一分子計測・操作による cAMP 発振回路の構築機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15K14491
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 堀川 一樹 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (70420247)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: イメージング / 生物リズム / 自己組織化 / cAMP / 離散系 / 興奮系 / バイオメージング / 一分子計測 / シグナル伝達

研究成果の概要

シグナル伝達回路の構築/作動原理を解明するには、回路構成因子群(cAMP受容体, 合成酵素, 中間制御因子など)の絶対数計測が必須である。その実現のため、従来は困難であったGFPノックイン細胞株を容易に作成する手法(BMC Biotech, 2016)や、超高感度なcAMP指示薬を開発した(ACS Chem Biol, 2016)。これらの同時計測により、一部の機能タンパク質の保有数が突出した少数個の細胞が存在するすること、こうした細胞がいち早く走化性シグナルを発生させることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nontrivial Effect of the Color-Exchange of a Donor/Acceptor Pair in the Engineering of Forster Resonance Energy Transfer (FRET)-Based Indicators. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusaku Ohta, Takanori Kamagata, Asuka Mukai, Shinji Takada, Takeharu Nagai, and Kazuki Horikawa
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 11(7) 号: 7 ページ: 1816-1822
  • DOI: 10.1021/acschembio.6b00221
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliable handling of highly A/T-rich genomic DNA for efficient generation of knockin strains of Dictyostelium discoideum (2016)
  • 著者名/発表者名: Asuka Mukai, Aya Ichiraku, Kzuki Horikawa
  • 雑誌名: BMC Biotechnology 巻: なし 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.1186/s12896-016-0267-8
  • NAID: 120006814108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by blockade of monocarboxylate transportation (2015)
  • 著者名/発表者名: 6. Hanson DJ, Nakamura S, Amachi R, Hiasa M, Oda A, Tsuji D, Itoh K, Harada T, Horikawa K, Teramachi J, Miki H, Matsumoto T, Abe M.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 6 号: 32 ページ: 33568-33586
  • DOI: 10.18632/oncotarget.5598
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Minority control of synchronized dynamics in biological oscillator (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀川一樹
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 自発的発振回路の新規構築原理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀川一樹
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第71回学術講演会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-05-13
• [図書] 少数性生物学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永井健治、村越秀治、大場雄介、富樫祐一、小松﨑民樹、城口克之、野地博行、前島一博、粟津暁紀、鈴木宏明、茅 元司、矢島潤一郎、谷口雄一、小嶋誠司、今田勝巳、石島秋彦、福岡 創、蔡 栄淑、堀川一樹、大出晃士
  • 総ページ数: 178
  • 出版者: 日本評論社