2020 Fiscal Year Research-status Report
ライブイメージングと数理モデルを用いたグルコース感知機構の解析
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20K06647
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
佐野 浩子 久留米大学, 付置研究所, 講師 (90506908)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 栄養感知 / 糖 / 糖応答性転写因子 / ライブイメージング / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞によるグルコース感知機構を明らかにするために、数理モデル解析を行う。数理モデルの構築には、ショウジョウバエ脂肪体培養系のライブイメージングで取得した、グルコース濃度とグルコース感知の程度を表す数値データを用いる。今年度は、ライブイメージングデータを取得するための実験系の構築を行った。まず、脂肪体におけるグルコース濃度変化をモニターするための黄色蛍光タンパク質GreenGlifon系統を作製した。脂肪体プロモーターに感度の異なる３種類のGreenGlifon遺伝子 (GreenGlifon50, 600, 4000) をそれぞれ連結したベクターを、ショウジョウバエゲノムに挿入した。脂肪体で発現したGreenGlifon50は、0~1 mMの範囲においてグルコースの増減に良好な反応を示したが、1 mM以上ではグルコース濃度に応じた蛍光強度の変化が見られなかった。より感度の低いGreenGlifon600および4000は、0.1 mM以下ではグルコース濃度に応じた蛍光強度の変化が見られなかったが、0.1~100 mMの範囲においてグルコースの増減に良好な反応を示した。これらの結果から、ショウジョウバエの体液中グルコース濃度を考慮した生理的条件におけるイメージングには、GreenGlifon600および4000が適していると判断した。一方、グルコース感知は、グルコース応答性転写因子Mondoの核移行を指標として検出する。そこで、Mondoの細胞内局在を赤色蛍光タンパク質mAppleでモニターするための系統を作製した。CRISPR/Cas9システムを利用したノックインを用いて、ゲノム中のMondoタンパク質コード領域のC末端にmAppleを挿入することにより、MondoはmAppleとの融合タンパク質 (Mondo::mApple) として発現させた。Mondo::mAppleは0.1~100 mMの範囲においてグルコースの増減に良好な反応を示した。これらの結果に基づき、ライブイメージング用の系統として、GreenGlifon600または4000とMondo::mAppleの両方を持つ系統を作製した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ライブイメージングに用いるマーカー系統を作製し、生理的条件で使用できることを確認したが、データ取得には高感度・高速で撮影が可能なレーザー顕微鏡が必要である。研究協力者の設備を用いる予定であるが、新型コロナウイルス流行のため、訪問することができなかった。そのため、進捗状況はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製したマーカー系統を用いてライブイメージングの条件検討を行う。取得データが数理モデルの構築に適しているかを、数理モデルを専門とする研究協力者と検討しながら、実験条件を決定する。
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[Presentation] The polyol pathway is crucial for glucose sensing and sugar-responsive changes in metabolic gene expression.2020
Author(s)
Sano, H., Nakamura, A., Yamane, Y., Niwa, H., Nishimura, T., and Kojima, M.
Organizer
第53回日本発生生物学会年会
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[Presentation] The polyol pathway is a crucial glucose sensor in Drosophila.2020
Author(s)
Sano, H., Nakamura, A., Yamane, M., Niwa, H., Araki, K., Takemoto, K., Ishiguro, K., Takada, Y., Nishimura, T., and Kojima, M.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
