用いたアプローチによる解決が期待されてきた。本研究では、分子から細胞にわたる情報処理特性を情報という視点から解析することで、既存の生物学にはない情報量という物理量を定量化する。このような独自のアプローチにより、情報伝達系の設計原理を明らかにする。
本年度は、(1)CDK活性の可視化と細胞周期進行の分子機構解明と、(2)多様なリガンドの細胞内情報伝達系による符号化原理、の２つのテーマに関しては解析を進めた。(1)に関しては、CDK活性を高感度に検出できるFRETバイオセンサーを開発し、分裂酵母と培養細胞でCDKの活性の可視化に成功した。また分裂酵母の解析から、CDK活性がある閾値を超えることでG2/M期移行が起きることを定量的に示すことができた。本研究はDevelopmental Cell誌に受理された。(2)に関しては、GPCRの下流シグナルであるcAMP, Ca, ERK, RhoAの時系列を効率よく定量化する実験系を樹立した。現在、70種類ものGPCRをリガンド刺激したときの下流シグナルを定量化し、解析を行っている。さらに、ドーパミン状態とセロトニン受容体のシグナル伝達に注目した解析結果をまとめて論文投稿を行った。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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