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酸性オルガネラ内Ca2+が関わる細胞内シグナリング解明のためのセンサー開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J11426
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 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

篠田 肇  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード蛍光タンパク質 / 耐酸性 / 酸性オルガネラ / リソソーム / pH / カルシウムイオン / 光スイッチ型蛍光タンパク質 / 超解像イメージング
研究実績の概要

報告者は、耐酸性の緑色蛍光タンパク質GamillusにCa2+反応性のタンパク質を融合し、リンカーアミノ酸の長さと種類の調整、センサー全体にランダムアミノ酸変異を導入することで、酸性環境(pH 4.5-6.0)で約200%の蛍光強度の変化率を示すCa2+センサーの開発に成功した。続いて、細胞内酸性環境のCa2+濃度範囲で作用するように、Ca2+結合ドメインに複数のアミノ酸変異を導入することで、Ca2+に対する親和性を調節した。哺乳類細胞内の酸性オルガネラ中のCa2+動態イメージングを通して、酸性オルガネラが関わる未知の情報伝達の発見、そのメカニズムの詳細解明が今後可能になると見込まれる。
また、Gamillusに対してアミノ酸変異を導入することで、細胞酸性環境での超解像イメージングに使用できる、耐酸性・可逆的光スイッチ緑色蛍光タンパク質rsGamillusの開発にも成功した。rsGamillusは酸性環境(pH 4.5-6.0)で高い蛍光強度と光スイッチング効率を示した。実際に、超解像イメージング手法の一つであるPALM法と組み合わせることで、酸性環境中の細胞構造を光の回折限界を超えた分解能で観察することに成功した。今後、Ca2+センサーと光スイッチ性能を組み合わせた変異体を開発し、超解像イメージング法と応用することで、酸性オルガネラが関わるCa2+シグナル経路の高分解能観察が可能になると期待される。
複数の国内・国外学会で本研究に関する発表を行い、現在権威ある学術雑誌に投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fluorescent Proteins for Investigating Biological Events in Acidic Environments2018

    • 著者名/発表者名
      Shinoda Hajime、Shannon Michael、Nagai Takeharu
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 19 号: 6 ページ: 1548-1548

    • DOI

      10.3390/ijms19061548

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Acid resistant monomeric GFP from Olindias formosa2018

    • 著者名/発表者名
      Shinoda H., Ma Y., Nakashima R., Sakurai K., Matsuda T., Nagai T.
    • 学会等名
      13h KAIST-OSAKA U Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸性細胞環境中の超解像イメージング応用に向けた耐酸性の光スイッチング蛍光タンパク質の開発2018

    • 著者名/発表者名
      篠田 肇、Ma Yuanqing、中島 良介、櫻井 啓介、和沢 鉄一、松田 知己、永井 健治
    • 学会等名
      2018年度 CREST次世代フォトニクス領域会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Acid-tolerant monomeric GFP derived from Olindias formosa2018

    • 著者名/発表者名
      Shinoda H., Ma Y., Nakashima R., Sakurai K., Matsuda T., Nagai T./
    • 学会等名
      20th International Symposium on Bioluminescence & Chemiluminescence
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acid-tolerant monomeric GFP derived from Olindias formosa2018

    • 著者名/発表者名
      Shinoda H., Ma Y., Nakashima R., Sakurai K., Matsuda T., Nagai T.
    • 学会等名
      Next Generation Technologies for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] イメージングの選び方・使い方100+2018

    • 著者名/発表者名
      原田 慶恵、永井 健治
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103756
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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