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FRETイメージングによるキナーゼ活性の網羅的計測と細胞癌化との比較統計解析

研究課題

研究課題/領域番号 11J06027
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

小松 直貴  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード細胞増殖 / FRETイメージング / MEK阻害剤 / FRETバイオセンサー / 抗癌剤 / Ras-ERK / イメージング
研究概要

本研究では細胞内シグナル伝達系の一つ、Ras-Raf-MEK-ERK経路の遺伝子変異によりMEK阻害剤感受性に違いが生じる分子機構の解明を目的としている。今年度は細胞増殖率がS6K活性と良く相関することを見出した。またMEK阻害剤添加時のS6K活性レベルがMEK阻害剤抵抗性と良く相関することも見出した。s6K活性が細胞増殖に必要か調べるために、阻害剤処理、siRNA処理、優性劣性変異体の強制発現実験を行った。その結果、S6K活性それ自体は細胞増殖には寄与せず、mTORC1活性が増殖に必要であることが分かった。すなわち、MEK阻害剤はmTORC1を不活性化することで増殖を抑制することが示唆された。MEK阻害剤によるmTORC1不活性化は数時間から1日のオーダーでおきたことから、ERKはmTORC1をリン酸化ではなく遺伝子発現を介して制御している可能性が考えられた。MEK阻害剤誘導性の遺伝子発現を調べるためにMEK阻害剤感受性細胞、および抵抗性細胞にMEK阻害剤を添加、1日後にRNAを抽出し、RNA-Seq解析を行った。その結果、MEK阻害剤によりmTORC1関連遺伝子の大規模な発現変動が見られた。これは感受性細胞で特に顕著であった。なかでもmTORC1の不活性化因子であるTSC2とDEPTORの発現は感受性細胞で大きく上昇し、抵抗性細胞では発現上昇がみられなかった。MEK阻害剤によるこれらmTORC1不活性化因子の発現量がMEK阻害剤抵抗性を決定していると考えられる。以上の結果は現在論文投稿中である。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Stochastic ERK Activation Induced by Noise and Cell-to-Cell Propagation Regulates Cell Density-Dependent Proliferation2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Aoki, Yuka Kumagai, Atsuro Sakurai, Naoki Komatsu, Yoshihisa Fujita, Clara Shionyu and Michiyuki Matsuda
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 52 号: 4 ページ: 529-540

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2013.09.015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an optimized backbone of FRET biosensors for kinases and GTPases2011

    • 著者名/発表者名
      Komatsu N, Aoki K, Yamada M, Yukinaga H, Fujita Y, Kamioka Y, Matsuda M
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 22 号: 23 ページ: 4647-4656

    • DOI

      10.1091/mbc.e11-01-0072

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Systems analysis of sensitivity to MEK inhibitors in KRas- or BRaf-mutated cancer cells by FRET imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu, Clara Shionyu, Michiyuki Matsuda, Kazuhiro Aoki
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative analysis of sensitivity to MEK inhibitors in KRas- or BRaf- mutated cancer cells by FRET imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu, Clara Shionyu, Michivuki Matsuda. Kazuhiro Aoki
    • 学会等名
      FASEB Research Conferences Protein Kinases and Protein Phosphorylation
    • 発表場所
      Niagara Falls, New York
    • 年月日
      2013-07-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Live cell imaging of ERK signaling and cell proliferation reveals the diffe2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Systems Biology
    • 発表場所
      Toronto University (カナダ)
    • 年月日
      2012-08-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rational backbone of intramolecular FRET biosensors for kinase and GTPases2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Komatsu
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2011-06-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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