膜受容体の動的会合体形成を利用した多義的情報変換

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17048012
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 佐甲 靖志 大阪大学, 生命機能研究科, 助教授 (20215700)
• キーワード: EGF / 細胞膜 / 表面修飾 / 1分子計測 / 細胞内情報伝達

研究概要

我々は、チロシンキナーゼ型膜受容体スーパーファミリーに属する上皮成長因子(EGF)受容体に、2つの活性化経路が存在することを明らかにした。本研究では、活性化経路に依存した受容体の活性化状態や情報処理機能の差異を明らかにすることを目標とする。古典的な活性化経路は、EGFの結合した受容体2分子によるホモダイマー形成、新しい経路は、第一の経路で活性化した受容体とリガンドの結合していない受容体とのヘテロダイマー形成による。
本年度は来年度の本格的な計測に向けて、以下の実験系の確立と予備的な計測を行った。
1.活性化経路の異なる受容体を区別する計測系の確立
ガラス表面に生理機能を保ったEGF分子を固定化する方法を開発した。アミノシラン化したガラスに共有結合したEGFによって、細胞膜の受容体を活性化し、さらに細胞をセミインタクト化して蛍光標識した抗リン酸化抗体で受容体の活性化を検出することに成功した。今後、EGFの結合をパターン化して、1次的に活性化した受容体と、細胞膜自由表面に熱拡散してくる2次的に活性化された受容体の反応・構造を区別して計測することを目指す。
2.受容体の機能の1分子計測
活性型受容体を認識するアダプタータンパク質Grb2をリコンビナント精製し、活性を保ったまま蛍光色素Cy3で1:1標識することに成功した。これを1分子顕微鏡下で活性型EGF受容体を持つ細胞膜と反応させ、Grb2とEGF受容体の結合・解離反応を単一分子計測することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of signal transduction complexes during immobile phase of NGFR movements. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibata, S.C., Hibino, K., Mashimo, T., Yanagida, T., Sako, Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 342 ページ: 316-322
• [雑誌論文] Epidermal growth factor-regulated activation of Rac GTPase enhances CD44 cleavage by metalloproteinase disintegrin ADAM10 (2006)
  • 著者名/発表者名: Murai, T., Miyauchi, T., Yanagida.T., Sako, Y.
  • 雑誌名: Biochem.J. (in press)
• [雑誌論文] Covalent immobilization of epidermal growth factor molecule for single-molecule imaging analysis of intracellular signaling. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, J., Morimatsu, M., Yanagida, T., Sako, Y.
  • 雑誌名: Biomaterials (in press)
• [雑誌論文] 情報伝達分子の生細胞イメージング (2005)
  • 著者名/発表者名: 岩根敦子, 上田昌宏, 日比野佳代, 佐甲靖志, 柳田敏雄
  • 雑誌名: シグナル伝達研究2005-'06(山本雅, 仙波憲太郎編 実験医学増刊) 23 ページ: 1976-1802
• [雑誌論文] Single-molecule analysis of epidermal growth factor signaling that leads to ultrasensitive calcium response. (2005)
  • 著者名/発表者名: Uyemura, T., Takagi, H., Yanagida, T., Sako, Y.
  • 雑誌名: Biophys.J. 88 ページ: 3720-3730
• [図書] 細胞内蛍光1分子観察法とその応用「光科学研究の最前線」(「光科学研究の最前線」発行委員会編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 佐甲靖志
  • 総ページ数: 2(388-389)
  • 出版者: 強光子場科学研究懇談会