• 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

蛍光性タンパク質温度センサーを用いた生体内温度分布の意義の解明

公募研究

研究領域温度を基軸とした生命現象の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04695
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

坂口 怜子  京都大学, 高等研究院, 特定助教 (80723197)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード温度センサー / タンパク質工学 / シグナル伝達 / 熱生産 / 温度生物学 / バイオセンサー / イメージング / 細胞内温度計測 / ライブイメージング
研究実績の概要

内温性動物は、体温を一定に保つために、外気温の変化に応じて体内の熱産生を制御する機構を持っている。哺乳類の熱産生に関しては、特定の細胞内小器官からの熱産生が提唱されているが、これを直接的に評価する方法が不充分であったことから、熱産生の定量的な議論や実際の体温変化への寄与はほとんど理解されていなかった。
現在までに、サルモネラ菌由来の温度感知タンパク質であるTlpAとGFPを融合した、細胞内および細胞内小器官の温度計測を可能とする温度センサータンパク質(tsGFP)を開発した。tsGFPは37℃付近の温度変化を鋭敏に感知し、励起スペクトルの2つの極大の変化をレシオメトリックな変化として検出することができた。tsGFPはタンパク質ベースであることから、遺伝子を導入するだけで非侵襲的に生細胞内・組織内で発現させることができ、さらに細胞内小器官局在シグナル配列を付与することで、各小器官における特異的な観察が可能である。これらのセンサーを用いて、小胞体特異的な熱産生や、ミトコンドリア内の温度分布の可視化に成功している。
本年度は、生体内温度の生理学的な意義の解明のために、モデル生物でのin vivo応用に適した、25℃付近を鋭敏に検出できる改変体と、その変異体で細胞内小器官に特異的に発現するtsGFPをタンパク質工学の手法で作製した。これらの変異体は実際にHeLa細胞内で発現が確認でき、外液温度依存的に蛍光特性の変化が観察できた。このセンサーを使って、ショウジョウバエ由来細胞内での代謝変化に伴うミトコンドリア内温度変化を実証した。また、tsGFPを体内で発現する線虫を作製し、生育温度が異なる環境下で育った線虫の体温の比較を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Technische Universitat Munchen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Inserm, Univ Brest(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Variants That Affect Function of Calcium Channel TRPV6 Are Associated With Early-Onset Chronic Pancreatitis.2020

    • 著者名/発表者名
      Masamune A, Kotani H, Sorgel FL, Chen JM, Hamada S, Sakaguchi R, Masson E, Nakano E, et al.
    • 雑誌名

      Gastroenterology

      巻: - 号: 6 ページ: 1626-1641

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2020.01.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fluorescence detection of the nitric oxide-induced structural change at the putative nitric oxide sensing segment of TRPC5.2020

    • 著者名/発表者名
      Tajima S, Nakata E, Sakaguchi R, Saimura M, Mori Y, Morii T.
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem

      巻: 28 ページ: 115430-115430

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPM7 channels mediate spontaneous Ca2+ fluctuations in growth plate chondrocytes that promote bone development.2019

    • 著者名/発表者名
      Qian N, Ichimura A, Takei D, Sakaguchi R, Kitani A, Nagaoka R, Tomizawa M, Miyazaki Y, Miyachi H, Numata T, Kakizawa S, Nishi M, Mori Y, Takeshima H.
    • 雑誌名

      Science signaling

      巻: 12 号: 576 ページ: 4847-4847

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaw4847

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of Coiled-Coil Assembly to Ca2+/Calmodulin-Dependent Inactivation of TRPC6 Channel and its Impacts on FSGS-Associated Phenotypes2019

    • 著者名/発表者名
      Polat Onur K.、Uno Masatoshi、Maruyama Terukazu、Tran Ha Nam、Imamura Kayo、Wong Chee Fah、Sakaguchi Reiko、Ariyoshi Mariko、Itsuki Kyohei、Ichikawa Jun、Morii Takashi、Shirakawa Masahiro、Inoue Ryuji、Asanuma Katsuhiko、Reiser Jochen、Tochio Hidehito、Mori Yasuo、Mori Masayuki X.
    • 雑誌名

      Journal of the American Society of Nephrology

      巻: 30 号: 9 ページ: 1587-1603

    • DOI

      10.1681/asn.2018070756

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intracellular thermometry with fluorescent sensors for thermal biology2018

    • 著者名/発表者名
      Okabe Kohki、Sakaguchi Reiko、Shi Beini、Kiyonaka Shigeki
    • 雑誌名

      Pflugers Arch.

      巻: - 号: 5 ページ: 717-731

    • DOI

      10.1007/s00424-018-2113-4

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Development of fluorescent tools to visualize intracellular signaling.2019

    • 著者名/発表者名
      Reiko Sakaguchi
    • 学会等名
      International Symposium of Biofunctional Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性タンパク質温度センサーを用いた生体内温度分布の可視化とその意義の解明2019

    • 著者名/発表者名
      坂口 怜子, 森 泰生
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内シグナルの可視化と制御2019

    • 著者名/発表者名
      坂口 怜子
    • 学会等名
      新学術領域「酸素生物学」シンポジウム「分子から個体へ:俯瞰と接近の生命科学」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアのエネルギー産生システムの 理解を目指した細胞内温度センサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      坂口怜子、清中茂樹、森井孝、森泰生
    • 学会等名
      京都大学エネルギー理工学研究所 ゼロエミッションエネルギー研究拠点 平成30年度 共同利用・共同研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二光子励起燐光寿命イメージングによる腫瘍深部酸素濃度の非侵襲的な定量観察2018

    • 著者名/発表者名
      坂口怜子、吉原利忠、飛田成史、森泰生
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Intracellular Thermosensors for the Understanding of Energy Production in Mitochondria2018

    • 著者名/発表者名
      Reiko Sakaguchi
    • 学会等名
      The 9th International Symposium of Advanced Energy Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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