細胞内シグナル伝達機構における時間情報コードのシステム生物学

细胞内信号转导机制中时间信息代码的系统生物学

基本信息

批准号：
24241067
负责人：
黒田真也
金额：
$ 17.8万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24241067/
关键词：
シグナル伝達モデル化糖代謝グリコーゲンインスリン

项目摘要

シグナル伝達機構の本質は、多彩な入力の情報を限られた種類の分子にコードすることにある。申請者らはERK経路やAkt経路の研究において、分子活性の時間パターンに入力情報がコードされる時間情報コードを世界に先駆け見出している。本研究では、以上の研究を発展させ、細胞内シグナリングの時間情報コードを解明してその生理学的な意義を明らかにするとともに、時間情報コードが様々なシグナル伝達に見られる一般的な特性であることを明らかにすることを目的とした。申請者らはラットの肝臓がん由来のFao細胞において、インスリンの3つの異なる時間パターンがpAktに多重にコードされ、下流の3つのシグナル分子(pS6K,pGSK3β, G6Pase)がそれぞれ選択的にデコードすることを見出した。本年度は、シグナル分子の下流にある糖代謝やタンパク質合成などの代謝制御に時間情報コードが使われているかどうかを検討した。そこで、インスリンのさまざまな時間パターンを細胞に与えて、時間情報コードにより最終的な生理機能であるタンパク質合成やグリコーゲン合成、糖新生抑制といった代謝物質を計測した。同時にこれらの代謝を制御する数理モデルを作成して、インスリンによる代謝制御調節ネットワーク制御においても時間情報コードが用いられていることを明らかにした。

信号转导机制的本质在于将不同的输入信息编码到有限数量的分子上。在对 ERK 和 Akt 通路的研究中，申请人是世界上第一个发现时间信息代码的人，其中输入信息以分子活动的时间模式进行编码。在本研究中，我们将扩展上述研究，阐明细胞内信号转导的时间信息代码，阐明其生理意义，并证明时间信息代码是各种信号转导中发现的普遍特征。在源自大鼠肝癌的 Fao 细胞中，申请人发现三种不同的胰岛素时间模式在 pAkt 中多重存在，并被三种下游信号分子（pS6K、pGSK3β、G6Pase）选择性解码。今年，我们研究了时间信息代码是否用于信号分子下游的代谢控制，例如糖代谢和蛋白质合成。因此，将胰岛素的各种时间模式应用于细胞，并使用时间信息代码测量最终的生理功能，例如蛋白质合成、糖原合成和糖异生抑制。同时，我们创建了一个数学模型来控制这些代谢，并阐明时间信息代码也用于胰岛素介导的代谢控制调节网络控制。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In vitro reconstitution of a CaMKII memory switch by an NMDA receptor-derived peptide.

DOI：
10.1016/j.bpj.2014.01.026
发表时间：
2014-03
期刊：
Biophysical journal
影响因子：
3.4
作者：
H. Urakubo;Miharu Sato;Shin Ishii;Shinya Kuroda
通讯作者：
H. Urakubo;Miharu Sato;Shin Ishii;Shinya Kuroda

Information coding of ERK signaling networks

ERK信号网络的信息编码

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinya Kuroda
通讯作者：
Shinya Kuroda

PLS regression analysis of Signal transduction network and phenotypes in PC12 cell

PC12细胞信号转导网络和表型的PLS回归分析

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yu-ki Akimoto;Katsuyuki Yugi;Shinsuke Uda;Kanako Watanabe;Takeshi H Saito and Shinya Kuroda
通讯作者：
Takeshi H Saito and Shinya Kuroda

Unbiased identification of global network for signaling and metabolism from trans-omic data

从跨组学数据中公正地识别全球信号传导和代谢网络