環境シグナル応答細胞の創製

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11227203
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 永井 和夫 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (00011974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 千明 海洋科学技術センター, 深海環境フロンティア, チームリーダー ; 青野 力三 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (30126643) ; 相澤 益男 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (00016742) ; 宝谷 紘一 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025444)
• Keywords: ストレス応答 / 電圧刺激 / heat shock protein / 有機溶媒 / 圧力刺激 / ルシフェラーゼ / Green fluorescence protein / ストレスファイバー

Research Abstract

環境ならびに各種ストレスに応答する細胞の調製、遺伝子の探索を目的として以下の結果を得た。(1)NF-κB結合領域の下流にルシフェラーゼ構造遺伝子を連結した遺伝子を導入したヒト肺癌腫細胞を構築し、IL-1あるいはTNFの刺激によるNF-κBの発現を発光の程度により検定することを可能にした。(2)大腸菌の染色体分配機構解析のために、抗FtsZ抗体を用いた分裂環の免疫蛍光染色とDAPIによる核染色を同時に行ない、染色体分配と細胞分裂の同時観察を可能にした。(3)低周波微小電圧刺激により活性化されるプロモーターについて検討し、heat shock proteinのひとつであるhsp70が該当することを見出した。(4)hsp70プロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を連結した動物細胞発現ベクターを構築し3T3-L1細胞に導入することによりhsp70の発現を発光により定量化することに成功した。さらにこの細胞を使用して熱刺激と電圧刺激ではhsp70遺伝子の発現経過に差異があることを示した。(5)有機溶媒に曝露したり酸化状態にすると発現が誘導される大腸菌遺伝子であるsox-marレギュロンよりsoxR遺伝子のプロモーター領域を取得し、下流にgreen fluorescence protein(gfp)遺伝子を連結したプラスミドを調製した。このプラスミドを導入した大腸菌は、スーパーオキシド生成試薬methylviologenの存在下で蛍光を発し遺伝子発現を容易に検出することを可能にした。(6)S. violaceaDSS12の加圧応答プロモーター領域にσ^<54>因子の結合部位があることからσ^<54>因子の遺伝子クローニングを行ない、加圧下発現遺伝子のひとつであるグルタミン合成酵素遺伝子のプロモーター領域との結合を検討した。(7)リポソーム中でアクチンを成長させた際、束化能をもつα-アクチニンの存在によりアクチン単独の場合とは異なり、球状部分の両側に管状部分を持つ二極性リポソームが形成されることを観察し、生体内ストレスファイバーのモデルとなることを示した。

Research Products

• [Publications] M. Wachi: "Overproduction of the outer-membrane proteins FepA and FhuE responsible for iron transport in Escherichia coli hfq : cat mutant"Biochem. Biophys. Res. Commum.. 264. 525-529 (1999)
• [Publications] A. Takada: "Negative regulatory role of the Escherichia coli hfq gene in cell division"Biochem. Biophys. Res. Commum.. 266. 579-583 (1999)
• [Publications] Y. Suezaki: "A statistical mechanical theory for the adsorption of protein to liposomal membranes"Biophys. Chem.. 80. 119-128 (1999)
• [Publications] T.J. Itoh: "Inhibition of microtubule assembly by HPC-1/Syntaxin 1A, an exocytosis relating protein"Cell Struc. Func.. 24. 359-364 (1999)
• [Publications] Y. Fukai: "Functional expression of the ascofuranone-sensitive Trypanosoma brucei brucei alternative oxidase in the cytoplasmic membrane of Escherichia coli"Comparative Biochemistry and Physiology Part C : Pharmacology, Toxicology and Endocrinology. 124. 141-148 (1999)
• [Publications] K. Nakasone: "Analysis of cis-elements upstream of the pressure-regulated operon in the deep-sea barophilic bacterium Shewanella violacea strain DSS12"FEMS Microbiol. Lett.. 176. 351-356 (1999)
• [Publications] M. Honda: "Morphogenesis of liposomes encapsulating actin depends on the type of actin-crosslinking"J. Mol. Biol.. 287. 293-300 (1999)
• [Publications] 宝谷紘一: "細胞内小器官からつくる人工膜細胞-リポソームと細胞骨格による再構築-"実験医学. 17. 24-29 (1999)
• [Publications] 本田誠: "細胞骨格による人工膜小胞の形態制御"生物物理. 39. 14-17 (1999)
• [Publications] 瀧口陽子: "微小管成長方向のスイッチング"生物物理. 39. 235-239 (1999)
• [Publications] Akihiko Ikegami: "Structural analysis of the ntrBC genes of deep-sea piezophilic Shewanella"Biosci. Biotech. Biochem.. (in press). (2000)
• [Publications] Hirokazu Hotani: "From membrane dynamics to cell morphogenesis"Current Opinion in colloid and Interface Science. (in press). (2000)
• [Publications] C. Kato: "How do deep-sea microorganisms response to the environmental pressure? Cell and Molecular Response to Stress (Eds. Kenneth B. Storey and Janet M. Storey)"JA Press Inc. (in press). (1999)
• [Publications] 宝谷紘一: "3.生体膜の弾性力学、生命力のみなもと-生体エネルギーへの物理的アプローチ-、日本物理学会編"裳華房出版 (印刷中). (2000)
• [Publications] 宝谷紘一: "形と動きを司る線維・細胞骨格 ニューバイオフィジックスシリーズ 生物物理学会編"共立出版 (印刷中). (2000)
• [Publications] 宝谷紘一: "細胞べん毛 細胞工学別冊 顕微鏡フル活用術イラストレイテッド"秀潤社 (印刷中). (2000)
• [Publications] 宝谷紘一: "細胞モデルの構築 バイオミメティックスハンドブック 長田義仁編"(株)エヌ・ティー・エス (印刷中). (2000)