細胞小胞輸送に関わる低分子量GTP結合蛋白の蛍光イメージングによる時空間的解析

• 研究課題/領域番号: 19209008
• 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: 医化学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松田 道行 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10199812)
• 研究分担者: 中村 岳史 東京理科大学, 教授 (60362604) ; 清川 悦子 金沢医科大学, 医学部, 教授 (80300929)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円); 2010年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2009年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2008年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2007年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: FRET / G蛋白 / R-Ras / Rab5 / Rac / Ral / アポトーシス / 小胞輸送 / バイオセンサー / Rac1 / SH3BP1 / Exocyst

研究概要

細胞小胞輸送は、細胞の生存に必須の過程を制御するのみならず、細胞内外の情報伝達においても重要な現象である。この細胞小胞輸送がどのように制御されているのかを明らかにするために、蛍光共鳴エネルギー移動の原理に基づくプローブを作成し、細胞小胞で低分子量GTP結合蛋白の活性が制御される様子を世界で初めて可視化した。さらに、これら低分子量GTP結合蛋白の活性制御に関わる分子を同定することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Stable expression of FRET biosensors : a new light in cancer research (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoki K, Komatsu N, Hirata E, Kamioka Y, Matsuda M
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 103 ページ: 614-619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of STEF/Tiam2 by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dibutyryl cAMP-treated PC12D cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto A, Hoshino M, Matsuda M, Nakamura T
  • 雑誌名: Mol. Biol Cell 巻: 22 ページ: 1780-1790
  • 査読あり
• [雑誌論文] SH3BP1, an exocyst-associated RhoGAP, inactivates Rac1 at the front to drive cell motility (2011)
  • 著者名/発表者名: Parrini MC, Sadou-Dubourgnoux A, Aoki K, Kunida K, Biondini M, Hatzoglou A, Poullet P, Formstecher E, Yeaman C, Matsuda M, Rosse C, Camonis J
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 42 ページ: 650-661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an optimized backbone of FRET biosensors for kinases and GTPases (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Komatsu, K.Aoki, M.Yamada, H.Yukinaga, Y.Fujita, Y.Kamioka, M.Matsuda
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 巻: 22(23) ページ: 4647-4656
  • NAID: 120003644367
  • 査読あり
• [雑誌論文] SH3BP1, an exocyst-associated RhoGAP, inactivates Rac1 at the front to drive cell motility (2011)
  • 著者名/発表者名: M.C.Parrini, A.Sadou-Dubourgnoux, K.Aoki, K.Kunida, M.Biondini, A.Hatzoglou, P.Poullet, E.Formstecher, C.Yeaman, M.Matsuda, C.Rosse, J.Camonis
  • 雑誌名: Mol.Cell 巻: 42(5) ページ: 650-661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of small GTPases as revealed by probes based on the principle of Foerster resonance energy transfer(FRET): Implications for signaling and pharmacology (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiyokawa E, Aoki K, Nakamura T, Matsuda M
  • 雑誌名: Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol 巻: 51 ページ: 337-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of small GTPase activity with fluorescence resonance energy transfer-based biosensors (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki K, Matsuda M
  • 雑誌名: Nature Protocol 巻: 4 ページ: 1623-1631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of RhoG activity is mediated by a syndecan 4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Elfenbein A, Rhodes JM, Meller J, Schwartz MA, Matsuda M, Simons M
  • 雑誌名: J. Cell Biol 巻: 186 ページ: 75-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] A clathrin-dependent pathway leads to KRas signaling on late endosomes en route to lysosomes (2009)
  • 著者名/発表者名: Lu A, Tebar F, Alvarez-Moya B, Lopez-Alcala C, Calvo M, Enrich C, Agell N, Nakamura T, Matsuda M, Bachs O
  • 雑誌名: J. Cell Biol 巻: 184 ページ: 863-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of signal transduction cascades with probes based on Forster Resonance Energy Transfer(FRET) (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Matsuda M
  • 雑誌名: Curr. Protoc. Cell Biol 巻: 14 ページ: 14-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ankyrin repeat domain 28(ANKRD28) (2009)
  • 著者名/発表者名: Tachibana M, Kiyokawa E, Hara S, Iemura SI, Natsume T, Manabe T, Matsuda M
  • 雑誌名: Exp. Cell Res 巻: 315 ページ: 863-876
  • 査読あり
• [雑誌論文] A clathrin-dependent pathway leads to KRas signaling on late endosomes en route to lysosomes (2009)
  • 著者名/発表者名: Lu, A., Tebar, F., Alvarez-Moya, B., Lopez-Alcala, C., Calvo, M., Enrich, C., Agell, N., Nakamura, T., Matsuda, M., Bachs, O.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 184 ページ: 863-879
• [雑誌論文] Ankyrin repeat domain 28 (ANKRD28), a novel binding partner of DOCK180, promotes cell migration by regulating focal adhesion formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Tachibana, M., Kiyokawa, E., Hara, S., Iemura, S. I., Natsume, T., Manabe, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res. 315 ページ: 863-876
• [雑誌論文] Ankyrin repeat domain 28 (ANKRD28), a novel binding partner of DOCK 180, promotes cell migration by regulating focal adhesion formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Tachibana, M., Kiyokawa, E., Hara, S., Iemura, S.I., Natsume, T., Manabe, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res. 315 ページ: 863-876
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissecting activation of the PAK1 kinase at protrusions in living cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Parrinim, M.C., Camonis, J.,
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 284 ページ: 24133-24143
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of signal transduction cascades with probes based on Forster Resonance Energy Transfer (FRET) (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Curr. Protoc. Cell Biol.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A clathrin-dependent pathway leads to KRas signaling on late endosomes enroute to lysosomes (2009)
  • 著者名/発表者名: Lu, A., Tebar, F., Alvarez-Moya, B., Lopez-Alcala, C., Calvo, M., Enrich, C., Agell, N., Nakamura, T., Matsuda, M., Bachs, O.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 184 ページ: 863-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of growth signal transduction cascades in living cells with genetically encoded probes based on Forster resonance energy transfer (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoki K, Kiyokawa E, Nakamura T, Matsuda M
  • 雑誌名: Philos. Trans. R. Soc. Lond B Biol. Sci 巻: 363 ページ: 2143-2151
  • 査読あり
• [雑誌論文] The DHR1 domain of DOCK180 binds to SNX5 and regulates cation-independent mannose 6-phosphate receptor transport (2008)
  • 著者名/発表者名: Hara S, Kiyokawa E, Iemura SI, Natsume T, Wassmer T, Cullen PJ, Hiai H, Matsuda M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 19 ページ: 3823-3835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation and activation of the Rac1 and Cdc42 GEF Asef in A431 cells stimulated by EGF (2008)
  • 著者名/発表者名: Itoh RE, Kiyokawa E, Aoki K, Nishioka T, Akiyama T, Matsuda M
  • 雑誌名: J. Cell Sci 巻: 121 ページ: 2635-2642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging of Rab 5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kitano M, Nakaya M, Nakamura T, Nagata S, Matsuda M
  • 雑誌名: Nature 巻: 453 ページ: 241-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] FRET imaging and in silico simulation : analysis of the signaling network of nerve growth factor-induced neuritogenesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Aoki K, Matsuda M
  • 雑誌名: Brain Cell Biol 巻: 36 ページ: 19-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of Rac1 for engulfment of apoptotic cellsA1-Nakaya, M. Proc Natl. Acad (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakaya M, Kitano M, Matsuda M, Nagata S
  • 雑誌名: Sci. USA 巻: 105 ページ: 9198-9203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid turnover rate of phosphoinositides at the front of migrating MDCK cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishioka T, Aoki K, Hikake K, Yoshizaki H, Kiyokawa E, Matsuda M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 19 ページ: 4213-4223
  • 査読あり
• [雑誌論文] The DHR1 domain of DOCK180 binds to SNX5 and regulates cation-independent mannose 6-phosphate receptor transport (2008)
  • 著者名/発表者名: Hara, S., Kiyokawa, E., Iemura, S. I., Natsume, T., Wassmer, T., Cullen, P. J., Hiai, H., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 19 ページ: 3823-3835
• [雑誌論文] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kitano, M., Nakaya, M., Nakamura, T., Nagata, S., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 241-245
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of Racl for engulfinent ofapoptotic cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakaya, M., Kitano, M., Matsuda, M., Nagata, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105 ページ: 9198-9203
• [雑誌論文] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation. (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kitano, M. Nakaya, T. Nakamura, S. Nagata, M. Matsuda.
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 241-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of Racl for engulfment of apoptotic cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nakaya, M. Kitano, M. Matsuda, S. Nagata
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 ページ: 9198-9203
  • 査読あり
• [雑誌論文] R-Ras regulates exocytosis by Rgl2/Rlf-mediated activation of RalA on endosomes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takaya A, Kamio A, Masuda M, Mochizuki N, Sawa H, Sato M, Nagashima K, Mizutani A, Matsuno A, Kiyokawa E, Matsuda M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 18 ページ: 1850-1860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Akt-PDK1 complex mediates EGF-induced membrane protrusion through Ral activation (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki H, Mochizuki N, Gotoh Y, Matsuda M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 18 ページ: 119-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] R-Ras regulates exocytosis by Rg12/Rlf-mediated activation of RaIA on endosomes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takaya, A., Kamio, A., Masuda, M., Mochizuki, N., Sawa, H., Sato, M., Nagashima, K., Mizutani, A., Matsuno, A., Kiyokawa, E., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 18 ページ: 1850-1860
• [雑誌論文] R-Ras regulates exocytosis by Rgl2/Rlf-mediated activation of RalA on endosomes. (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Takaya, A. Kamio, M. Masuda, N. Mochizuki, H. Sawa, M. Sato, K. Nagashima, A. Mizutani, A. Matsuno, E. Kiyokawa, and M. Matsuda
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 18 ページ: 1850-1860
  • 査読あり
• [学会発表] PC12D細胞における、dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起生成のシグナル伝達経路のFRETを用いた解析Neuro (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘、中村岳史、星野幹雄、松田道行
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会・第53回日本神経科学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] FRETイメージングと統計的信号解析に基づく自発的な細胞遊走を制御する分子ネットワークの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 国田勝行、青木一洋、松田道行
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 管腔構造形成過程における信号伝達分子のFRETによる可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 八木俊輔, 松田道行, 清川悦子
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] Development of FRET probes for two-photon excitation microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷悠香、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第62回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] Quantitative kinetic analysis revealed processive phosphorylation of ERK MAP kinase in mammalian cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Aoki, and Michiyuki Matsuda
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第82回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Monitoring of phosphatidic acid distribution in the living cells by FRET probes Monitoring of phosphatidic acid distribution in the living cells by FRET probes (2010)
  • 著者名/発表者名: 西岡照子、Michael A. Frohman、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] FRETプローブを用いたホスファチジン酸のモニタリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 西岡照子、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Rasとカルシウムのシグナルは、Raf1においてShoc2を介して合流する (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉木さや香、青木一洋、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 二光子レーザー顕微鏡用のフォスファチジルイノシトールリン脂質に対するFRETバイオセンサーの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊谷悠香、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 管腔構造形成過程における信号伝達分子のFRETによる可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八木俊輔、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] MDCK細胞の管腔形成におけるRhoファミリーG蛋白質のFRETイメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 八木俊輔、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第61回細胞生物学会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起生成のPC12D細胞におけるシグナル伝達と形態変化の違い (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, 中村岳史, 松田道行
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起生成のPC12D細胞におけるシグナル伝達と形態変化の違い (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘、中村岳史、松田道行
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
• [学会発表] The DHR-1 domain of DOCK180 Binds to SNX5 and Regulates Cationindependent Mannose 6-phosphatate Receptor transport. (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Hara, E. Kiyokawa, S. Lemura, T. Natsume, T. Wassmer, P. Cullen, H. Hiai, M. Matsuda
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 48th Annual Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco
  • 年月日: 2008-12-13
• [学会発表] The DHR1 domain of DOCK180 binds to SNX5 and regulates cation-independent mannose 6-phosphatate receptor transport (2008)
  • 著者名/発表者名: 原 重雄, 清川悦子, 松田道行
  • 学会等名: 第67回日本癌学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] Spatiotemporal regulation of Rac1 and Rab5 during phagocytosis of apoptoticcells. (2008)
  • 著者名/発表者名: M, Matsuda
  • 学会等名: Gordon Research Conferences
  • 発表場所: University of New England
  • 年月日: 2008-06-15
• [学会発表] 管腔形成過程におけるRhoファミリーG蛋白質のFRETイメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 八木俊輔、清川悦子、松田道行
  • 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
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] FRET Imaging of Rho family GTP ase activity during cyst and tubule formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Syunsuke Yagi, Etsuko Kiyokawa, Michiyuki Matsuda
  • 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
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Development of the FRET-Based Prove for Monitoring Rab5 Activity in Living Cells : The first iCeMS International Symposium- (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Kitano, Michio Nakaya, Takeshi Nakamura, Shigekazu Nagata and Michiyuki Matsuda
  • 学会等名: The 11th International Membrane Research Forum
  • 発表場所: Hotel Fujita Kyoto, Kyoto
• [学会発表] cAMP刺激によるPC12D細胞の神経突起伸展過程におけるシグナル分子のFRETを用いた解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, 中村岳史, 松田道行
  • 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
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] R-Rasは、 Rgl2/Rlfを介してRalAをエンドソーム上で活性化し、エクソサイトーシスを制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 高谷昭行、神尾恭弘、増田道隆、望月直樹、澤洋文、佐藤まみ、長嶋和郎、水谷あきこ、松野あきら、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会、第59回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-05-28
• [学会発表] アンキリンリピートドメイン28(ANKRD28)[新規DOCK180結合因子]は細胞遊走を制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 橘充弘、清川悦子、真鍋俊明、松田道行
  • 学会等名: 第66回日本癌学会総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] DOCK180 regulates cation-independent mannose-6-phosphate receptor transport through SNX5 interaction (2007)
  • 著者名/発表者名: 原重雄、清川悦子、橘充弘、松田道行
  • 学会等名: 第66回日本癌学会総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] R-Rasは、Rgl2/Rlfを介してRalAをエンドソーム上で活性化し、エクソサイトーシスを制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 高谷昭行、神尾恭弘、増田道隆、望月直樹、澤洋文、佐藤まみ、長嶋和郎、水谷あきこ、松野あきら、清川悦子、松田道行
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会、第59回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Development of the FRET-Based Probe for Monitoring Rab5 Activity in Living Cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Kitano, Takeshi Nakamura, Michiyuki Matsuda
  • 学会等名: The 10th Membrane Research Forum
  • 発表場所: Hotel Fujita Kyoto, Kyoto
• [学会発表] NGF-PI3K-Rac1情報伝達経路の in vivo と in silico 解析 : SHIP2とPTENは神経突起形成を負に制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木一洋, 中村岳史, 松田道行
  • 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: 横浜
• [備考]
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/fret/phogemon/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.path1.med.kyoto-u.ac.jp/mm/publist.thm
• [備考]
  • URL: http://iisi.path1.med.kyoto-u.ac.jp/mm/index.htm