Measurement of intracellular pH as a marker of dedifferentiation in eukaryotes

测量细胞内 pH 作为真核生物去分化的标志

• 批准号: 21K06099
• 负责人: 森本 雄祐
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06099/
• 关键词: 発生; 脱分化; 細胞内pH; シグナル伝達; 蛍光イメージング

細胞分化と脱分化の制御機構の解明は、発生生物学、さらには再生医工学の分野において必須の課題である。これに対し、細胞内pHは細胞分化やシグナル伝達において、重要な要因の一つとして働いていることが知られているが、その詳細なメカニズムは明らかになっていない。発生のモデル生物として利用されている細胞性粘菌の柄と胞子への分化において、細胞内のpH変化がトリガーとなっていることが古くから示唆されているが、分子機構は十分には明らかになっていない。本研究課題では、細胞性粘菌の細胞分化と脱分化に伴う細胞質pH変化を、高感度な分化・脱分化マーカーとして捉える計測手法を確立することを目指している。これまでに、開発した高感度pHイメージング手法を用いることで、細胞性粘菌の柄細胞への分化、および予定柄細胞からの脱分化に伴う細胞質pH変化を１細胞レベルで計測することが可能となっている。本年度は、単細胞期から多細胞期にかけての細胞質pHを長時間タイムラプス計測することで、細胞質pHの変化と細胞分化の関係を捉えることを進めた。このとき、細胞質pHだけでなく、細胞内cAMP濃度、細胞内カルシウム濃度などの他のシグナルを同時計測することで、各シグナルがどのように関わっているかを明らかにすることを目指した。また、細胞内および細胞外のpH変化が脂質に与える影響および細胞運動をモニターすることで、pHの細胞分化における働きの分子機構の解明を目指した。

在发育生物学和再生医学工程领域，阐​​明细胞分化和去分化的调节机制是一个重要的问题。相比之下，细胞内pH被称为细胞分化和信号传导的重要因素之一，但尚未阐明该机制的详细机制。长期以来，一直有人提出，细胞内pH的变化是在细胞粘液霉菌分化为茎和孢子的分化时会触发的，这些变化被用作开发模型生物，但尚未完全了解分子机制。该研究主题旨在建立一种测量方法，该方法将与细胞分化和细胞粘液霉菌的去分化相关的细胞质pH变化视为分化和去分化的高度敏感标记。通过使用到目前为止开发的高灵敏性pH成像技术，已经有可能测量与细胞粘液霉菌相关的细胞质pH变化，可以分化为茎细胞，并在一个细胞水平上从茎细胞中去分化。今年，我们一直在努力通过测量细胞质pH值来捕获细胞质pH的变化与细胞分化之间的关系，以进行长时间的测量，从单细胞到多细胞相。目前，我们旨在通过同时测量细胞质pH值，还可以阐明每个信号如何涉及，还可以阐明其他信号，例如细胞内cAMP浓度和细胞内钙浓度。此外，通过监测细胞内和细胞外pH变化对脂质和细胞运动的影响，我们旨在阐明pH功能在细胞分化中功能的分子机制。

项目成果

細胞性粘菌における細胞内c-di-GMPシグナルの解析

盘基网柄菌胞内 c-di-GMP 信号分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 井手捷人;森本雄祐
• 通讯作者: 森本雄祐

細菌の“毒針”は「膜電位」の上昇で動き出す

由于“膜电位”增加，细菌的“毒刺”开始移动

細胞性粘菌による移動経路判断に関する研究

细胞黏菌迁移路线测定研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 横山 信司;森本 雄祐
• 通讯作者: 森本 雄祐

細胞性粘菌におけるc-di-GMPシグナルの解析

盘基网柄菌中 c-di-GMP 信号的分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 井手 捷人;森本 雄祐
• 通讯作者: 森本 雄祐

サルモネラのべん毛運動と走化性

沙门氏菌的鞭毛运动和趋化性

• 发表时间: 2021
• 作者: 保田拓範;森田陸離;重田育照;原田隆平;森本雄祐
• 通讯作者: 森本雄祐