蛍光相関分光法を用いた細胞核内ダイナミクスの解析

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17050001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 金城 政孝 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (70177971)
• キーワード: 蛍光測定 / 蛍光性タンパク質 / GFP / 蛍光相関分光法 / 核 / グルココルチコイドレセプター / 核内受容体 / ステロイドホルモン

研究概要

本研究の目的は蛍光相関分光法(FCS)とまたはさらに一歩進んだ2点同時測定FCS等を利用して、核内の分子運動の特性を解析し、これまでのイメージング手法では明らかにできなかった核の機能と密接関連したダイナミックな機構が存在する事を明らかにすることである。
前年度に引き続き核内におけるGR-GFPの詳細な解析を行った。その結果、これまでに細胞質内ではDex(Dexamethasone)添加前後でGRの拡散定数に変化が生じなかったのに対し、核内ではDex添加前後で1.61μm2/sから0.27μm2/sと、拡散定数にして6倍程度遅い成分が生じることがわかった。GRは核内で転写共役因子と複合体を形成していることが知られているが、得られた拡散定数から分子量を算出したところ、今までに知られている複合体の分子量よりはるかに大きな値となった。このことはGRは転写複合体を形成するだけでなく、むしろ核内でさらに大きな構造体と相互作用していることを示唆している。さらに欠損変異体の結果は、wild type GRは核内でGRE、あるいは転写共役因子と相互作用することで比較的安定な転写複合体を形成し、最終的に二量化することで転写調節が開始されるというステップを示唆している結果を得つつある。公募班員である小布施力史博土と蛍光相関分光を用いた蛍光標識Misl2タンパク質の核内における分子動態の測定を開始した。変異体、ならびにワイルド型では細胞室内で拡散定数に変化があることを明らかにした。研究課題を遂行するためには既設の装置を利用して、測定領域を高速に動かすことで擬似的ではあるが、多点測定が可能であること、または、全反射光学系を用いて可能性があることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Quantification of size distribution of restriction fragments in mitochondrial genome using fluorescence correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Nomura, H.Fuchigami, H.Kii, Z.Feng, T.Nakamura, M.Kinjo
  • 雑誌名: Experimental and Molecular Pathology 80・3 ページ: 275-278
• [雑誌論文] A fluorescent variant of a protein from the stony coral Montipora facilitates dual-color single-laser fluorescence cross-correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Kogure, S.Karasawa, T.Araki, K.Saito, M.Kinjo, A.Miyawaki
  • 雑誌名: Nat Biotechnol 30 ページ: 577-581
• [雑誌論文] Iuorescence cross-correlation analyses of molecular interaction between an Aux/IAA protein, MSG2/IAA19, and protein-protein interaction domains of auxin response factors of Arabidopsis expressed in HeLa cells (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Muto, N.Issei, T.Demura, H.Fukuda, M.Kinjo, K.Yamamoto
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 47 ページ: 1095-1101
• [雑誌論文] Lateral Mobility of Membrane-Binding Proteins in Living Cells Measured by Total Internal Reflection Fluorescence Correlation Spectroscopy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohsugi, K.Saito, M.Tamura, M.Kinjo
  • 雑誌名: Biophys J. 91・9 ページ: 3456-3464
• [雑誌論文] Control of the optical properties of quantum dots by surface coating with calix[n]arene carboxylic acids (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Jin, F.Fujii, E.Yamada, Y.Nodasaka, M.Kinjo
  • 雑誌名: J. American Chemical Society 128・29 ページ: 9288-9289
• [雑誌論文] Dynamics of yeast prion aggregates in single living cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Kawai-Noda, S.Ayano, C.Back, M.Kinjo, M.Yoshida, K.Yasuda, H.Taguchi
  • 雑誌名: Genes to Cells 11 ページ: 1085-1096
• [雑誌論文] Cytosolic chaperonin prevents polyglutamine toxicity with altering the aggregation state (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Kitamura, H.Kubota, C.Back, G.Matsumoto, S.Hirayama, Y.Takahashi, H.Kimura, M.Kinjo, R.Morimoto, K.Nagata
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 8・10 ページ: 1163-1169
• [雑誌論文] The regulator of the F1 motor : Inhibition of rotation of cyanobacterial F1-ATPase by theεsubunit. (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Konnno, T.Murakami, F.Fujii, F.Koyama, H.Ueoka-Nakanishi, C.Back, M.Kinjo, T.Hisabori
  • 雑誌名: EMBO J 25・19 ページ: 4596-4604
• [雑誌論文] Protein-protein interaction analysis by C-terminally specific fluorescence labeling and fluorescence cross-correlation spectroscopy. (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Oyama, H.Takahashi, M.Yonezawa, N.Doi, E.Miyamoto-Sato, M.Kinjo, H.Yanagawa
  • 雑誌名: Necleic Acids Research 34・14 ページ: e102
• [雑誌論文] Analysis of membrane-binding protein mobility in living cells using total internal reflection fluorescence correlation spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohsugi, M.Kinjo
  • 雑誌名: Biophysical Review and Letters 1・3 ページ: 293-299
• [雑誌論文] Microenvironment and effect of energy depletion in the nucleus analyzed by mobility of multiple oligomeric EGFPs. (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Back, K.Saito, M.Tamura, M.Kinjo
  • 雑誌名: Biophys J. 91 ページ: 3921-3936
• [雑誌論文] 細胞生物学における蛍光相関分光法と蛍光相互相関分光法 (2006)
  • 著者名/発表者名: 三國 新太郎, 金城 政孝
  • 雑誌名: 蛋白核酸酵素 51 ページ: 1998-2005