一次繊毛における新規機構「分子コンバータ」システムの解明

阐明初级纤毛中的新机制“分子转换器”系统

基本信息

批准号：
21K15096
负责人：
加藤孝信
金额：
$ 3万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

細胞から伸びたアンテナのような小器官である一次繊毛は、細胞外環境を感知するセンサーとしてはたらく。これまでの研究から、細胞外の流れ刺激に対して繊毛内でカルシウム応答が見られることは知られていたが、その下流のシグナルカスケードに関しては未解明な点が多い。本研究課題では、この一次繊毛というアンテナが、どのように細胞に情報を伝達し、制御するのかを明らかにすることを目的とした。昨年度に構築した「フローチャンバーを用いて腎臓由来の培養細胞に細胞外流れ刺激を与える系」を用いて、今年度は「繊毛の中で細胞外流れ刺激によってどのようなタンパク質の増減やリン酸化修飾が起きるのか」を知るために、繊毛内プロテオーム解析系を立ち上げた。すでに予備的な結果を得ており、来年度はこうした候補遺伝子の詳細な解析に進む予定である。特にこうした詳細な解析を行うのに必須な、繊毛内での分子コンバータ因子の動態解析で必要な光路の構築を開始しており、次年度に計画している観察に向けて順調に準備を進めることが出来た。またこの研究を進める中で、マウス初期胚のノードの一次繊毛 (マウスノード不動繊毛) において、繊毛内のタンパク質局在に異方性があり、繊毛が曲げられる向きを感知している可能性があるという驚くべき結果を得た (Katoh et al., Science, 2023)。

原发性纤毛是一种从细胞延伸的天线样细胞器，充当感知细胞外环境的传感器。先前的研究已经知道，纤毛对细胞外流动刺激的反应可以看到，但是关于下游信号级联反应有许多未知数。该研究主题旨在阐明该主要的纤毛天线如何传输并控制信息。使用“使用流动室来刺激从肾脏衍生的培养细胞的细胞外流动的系统”，该系统是去年建造的，今年我们启动了一个蛋白质组内分析系统，以了解“蛋白质增加或减少或减少以及由于细胞外流动刺激而导致的纤毛发生变化。”已经获得了初步结果，我们计划明年对这些候选基因进行详细分析。我们已经开始构建纤毛中分子转换器因子动态分析所需的光路，这对于进行详细分析尤其重要，并且我们能够为下一个财政年度计划的观察结果顺利进行。为了促进这项研究，我们还获得了令人惊讶的结果，即早期小鼠胚胎的纤毛中蛋白质定位可能是各向异性的，这表明纤毛的方向是弯曲的（Katoh等人，科学，科学，20233）。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Novel Applications of 3D Localization Microscopy to a Variety of Molecular Motors

3D 定位显微镜在各种分子马达中的新应用

DOI：
10.2142/biophys.61.395
发表时间：
2021
期刊：
Seibutsu Butsuri
影响因子：
0
作者：
NISHIZAKA Takayuki;KATOH Takanobu A.;NAKANE Daisuke
通讯作者：
NAKANE Daisuke

Mouse nodal immotile cilia sense bending direction for left-right determination: Mechanical regulation in initiation of symmetry breaking

小鼠节点不动纤毛感知左右确定的弯曲方向：对称性破坏启动的机械调节

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takanobu A Kato;Toshihiro Omori;Katsutoshi Mizuno;Takeshi Itabashi;Atsuko H. Iwane;Takuji Ishikawa;Yasushi Okada;Takayuki Nishizaka;Hiroshi Hamada
通讯作者：
Hiroshi Hamada

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