細胞質中のＲＡＦ分子の構造分布解析による細胞状態の定義と細胞応答の操作

• 研究課題/領域番号: 24770161
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 日比野 佳代 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (40435673)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 細胞内情報処理機構 / RAF / 細胞状態 / 細胞操作 / 細胞内1分子計測 / 1細胞計測 / FRET / 細胞動態計測 / ライブセルイメージング / 蛍光スペクトル計測 / 蛍光プローブ / 細胞内1分子解析 / 1分子FRET

研究成果の概要

細胞応答の予測や制御および応答の確率的な性質を規定する原理の解明に向け，RAFの構造分布を指標に細胞状態を定義し，RAFの局在変化の有無を細胞応答と捉えて，細胞状態と細胞応答の相図を作成した．これにもとづき，細胞外刺激後の細胞応答を予測し，検証した．細胞状態を検出しながら，細胞に事前刺激を与えたり，RAFのリン酸化に影響を与える因子を導入して細胞状態を操作し，細胞応答を操作することに成功した．細胞応答の予測および制御は，細胞のガン化機構の解明やES細胞やiPS細胞を用いた再生医療の発展の基礎となる．本研究はこれらの分野へ大きく貢献することが期待される．

研究成果

• [雑誌論文] Visualizing specific protein glycoforms by transmembrane fluorescence resonance energy transfer (2012)
  • 著者名/発表者名: Haga, Y., Ishii, K., Hibino, K., Sako, Y., Ito, Y., Taniguchi, N., Suzuki, T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 号: 1 ページ: 907-907
  • DOI: 10.1038/ncomms1906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live cell single-molecule detection in systems biology (2011)
  • 著者名/発表者名: Sako, Y, Hiroshima, M., Pack, C.-G., Okamoto, K., Hibino, K., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: WIREs Systems Biology and Medicine 巻: 4 号: 2 ページ: 183-192
  • DOI: 10.1002/wsbm.161
  • 査読あり
• [学会発表] Single-cell imaging analysis of conformation and function of disease-associated RAF mutants (2015)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Ueda, M., and Sako, Y.
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [学会発表] Conformation and function of disease-associated RAF mutants (2014)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Ueda, M., and Sako, Y.
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Polymorphism of a signaling protein RAF regulates cellular responses. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Okamoto, K., Ueda, M., and Sako, Y.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Single-molecule analysis of signaling protein RAF-conformation in living cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Okamoto, K., Ueda, M., and Sako, Y.
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第69回学術講演会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Signaling Molecule RAF: its conformation and cellular response (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比野佳代
  • 学会等名: 定量生物学の会第五回年会
  • 発表場所: 東京大学 駒場IIキャンパス 生産技術研究所(東京)
• [学会発表] The conformation of signaling molecule RAF and the cellular response (2012)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Ueda, M., and Sako, M.
  • 学会等名: RIKEN Quantitative Biology Center Inaugural Symposium "Towards Whole-Cell Modeling"
  • 発表場所: Kobe International Conference Center (Kobe)
• [学会発表] 細胞内スペクトル計測を用いた情報伝達タンパク質RAFの構造とEGF応答の相関解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比野佳代
  • 学会等名: 理論と実験研究会
  • 発表場所: 広島大学理学部(西条)
• [学会発表] Correlation between the molecular conformation and EGF response of RAF by FRET imaging in individual cells (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比野佳代、上田昌宏、佐甲靖志
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
• [学会発表] Correlation analysis of the molecular conformation and signal-responsiveness of RAF by FRET imaging in individual cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Ueda, M., and Sako, M.
  • 学会等名: Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: Kobe International Conference Center (Kobe)
• [図書] 1分子FRET計測，「1分子生物学」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日比野佳代
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 細胞内情報処理反応の1分子計測：タンパク質ダイナミクスと分子認識 「１分子ナノバイオ計測」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐甲靖志、廣島通夫、日比野佳代
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Single-Molecule Imaging Measurements of Protein-Protein Interactions in Living Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hibino, K., Hiroshima, M., Nakamura Y., and Sako Y.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: InTech
• [備考] QBIC Quantitative Biology Center, RIKEN
  • URL: http://www.qbic.riken.jp/csd/ja/publication/index.html
• [備考] 理化学研究所 生命システム研究センター 細胞シグナル動態研究グループ
  • URL: http://www.qbic.riken.jp/csd/ja/index.html