2014 Fiscal Year Annual Research Report
生細胞イメージングによるＥＲＫ ＭＡＰＫ経路におけるシグナル伝達動態の定量解析
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14J03140
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
新土 優樹 大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞内情報伝達 / ERK / MAPK / EGF / スイッチ応答 / PC12 / セミインタクトアッセイ / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）は、細胞増殖や分化、細胞死などの細胞運命決定を制御する。本研究では、ERKが外部刺激の増加に対してどのように応答するか、すなわちERKの応答関数を明らかにすることを目的として研究を行い、以下の結果を得た。
1. 上皮成長因子（EGF）刺激に対して、ERKの核移行がスイッチ応答（Hill係数 > 4）を示すことを明らかにした。
2. ERK核移行のスイッチ応答が、ERK自身のキナーゼ活性に依存していることを見出した。
3. セミインタクト細胞へのERK核移行の再構成実験により、ERKのキナーゼ活性と核移行キネティクスの関係性を示唆した。
非線形性な応答性には、ゆらぐ細胞外シグナルに対する曖昧さを取り除き、高感度な情報伝達を可能にするという有利な点がある。ERKの核移行において見いだされたスイッチライクな応答性は、細胞運命決定の制御というERKの機能を考えると合理的であると思われる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は研究目標は、(1) ERKの核移行応答の決定 (2) 阻害剤による応答特性変化の検討 (3) セミインタクト細胞へのERK核移行の再構成 の3点であった。
(1) に関しては、生細胞蛍光イメージングにより、ERKの核移行が細胞外シグナルによってスイッチライクに誘導されることを明らかにした。(2) に関しては、MEK阻害剤、ERK阻害剤に対する核移行応答の変化を検討した。ERKの核移行にMEKの活性は必須であり、ERKの活性はERKの核移行には必須ではないが、非線形な応答を示すために必要であることを見いだした。(3) に関しても、アッセイに必要なタンパク質の精製、およびセミインタクト化の条件検討を行い、ERKの核移行を再構成することに成功した。
以上のように、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
セミインタクト細胞への再構成実験と質量分析を組み合わせることで、ERKの活性と核移行の関係性をつなぐ分子メカニズムを明らかにする。また、数理モデルを用いることで、平成26年度に得られた様々な実験的知見が定量的に説明できるのかを検討する。これらの研究により、ERKシグナル伝達システムの定量的な理解を目指す。
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Research Products
(2 results)
