生細胞内メンブレンコンタクトの可視化・操作ツールの開発

开发活细胞膜接触的可视化和操作工具

• 批准号: 21H02078
• 负责人: 築地 真也
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H02078/
• 关键词: メンブレンコンタクト; 蛍光プローブ; 局在性リガンド; 化学二量化剤; 分割型タンパク質; ホスファチジルイノシトール 4-リン酸

本研究では、細胞内のメンブレンコンタクトを特異的に可視化および操作することのできる新規ケミカルバイオロジーツールを開発することを目的とする。本年度は下記の成果を達成した。1）ホスファチジルイノシトール 4-リン酸（PI4P）に対する新規蛍光プローブの開発：小胞体（ER）膜と細胞膜（PM）間で形成されるコンタクトの重要な機能の一つとして、ORPを介したPI4Pの交換輸送がある。この生理機能を解明するためにはPM PI4Pの動態を可視化するプローブが必要であるが、既存のPI4PプローブはPM PI4Pの検出には不向きであった。本年度はこの課題に取り組み、PM PI4Pを高効率に検出・可視化することのできる新規蛍光プローブを開発した。2）ER-PMコンタクトの可逆的操作システムの開発：本年度は、申請者が以前に開発した可逆的なタンパク質二量化ツールを応用することで、ORPを介したER-PMコンタクトを二種類の化合物添加によって可逆的に誘導・解消することのできる化学遺伝学コンタクト操作システムを構築した。また、1）で開発したPI4Pプローブと併用することで、ORPを介したER-PMコンタクトの誘導・解消に伴うPM PI4P動態をリアルタイムに可視化できることも実証した。

在这项研究中，我们的目标是开发新型化学生物学工具，可以专门可视化和操纵细胞内的膜接触。今年，我们取得了以下成果。 1）开发新型磷脂酰肌醇4-磷酸（PI4P）荧光探针：作为内质网（ER）膜与细胞膜（PM）之间形成的接触的重要功能之一，PI4P通过ORP进行交换运输。为了阐明这种生理功能，需要一种能够可视化 PM PI4P 动态的探针，但现有的 PI4P 探针不适合检测 PM PI4P。今年，我们解决了这个问题，开发了一种新的荧光探针，可以高效检测和可视化 PM PI4P。 2) ER-PM接触的可逆操纵系统的开发：今年，通过应用申请人先前开发的可逆蛋白质二聚化工具，我们将在我们构建的两种类型的化合物中开发ORP介导的ER-PM接触。一种化学遗传接触操纵系统，可以通过加法可逆地诱导和消除。我们还证明，通过使用 1) 中开发的 PI4P 探针，可以实时可视化与通过 ORP 诱导和解析 ER-PM 接触相关的 PM PI4P 动态。

项目成果

生細胞内メンブレンコンタクトを操作する化学ツールの開発

开发化学工具来操纵活细胞中的膜接触

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉川優;阿喰萌香;筒井啓太;中津史;築地真也
• 通讯作者: 築地真也

Chemo- and opto-genetic tools for dissecting the role of membrane contact sites in living cells: recent advances and limitations

用于剖析活细胞膜接触位点作用的化学和光遗传学工具：最新进展和局限性

• DOI: 10.1016/j.cbpa.2022.102262
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 7.8
• 作者: Fubito Nakatsu; Shinya Tsukiji
• 通讯作者: Shinya Tsukiji

細胞内ホスファチジルイノシトール4-リン酸を可視化する新規遺伝子コード型蛍光プローブの開発

开发一种新型基因编码荧光探针来可视化细胞内磷脂酰肌醇 4-磷酸

• 发表时间: 2023
• 作者: 阿喰萌香;吉川優;中津史;築地真也
• 通讯作者: 築地真也

細胞膜ホスファチジルイノシトール 4-リン酸を可視化する蛍光バイオセンサーの開発

开发可视化细胞膜磷脂酰肌醇 4-磷酸的荧光生物传感器

• 发表时间: 2022
• 作者: 阿喰萌香;吉川優;中津史;築地真也
• 通讯作者: 築地真也

メンブレンコンタクトの化学遺伝学操作を介した膜脂質代謝の可逆制御

通过膜接触的化学遗传操作可逆控制膜脂代谢

• 发表时间: 2021
• 作者: 吉川優;阿喰萌香;中津史;築地真也
• 通讯作者: 築地真也