細胞内タンパク質動態と細胞応答の１細胞同時計測で解き明かす情報伝達機構の基本原理

通过同时单细胞测量细胞内蛋白质动力学和细胞反应阐明信息传递机制的基本原理

基本信息

批准号：
21K06097
负责人：
福岡創
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌は小さな細胞の中に，高等生物と同じようなセンシング能，情報処理能，運動能を有しているが，単純な大腸菌ですら，細胞の応答を細胞内でのタンパク質動態（局在，活性，分子数，相互作用）として理解するには至っていない．本研究は１細胞内FRETや走化性タンパク質の細胞内動態と共に，最終出力のべん毛モーター回転を同時計測することで，大腸菌１細胞における情報伝達を，細胞内のタンパク質動態と細胞応答の相関関係を直接的に理解し，情報伝達の基本原理を細胞内のタンパク質動態レベルで明らかにすることを目的としている．R4年度の研究では，本研究の目的のために，（１）FRETによる細胞内情報伝達タンパク質（CheYp）濃度とべん毛モーターの同時計測，また，（２）走化性タンパク質CheBの細胞内動態とのべん毛モーターの同時計測により，走化性応答時における細胞内タンパク質の動態と実際の細胞応答の相関関係を明らかにすべく計測を続けている．現在（２）の成果を論文発表するために準備を行っている．また我々は，（３）無刺激環境下（定常状態）において，細胞極にクラスター化した受容体の自発的な活性化／不活性化がCheYp濃度の揺らぎを生じさせている．我々は，走化性システムのリセットを担うCheR/CheBを介した受容体のメチル化レベルの変動が，この受容体クラスターの自発的な活性化／不活性化を生じさせていることを明らかにし，この成果を論文としてJournal of bacteriologyに発表した．

大肠杆菌具有与小细胞中较高生物体相同的感应，信息处理和运动性，但即使是简单的大肠杆菌也不将细胞反应理解为细胞内蛋白质动力学（定位，活性，分子数，相互作用）。这项研究的目的是通过同时测量最终输出处的鞭毛运动旋转以及细胞内fret和趋化蛋白，直接了解细胞内蛋白动力学和细胞反应之间的相关性。这项研究旨在直接了解大肠杆菌的细胞内蛋白质动力学与细胞反应之间的相关性，并阐明细胞内蛋白质动力学水平上信息传递的基本原理。在R4研究中，出于这项研究的目的，我们继续测量趋化性响应过程中细胞内蛋白的动态与（1）使用FRET和（2）同步抗鞭毛运动的弗拉特型运动原理的细胞内信号蛋白（CHEYP）浓度（CHEYP）浓度（CHEYP）浓度（CHEYP）浓度（CHEYP）的浓度（CHEYP）浓度（CHEYP）同时测量的实际细胞反应之间的相关性。 cheb。当前，正在准备在论文中发布（2）的结果。此外，我们还（3）在不刺激环境（稳态）下聚集在细胞极点的受体自发激活/失活会导致CHEYP浓度的波动。我们已经发现，负责重置趋化系统的CHER/CHEB的受体甲基化水平的变化会引起该受体簇的自发激活/失活，并在细菌学杂志上发表了这一发现。