ATP イメージングによるアポトーシスにおける細胞内 ATP の意義の解明

• 研究課題/領域番号: 22687011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今村 博臣 京都大学, 白眉センター, 准教授 (20422545)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円); 2012年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円); 2010年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 細胞生物学 / 細胞死 / FRET / イメージング / エネルギー代謝 / ATP放出 / ライブイメージング / 共鳴エネルギー異動 / バイオセンサー / ミトコンドリア

研究概要

カスパーゼに耐性の蛍光 ATP バイオセンサーを開発し、アポトーシス細胞内の ATP レベルを経時的に追跡する手法を開発した。この手法を用い、カスパーゼ 3の活性化後に細胞内 ATP レベルが減少する事を明らかにし、ATP の減少に関与する分子を同定した。さらに、細胞内 ATP がアポトーシス細胞の細胞膜動態を制御していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 細胞内ATPの分布とダイナミクス，その制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣、安東友美、藤川誠
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 53 号: 1 ページ: 020-023
  • DOI: 10.2142/biophys.53.020
  • NAID: 10031139021
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞内ATPの分布とダイナミクス、その制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 53 ページ: 20-23
  • NAID: 10031139021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal correlations between cytosolic and mitochondrial Ca^<2+>signals using a novel red-shifted mitochondrial targeted cameleon (2012)
  • 著者名/発表者名: Waldeck-Weiermair M, Alam MR, Khan MJ, Deak AT, Vishnu N, Karsten F, Imamura H, Graier WF, Malli R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 9 ページ: e45917-e45917
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0045917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hatsugai N, Koldenkova VP, Imamura H, Noji H, Nagai T (2012)
  • 著者名/発表者名: Hatsugai N, Koldenkova VP, Imamura H, Noji H, Nagai T
  • 雑誌名: Plant. Cell Physiol 巻: 53 号: 10 ページ: 1768-1775
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing the actual contribution of IF1, an inhibitor of mitochondrial FoF1, to ATP homeostasis, cell growth, mitochondrial morphology and cell viability (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa M, Imamura H, Nakamura J, Yoshida M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 号: 22 ページ: 18781-18787
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.345793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization and Measurement of ATP Levels in Living Cells Replicating Hepatitis C Virus Genome RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: 安東友美
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 8 号: 3 ページ: e1002561-e1002561
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1002561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of ATP sensor protein in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Kishikawa, M. Fujikawa, H. Imamura, K. Yasuda, H. Noji, N. Ishii, S. Mitani, and K. Yokoyama
  • 雑誌名: Microsc. Res. Tech 巻: 75(1) 号: 1 ページ: 15-9
  • DOI: 10.1002/jemt.21103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+>regulation of mitochondrial ATP synthesis visualized at single cell level (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano M, Imamura H, Nagai T, Noji H
  • 雑誌名: ACS Chem. Biol 巻: 6 号: 7 ページ: 709-715
  • DOI: 10.1021/cb100313n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Glucose and ATP Sensing in Mammalian Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Liemburg-Apers DC, Imamura H, Forkink M, Nooteboom M, Swarts HG, Brock R, Smeitink JA, Willems PH, Koopman WJ
  • 雑誌名: Pharm. Res 巻: 8 号: 11 ページ: 2745-2757
  • DOI: 10.1007/s11095-011-0492-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The leucine zipper EF hand-containing transmembrane protein 1 (LETM1) and uncoupling proteins-2 and 3 (UCP2/3) contribute to two distinct mitochondrial Ca2+uptake pathways (2011)
  • 著者名/発表者名: Waldeck-Weiermair M, Jean-Quartier C, Rost R, Khan MJ, Vishnu N, Bondarenko AI, Imamura H, Malli R, Graier WF
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 32 ページ: 28444-28455
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.244517
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新規FRETプローブを用いた生細胞内ATP濃度イメニジング法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 82 ページ: 1056-1060
• [雑誌論文] 蛍光イメージングによる細胞内および細胞外ATPの可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 425-437
  • NAID: 10027708738
• [学会発表] Imaging of intracellular ATP dynamics in single apoptotic cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto S, Kakizuka A, Imamura H
  • 学会等名: 11thInternational Student Seminar
  • 発表場所: Kyoto University, Japan
  • 年月日: 2013-03-10
• [学会発表] Imaging of intracellular ATP dynamics in single apoptotic cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂本修一朗
  • 学会等名: 11th International Student Seminar
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] アポトーシスにおける細胞内 ATP の挙動の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本修一朗、野地博行、垣塚彰、 今村博臣
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会 第38回討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2012-12-24
• [学会発表] Pannexin1 は細胞内 ATP レベルを制御することでアポトーシスの進行に重要な役割を果たす (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本修一朗、野地博行、垣塚彰、 今村博臣
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第37回討論会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
  • 年月日: 2012-12-21
• [学会発表] 飢餓条件下における VCP タンパク質の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池雅昭、 今村博臣、垣塚彰
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会 第37回討論会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
  • 年月日: 2012-12-21
• [学会発表] Fluorescent ATP biosensor optimized for imaging of cells from non-vertebrate model organisms (2012)
  • 著者名/発表者名: Imamura H, Tsuyama T, Uemura T, Kakizuka A
  • 学会等名: International Symposia "New Frontiers of Metabolism Research in Biomedical Sciences"
  • 発表場所: University of Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-09-28
• [学会発表] Genetically-encoded ATP biosensor for low temperatures (2012)
  • 著者名/発表者名: Imamura H, Tsuyama T, Kishikawa J, Noji H, Kakizuka A, Yokoyama K, Uemura T
  • 学会等名: 17thEuropean Bioenergetic Conference
  • 発表場所: University of Freiburg, Germany
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Simultaneous ATP and Ca2+ imaging of a single insulin-secreting islet eell (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T., et al.
  • 学会等名: The 10th NTU-Japan International mini-symposium on Molecular and Cell Biology
  • 発表場所: 国立台湾大学
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] アポトーシスにおける細胞内ATPの挙動の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本修一朗
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会 第38回討論会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Fluorescent ATP biosensor optimized for imaging of cells from non-vertebrate model organisms (2012)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: International Symposia “New Frontiers of Metabolism Research in Biomedical Sciences”
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Genetically-encoded ATP biosensor for low temperatures (2012)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: European Bioenergetic Conference
  • 発表場所: フライブルク
• [学会発表] Distribution and dynamics of ATP level inside living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura H
  • 学会等名: 1stNIBB-Princeton Symposium
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Japan
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Distribution and dynamics of ATP level inside living cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Imamura
  • 学会等名: 1st NIBB-Princeton Symposium
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] ミトコンドリア ATP 濃度は細胞質 ATP 濃度とは半独立に制御されている (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣、野地博行、垣塚彰
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] ATP 結合タンパク質を利用した細胞内 ATP の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: 酵素工学研究会第65回講演会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都)
  • 年月日: 2011-04-22
• [学会発表] ATP結合タンパク質を利用した細胞内ATPの可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: 酵素工学研究会第65回公演会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2011-04-22
• [学会発表] 飢餓条件下におけるVCPタンパク質の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小池雅昭、今村博臣、垣塚彰
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] ミトコンドリアATP濃度は細胞質ATP濃度とは半独立に制御されている (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣, 他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 飢餓条件下におけるVCPタンパク質の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小池雅昭、今村博臣、垣塚彰
  • 学会等名: 第37回日本生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] Pannexin1は細胞内ATPレベルを制御することでアポトーシスの進行に重要な役割を果たす (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本修一朗, 他
  • 学会等名: 第37回日本生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] ATPバイオセンサーを用いた膵島β細胞のライブイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中喬, 他
  • 学会等名: 第37回日本生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] 細胞内ATP とカルシウムの同時イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野雅裕、今村博臣、野地博行
  • 学会等名: 第2回光塾
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 細胞内ATPとカルシウムの同時イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野雅裕、今村博臣、野地博行
  • 学会等名: 第2回光塾
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 赤色シフトした蛍光ATPバイオセンサーを用いた単一細胞内ATPおよびカルシウムの同時イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野雅裕、今村博臣、野地博行
  • 学会等名: 第36回日本生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] Red-shifted genetially-encoded fluorescent ATP indicators enabled simultaneous imaging of ATP and Ca2+ inside single living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野雅裕、今村博臣、野地博行
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Red-shifted genetically-encoded fluorescent ATP indicators enabled simultaneous imaging of ATP and Ca2+ inside single living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野雅裕、今村博臣、野地博行
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Simultaneous ratiometric imaging of ATP and Ca2+ concentrations inside single living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Imamura H, Nakano M, Noji H
  • 学会等名: 16thEuropean Bioenergetics Conference
  • 発表場所: University of Warsaw, Poland
  • 年月日: 2010-07-21
• [学会発表] Simultaneous ratiometric imaging of ATP and Ca2+ concentrations inside single living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Imamura, M.Nakano, H.Noji
  • 学会等名: 16th Europe Bioenergetics Conference
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2010-07-21
• [学会発表] ATP concentration change in Caenorhabditis elegans (2010)
  • 著者名/発表者名: Kishikawa J, Fujikawa H, Imamura H, Yasuda K, Ishii N, Mitani S, Noji H, Yokoyama K
  • 学会等名: 16thEuropean Bioenergetics Conference
  • 発表場所: University of Warsaw, Poland
  • 年月日: 2010-07-19
• [学会発表] ATP concentration change in Caenorhabditis elegans (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Kishikawa, M.Fujikawa, H.Imamura, K.Yasuda, N.Ishii, S.Mitani, H.Noji, K.Yokoyama
  • 学会等名: 16th Europe Bioenergetics Conference
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2010-07-19
• [学会発表] Imaging of intracellular ATP: Looking into cells through ATP (2010)
  • 著者名/発表者名: Imamura H
  • 学会等名: NIG Symposium 2010 "New Frontiers in Genetics"
  • 発表場所: National Institute of Genetics, Japan
  • 年月日: 2010-04-09
• [学会発表] Imaging of intracellular ATP : Looking into cells through ATP (2010)
  • 著者名/発表者名: 今村博臣
  • 学会等名: NIG Symposium 2010 "New Frontiers in Genetics"
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所
  • 年月日: 2010-04-09
• [備考] Imamura group HP
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/imamura/Site/Top.html