Ras-MAPKカスケードの情報伝達イメージング

• 研究課題/領域番号: 16025201
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松田 道行 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (10199812)
• 研究分担者: 中村 岳史 大阪大学, 微生物病研究所, 講師 (60362604) ; 黒川 量雄 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (40333504)
• 研究期間 (年度): 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円); 2004年度: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
• キーワード: Ras / MAPK / Raf / シミュレーション

研究概要

がん化の過程をコンピューター上で再現するシステムを構築できれば、ピンポイントの創薬や、理論に基づいたオーダーメイド治療法の選択などが極めて迅遠にできるようになることが期待されている。われわれは細胞がん化にきわめて重要な役割を果たす細胞増殖情報伝達系(チロシンキナーゼ-Ras-Raf-MAPK)の情報伝播過程の画像化を行い、その実測データに基づくシミュレーションの構築を行った。まず、RafとERKの活性化状態を生細胞で画像化するための蛍光分子プローブを作製した。蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)の原理を利用した分子プローブを使うことによってRafはclosed inactive/semi-closed inactive/open inactive/open activeの4つの状態を取ること、RasがRafへ結合するとclosedフォームをopenフォームへ誘導すること、RafのopenフォームはMEKへの親和性が増していること、MEKをリン酸化するためにはRafは細胞膜上で活性化されることが必要であることがわかった。一方、ERKのモニターを用いて、刺激前にはMEKと結合して細胞質に存在していたERKが、上皮細胞増殖因子刺激後に活性化型へと変化し核へ移行する様子が画像化できた。これらのデータをもとに細胞増殖情報伝達系のシミュレーションの構築を行った。癌遺伝子情報伝達系の複雑性は人知の超えるところである。今後、シミュレーションモデルは、さまざまな癌遺伝子の活性化がMAPKカスケードにどのような影響を及ぼすかを解析するツールとして役に立つものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Ras binding opens c-Raf to expose the docking site for MEK. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terai, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: EMBO Rep. 6 ページ: 251-255
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Local PIP3 accumulation recruits Vav2 and Vav3 to activate Rac1/Cdc42 and initiate neurite outgrowth in nerve growth factor -stimulated PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Fujikawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A FRET-based probe for epidermal growth factor receptor bound non-covalently to a pair of synthetic amphipathic helixes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Itoh, R.E., Kurokawa, K., Fujioka, A., Sharma, A., Mayer, B.J., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ras binding opens c-Raf to expose the docking site for MEK. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terai, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: EMBO Rep. (In press)
• [雑誌論文] Visualizing the signal transduction pathways in living cells with GFP-based FRET probes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Takaya, A., Terai, K., Fujioka, A., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Acta Histochemica et Cytochemica (In press)
  • NAID: 110003161214
• [雑誌論文] Local PIP3 accumulation recruits Vav2 and Vav3 to activate Rac1/Cdc42 and initiate neurite outgrowth in nerve growth factor -stimulated PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Fujikawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell (In press)
• [雑誌論文] Cell type-specific regulation of RhoA activity during cytokinesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki, H., Ohba, Y., Parrini, M.C., Dulyaninova, N.G., Bresnick, A.R., Mochizuki, N., Matsuda,M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 44759-44762
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles played by a subset of integrin signaling molecules in cadherin-based cell-cell adhesion. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., Mazaki, Y., Kurokawa, K., Hanks, S.K., Matsuda, M., Sabe,H.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 166
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RalA activation at nascent lamellipodia of EGF-stimulated Cos7 cells and migrating MDCK cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takaya, A., Ohba, Y., Kurokawa, K., Matsuda,M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 2549-2557
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] STAT3 regulates cell polarity during zebrafish convergence and extension through the Wnt-PCP pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, C., Yamashita, S., Ohba, Y., Yoshizaki, H., Matsuda, M., Hirano,T.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 166 ページ: 975-981
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Coactivation of Rac1 and Cdc42 at lamellipodia and membrane ruffles induced by epidermal growth factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Itoh, R.E., Yoshizaki, H., Ohba, Y., Nakamura, T., Matsuda,M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1003-1010
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spatio-temporal regulation of Rac1 and Cdc42 activity during nerve growth, factor-induced neurite outgrowth in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 713-719
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interferon-alpha induction through Toll-like receptors involves a direct interaction of IRF7 with MyD88 and TRAF6. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Sato, S., Ishii, K.J., Coban, C., Hemmi, H., Yamamoto, M., Terai, K., Matsuda, M., Inoue, J.I., Uematsu, S., Takeuchi, O., Akira,S.
  • 雑誌名: Nat. Immunol. 5 ページ: 1061-1068
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel dynamin-associating molecule, formin-binding protein 17, induces tubular membrane invaginations and participates in endocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamioka, Y., Fukuhara, S., Sawa, H., Nagashima, K., Masuda, M., Mochizuki,N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 40091-40099
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel role of nectins in inhibition of the E-cadherin-induced activation of Rac and formation of cell-cell adherens junctions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, T., Shimizu, K., Honda, T., Kawakatsu, T., Fukuyama, T., Nakamura, T., Matsuda, M., Takai,Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1077-1088
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Visualizing the signal transduction pathways in living cells with GFP-based FRET probes. Acta Histochemica et Cytochemica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Takaya, A., Terai, K., Fujioka, A., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Acta Histochemica et Cytochemica 37 ページ: 347-355
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cell type-specific regulation of RhoA activity during cytokinesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki, H., Ohba, Y., Parrini, M.C., Dulyaninova, N.G., Bresnick, A.R., Mochizuki, N., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 44759-44762
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles played by a subset of integrin signaling molecules in cadherin-based cell-cell adhesion. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., Mazaki, Y., Kurokawa, K., Hanks, S.K., Matsuda, M., Sabe, H.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 166 ページ: 2549-2557
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ra1A activation at nascent lamellipodia of EGF-stimulated Cos7 cells and migrating MDCK cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takaya, A., Ohba, Y., Kurokawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 2549-2557
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] STAT3 regulates cell polarity during zebrafish convergence and extension through the Wnt-PCP pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, C., Yamashita, S., Ohba, Y., Yoshizaki, H., Matsuda, M., Hirano, T.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 166 ページ: 975-981
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Coactivation of Rac1 and Cdc42 at lamellipodia and membrane ruffles induced by epidermal growth factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Itoh, R.E., Yoshizaki, H., Ohba, Y., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1003-1010
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spatio-temporal regulation of Rac1 and Cdc42 activity during nerve growth factor-induced neurite outgrowth in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 713-719
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interferon-alpha induction through Toll-like receptors involves a direct interaction of IRF7 with MyD88 and TRAF6. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Sato, S., Ishii, K.J., Coban, C., Hemmi, H., Yamamoto, M., Terai, K., Matsuda, M., Inoue, J.I., Uematsu, S., Takeuchi, O., Akira, S.
  • 雑誌名: Nat. Immunol. 5 ページ: 1061-1068
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel dynamin-associating molecule, formin-binding protein 17, induces tubular membrane invaginations and participates in endocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamioka, Y., Fukuhara, S., Sawa, H., Nagashima, K., Masuda, M., Mochizuki, N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 40091-40099
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel role of nectins in inhibition of the E-cadherin-induced activation of Rac and formation of cell-cell adherens junctions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, T., Shimizu, K., Honda, T., Kawakatsu, T., Fukuyama, T., Nakamura, T., Matsuda, M., Takai, Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1077-1088
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Visualizing the signal transduction pathways in living cells with GFP-based FRET probes. Acta Histochemica et Cytochemica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Takaya, A., Terai, K., Fujioka, A., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Acta Histochem. Cytochem. 37 ページ: 347-355
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Local PIP3 accumulation recruits Vav2 and Vav3 to activate Rac1/Cdc42 and initiate neurite outgrowth in nerve growth factor-stimulated PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Fujikawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles played by a subset of integrin signaling molecules in cadherin-based cell-cell adhesion. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., Mazaki, Y., Kurokawa, K., Hanks, S.K., Matsuda, M., Sabe, H.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 283-295
• [雑誌論文] RalA activation at nascent lamellipodia of EGF-stimulated Cos7 cells and migrating MDCK cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takaya, A., Ohba, Y., Kurokawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 2549-2557
• [雑誌論文] STAT3 regulates cell polarity during zebrafish convergence and extension through the Wnt-PCP pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, C., Yamashita, S., Ohba, Y., Yoshizaki, H., Matsuda, M., Hirano, T.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 975-981
• [雑誌論文] Coactivation of Rac1 and Cdc42 at lamellipodia and membrane ruffles induced by epidermal growth factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Itoh, R.E., Yoshizaki, H., Ohba, Y., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1003-1010
• [雑誌論文] Interferon-alpha induction through Toll-like receptors involves a direct interaction of IRF7 with MyD88 and TRAF6. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Sato, S., Ishii, K.J., Coban, C., Hemmi, H., Yamamoto, M., Terai, K., Matsuda, M., Inoue, J.I., Uematsu, S., Takeuchi, O., Akira, S.
  • 雑誌名: Nat.Immunol. 5 ページ: 1061-1068
• [雑誌論文] A novel dynamin-associating molecule, formin-binding protein 17, induces tubular membrane invaginations and participates in endocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamioka, Y., Fukuhara, S., Sawa, H., Nagashima, K., Masuda, M., Matsuda, M., Mochizuki, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 40091-40099
• [雑誌論文] A novel role of nectins in inhibition of the E-cadherin-induced activation of Rac and formation of cell-cell adherens junctions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, T., Shimizu, K., Honda, T., Kawakatsu, T., Fukuyama, T., Nakamura, T., Matsuda, M., Takai, Y.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1077-1088
• [雑誌論文] Spatio-temporal regulation of Rac1 and Cdc42 activity during nerve growth factor-induced neurite outgrowth in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 713-719
• [雑誌論文] A FRET-based probe for epidermal growth factor receptor bound non-covalently to a pair of synthetic amphipathic helixes.
  • 著者名/発表者名: Itoh, R.E., Kurokawa, K., Fujioka, A., Sharma, A., Mayer, B.J., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より