生体内蛋白質翻訳後修飾イメージング

• 研究領域: 細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング
• 研究課題/領域番号: 25113712
• 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
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 木村 宏 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (30241392)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2013年度)
• 配分額: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2013年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: 翻訳後修飾 / 生体イメージング / ヒストン / エピジェネティクス / 蛍光センサー

研究概要

細胞の機能発現には、遺伝子発現レベルの制御に加えて、蛋白質の翻訳後調節も重要である。後天的遺伝学（エピジェネティクス）の制御においては、DNAと強固な複合体を形成するヒストンの翻訳後修飾が主要な役割を果たしている。これまで我々は、ヒストン修飾特異的抗体からクローニングした一本鎖可変領域（scFv; single-chain variable fragment）をGFP融合蛋白質として細胞内で発現させてプローブとして用いることにより、内在性ヒストンの修飾を動物培養細胞や個体レベルで可視化することに成功している。我々はこのプローブを、mintbody（modification-specific intracellular antibody；細胞内修飾特異的抗体）と名付けた。本研究は、mintbodyを用いて、生体内蛋白質翻訳後修飾イメージング系を確立することを目的として行った。まず、ヒストンH3 Lys9アセチル化（H3K9ac）特異的mintbodyを改変し、分子内FRET（fluorescence resonance energy transfer）を利用したプローブの構築と、ERKセンサーを用いたCFP-YFP間FRET検出系の構築を開始した。一方、mintbodyを用いたヒストン修飾の定量的生体イメージングのために、H3K9ac特異的mintbodyとヒストンH2B-mCherryを同時に発現するゼブラフィッシュを作製した。これらの個体では、H3K9ac特異的mintbodyとH2B-mCherryは同一の発現システムで制御されているため、個々の細胞核でこれらの蛍光強度を比較することでアセチル化レベルの変化を追跡できると考えられる。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] 木村グループ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/kimura/index.html