Deduction of relaxation mechanism for the anti-oxidative stress on the basis of the synchronized behavior of bacterial bioluminescence

基于细菌生物发光同步行为推导抗氧化应激弛豫机制

• 批准号: 23654148
• 负责人: KARATANI Hajime
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23654148/
• 关键词: 生物物理; 生物発光; 好気的代謝; 酸化ストレス; 酸化的リン酸化; 活性酸素種; 可視化; 酵母; 発光細菌; 非線形パターン; 離散フーリエ解析; 遺伝子組換え

By using luminous bacterium and bioluminescent Escherichia coli hovering the gene encoding bacterial luciferase, the oxidative stress induced dynamic bioluminescence (BL) pattern on the colony, as a model of the mass of mitochondria (MT), was analyzed. On the other hand, the visualization of reactive oxygen species (ROS) at the MT site in a eukaryotic cell and the oxidative stress has been carried out. In this case, a MT signal sequence fused gene encoding yellow fluorescent protein (Y1-Yellow), originating from a luminous bacterium, was cloned into a plasmid to transform yeast cells.Analysis of the dynamic BL patterns showed that the oxidative stress response can be visualized as a collective behavior-like regulated bioluminescence. As a result of the transformation of yeast with the MT-Y1-Yellow coding gene, the ROS formation at the MT site was clearly visualized. It has also been shown that MT assembles to make the MT cluster in response to the strong oxidative stress.

通过使用发光细菌和生物发光大肠杆菌悬停编码细菌荧光素酶的基因，分析了菌落上氧化应激诱导的动态生物发光（BL）模式，作为线粒体质量（MT）的模型。另一方面，已经对真核细胞中 MT 位点的活性氧 (ROS) 和氧化应激进行了可视化。在本例中，来自发光细菌的编码黄色荧光蛋白（Y1-Yellow）的MT信号序列融合基因被克隆到质粒中以转化酵母细胞。动态BL模式分析表明，氧化应激反应可以通过可视化为类似集体行为的受调节生物发光。使用 MT-Y1-Yellow 编码基因转化酵母的结果是，MT 位点处的 ROS 形成清晰可见。研究还表明，MT 会聚集形成 MT 簇以应对强氧化应激。

项目成果

Bacterial fluorescent proteins as probes for reactive oxygen species in living cells

细菌荧光蛋白作为活细胞中活性氧的探针

• 作者: Hajime Karatani;Yuki Namikawa;Naomi Mori;Tomoya Yamashita;Yukihiro Nishikawa;Hiroshi Oyama;Shigeru Taketani
• 通讯作者: Shigeru Taketani

刺激応答性微生物コロニー発光パターンの時空間画像処理

刺激响应微生物菌落发光模式的时空图像处理

• 发表时间: 2011
• 期刊: 電子情報通信学会信学技報 (IEICE Technical Report)
• 作者: 服部謙作;柄谷肇;川上肇
• 通讯作者: 川上肇

発光細菌由来青色蛍光タンパク質をプローブとする酵母ミトコンドリア漏出物質の蛍光イメージング

使用发光细菌来源的蓝色荧光蛋白作为探针对酵母线粒体渗漏物质进行荧光成像

• 作者: 柄谷肇;森奈穂美;並川由紀;山下朋也;北所健悟
• 通讯作者: 北所健悟

発光細菌由来青色蛍光タンパク質に基づく酸化ストレスの蛍光イメージング

基于发光细菌蓝色荧光蛋白的氧化应激荧光成像

• 发表时间: 2012
• 作者: 柄谷肇;森奈穂美;山下朋也;並川由紀;北所健悟;竹谷茂
• 通讯作者: 竹谷茂

Effect of oxygen stimulation on dynamic bioluminescence pattern on luminous colony

氧刺激对发光菌落动态生物发光模式的影响

• 作者: Hajime Karatani;Hajimu Kawakami
• 通讯作者: Hajimu Kawakami