• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ERK経路のシステム生物学

研究課題

研究課題/領域番号 18200021
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関東京大学

研究代表者

黒田 真也  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50273850)

研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
49,010千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 11,310千円)
2008年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2007年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2006年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
キーワードシグナル伝達 / システム生物学 / ERK / シミュレーション / シミュレーションモデル
研究概要

ERK経路は極めて多彩な生命現象を制御する。このように同じ分子ネットワークを用いて異なる作用を制御する点がシグナル伝達機構の本質的な特徴である。例えば、PC12細胞では同じERK分子が一過性あるいは持続性に活性化することで、それぞれ細胞の増殖あるいは分化という異なる細胞運命を導く。本研究では、ERK経路のシステム生物学に関して、ERK経路による細胞の増殖と分化のスイッチ機構を、実験と数理モデルのどちらも踏まえてシステム生物学手法により解析を行った。まず、PC12細胞におけるNGFの刺激パターンによる分化応答の計測を行い、PC12細胞の神経突起伸張過程は、およそ12時間の突起伸張準備期間とその後の突起伸張期間にわけられることを見出した(プライミング現象)。このプライミング現象にかかわるシグナル伝達経路の同定およびプライミング期間中に誘導される遺伝子の同定を行った。突起伸張準備機構は、ERKの活性と転写活性を必要とし、突起伸張機構は、ERKとPI3Kの活性を必要とすることを見出した。PC12細胞の神経細胞への分化は、時間的に分離された、非連続的なプロセスにより誘導されることを初めて明らかにした(Chung,J.et al,2010)。以上から、突起伸張準備機構は、持続的ERK活性化のデコーディング機構に該当すると考えられ、関連遺伝子の同定を試みた。その結果、マイクロアレイ実験により、約50の遺伝子が同定された。その内約30の遺伝子を、siRNA実験により調べた結果、3つの遺伝子が突起伸張に重要と思われた。これら遺伝子は持続的ERK活性化に特異的に応答し、神経分化の初期過程である、突起伸張準備にかかわると期待される。現在、これらの遺伝子群を応答としたモデル化を行っている。また、遺伝子群の時間波形を取得している過程で手動を自動化することができる可能性が判明したため、ERKによる下流の遺伝子群の時間波形計測を自動的に高速に計測する手法を開発に成功した(Ozaki,Y.et al,2010)。この計測手法を用いてERKとその下流の初期応答遺伝子群産物の時間波形を計測して、自己回帰モデルによる解析して、準備的に時間情報コーディングメカニズムを明らかにしつつある。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A quantitative image cytometry technique for time series or population analyses of signaling networks2010

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Y, Uda S, Saito TH, Chung J, Kubota H, Kuroda S.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Timing-dependent actions of NGF required for cell differentiation2010

    • 著者名/発表者名
      Chung J, Kubota H, Ozaki Y, Uda S, Kuroda S.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Timing-Dependent Actions of NGF Required for Cell Differentiation2010

    • 著者名/発表者名
      Jaehoon Chung, Hiroyuki Kubota, Yu-ichi Ozaki, Shinsuke Uda, Shinya Kuroda
    • 雑誌名

      PLoS ONE 5

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantitative image cytometry technique for time series or population analyses of signaling networks2010

    • 著者名/発表者名
      Yu-ichi Ozaki, Shinsuke Uda, Takeshi H.Saito, Jaehoon Chung, Hiroyuki Kubota, Shinya Kuroda
    • 雑誌名

      PLoS ONE (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific features of transient Ras and sustained Rapl activation2009

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, Y., Uda, S., Kuroda, S.
    • 雑誌名

      In Systems Biology, the Challenge of Complexity Springer

      ページ: 121-127

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] A Mass Conserved Reaction-Diffusion System Captures Propertles of Cell Polarity2007

    • 著者名/発表者名
      Otsuji, M., et. al.
    • 雑誌名

      PloS.Comput.Biol 2

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of the Ras/ERK MAP kinase casacade as monitored by fluorescence probes.2006

    • 著者名/発表者名
      Fujioka, A et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 281

      ページ: 8917-8926

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Temporal coding of ERK and Akt signaling pathway2010

    • 著者名/発表者名
      黒田真也
    • 学会等名
      第13回国際細胞膜研究フォーラム
    • 発表場所
      招待講演、京都
    • 年月日
      2010-01-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal coding of ERK and AKT signaling pathway2010

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      Shanghai, Invited
    • 発表場所
      Sino-Japan Workshop
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] NGF-dependent differentiation requires two distinct processes ; ERK-and transcription- driven protentiation process and ERK-and P13K-driven neurtie-extension process2009

    • 著者名/発表者名
      Jaehoon Chung, Hiroyuki Kubota, Yu-ichi Ozaki, Shinsuke Uda. Shinva Kuroda
    • 学会等名
      第32回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      ポスター、横浜
    • 年月日
      2009-12-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] High throughput quantification of single cellular signaling events by use of immunostaining and image cytometry2009

    • 著者名/発表者名
      Yu-ichi Ozaki, Shinsuke Uda, Takeshi Saito, Chung Jeahoon, Hiroyuki Kubota, Shinva Kuroda
    • 学会等名
      第32回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      招待講演、口頭、横浜
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Low-pass filter characteristics of the Akt pathway decouple EGF receptor and downstream phosphorylation2009

    • 著者名/発表者名
      Fujita, K., Toyoshima, Y., Uda, S., Ozaki, Y., Kubota, H. Kuroda, S.
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Systems Biology
    • 発表場所
      CA, USA, Poster
    • 年月日
      2009-08-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] システムズバイオロジー : 本質は複雑でなくシンプル!2009

    • 著者名/発表者名
      黒田真也
    • 学会等名
      第61回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      口頭・招待講演演、名古屋
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ERK経路のシステム生物学2009

    • 著者名/発表者名
      黒田真也, 尾崎裕一
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      口頭・招待講演、熊本
    • 年月日
      2009-05-22
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ERK経路のシステム生物学2009

    • 著者名/発表者名
      黒田真也, 尾崎裕一
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-05-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Tsukuba, Invited Temporal coding of ERK and AKT signaling pathway2009

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      International symposium on cellular signaling-principles and functions-
    • 発表場所
      Tsukuba, Invited
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal coding of Akt signaling networks2009

    • 著者名/発表者名
      Shinva Kuroda, Kazuhiro Fujita, Yu Toyoshima
    • 学会等名
      Dynamics of signal transduction and of gene-protein regulatory networks
    • 発表場所
      Ohio, USA Oral, Poster
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Systems analysis of ERK signaling networks using automated immunofluorescent cytometry2009

    • 著者名/発表者名
      Shines Kuroda, Yu-ichi Ozaki
    • 学会等名
      Computational Cell Biology
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, NY, USA, Oral
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Systems analysis of ERK signaling network using automated immunofluorescence method2008

    • 著者名/発表者名
      尾崎裕一, 黒田真也
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会 合同大会 (BMB2008)
    • 発表場所
      口頭
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal coding of ERK signaling network2008

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      NIBB-EMBL-CRG Workshop on Systems Biology
    • 発表場所
      Barcelona
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Systems biology of ERK signaling networks2008

    • 著者名/発表者名
      Shines Kuroda
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Young Researchers Conference on Computational and Systems Biology
    • 発表場所
      Taiwan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal coding of ERK signaling networks2008

    • 著者名/発表者名
      Shines Kuroda
    • 学会等名
      FCSB2008 International Workshop on Future Challenges for Systems Biology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 自動化免疫染色法を用いたERK経路のシステム解析2007

    • 著者名/発表者名
      尾崎裕一, 黒田真也
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      ポスター
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ERK経路のシステム生物学2007

    • 著者名/発表者名
      黒田真也, 尾崎裕一
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      招待講演
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Temporal coding of ERK signaling network2007

    • 著者名/発表者名
      黒田 真也
    • 学会等名
      2007EPA International Science Forum
    • 発表場所
      Durham,NC,USA
    • 年月日
      2007-05-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 現代生物科学入門 第8巻2010

    • 著者名/発表者名
      システムバイオロジー
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 現代生物科学入門8システムバイオロジー2010

    • 著者名/発表者名
      近藤滋, 北野宏明, 金子邦彦, 黒田真也
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 測定対象分子の定量的解析方法及び装置2010

    • 発明者名
      尾崎裕一, 黒田真也
    • 権利者名
      尾崎裕一, 黒田真也
    • 産業財産権番号
      2010-050910
    • 出願年月日
      2010-03-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi