2021 Fiscal Year Annual Research Report
Cdk-サイクリンによるG1/Sチェックポイントの閾値決定機構の解明
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19K16050
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
後藤 祐平 基礎生物学研究所, 定量生物学研究部門, 助教 (50814620)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分裂酵母 / 細胞周期 / CDK / サイクリン / FRET / 光遺伝学 / 蛍光相関分光法 / 微小流路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞周期とその制御は、すべての真核生物にとって必須の生命現象であり、その破綻は細胞死や細胞のがん化の原因となる。外界からの刺激や内在性のストレスにより細胞周期の進行を不可逆的に制御する細胞周期チェックポイントが細胞周期各時期を厳密に制御している。本研究では、G1/S期チェックポイントに着目し、1細胞定量イメージングにより、分裂酵母およびヒト培養細胞を用いて進化的に保存された「CDKCdk-サイクリンによるG1/S期チェックポイントの閾値決定機構の解明」を目的としている。
本研究課題では、細胞周期マスター制御因子であるCDK-サイクリンを可視化するために、分裂酵母の内在性CDK-サイクリンに蛍光タンパク質をタグ付けした株を樹立し各種生化学パラメータをイメージングによりを測定することに成功した。さらに、CDKのリン酸化酵素活性を生体内でリアルタイムに測定できるCDK-FRETセンサーを新規開発、改良し、CDK-サイクリンの量や結合だけでなく最終的なアウトプットとなる活性を測定する系も完成した。
これまでの細胞周期の研究では、生化学って細胞集団平均の情報のみしか得られなかったり、薬剤による細胞周期同調を必要としたり等、特殊な条件下での解像度の低いデータしか得られなかった。本研究で開発した定量測定系やCDKセンサーを用いることで、生きた1細胞の経時的なデータを定量的に得ることができる。細胞周期は個々の細胞が独立に行う動的なプロセスのため、今後このような1細胞イメージング技術により高時間解像度の動態が得られ、ダイナミックな制御機構の全貌が明らかになることが期待される。
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