哺乳類の細胞におけるタンパク質局所化の遺伝的にコードされた光制御
Arnaud Gautier1, Duy P Nguyen, Hrvoje Lusic
1Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, Hills Road, Cambridge CB2 0QH, UK.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2010
まとめ
研究者らは,光を用いて細胞内のタンパク質機能を制御する新しい方法を開発した. 彼らは,タンパク質の局所化と活性を制御するために,写真ケージのアミノ酸を遺伝子でコーディングし,正確な光化学的制御を示しました.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 分子生物学は分子生物学である.
- 化学生物学 化学生物学とは
背景:
- タンパク質機能の光化学的制御には,サイト特有のケージンググループが必要です.
- 細胞配送には,in vitroでタンパク質をフォトケージングするための既存の方法が困難です.
- リスイン残基は,タンパク質の局所化,翻訳後の改変,および酵素活性において極めて重要です.
研究 の 目的:
- 生体細胞内のライシン残基をフォトケージングする方法を開発する.
- タンパク質の局所化,翻訳後の改変,および酵素活性に対する光化学的制御を実証する.
- 哺乳類の細胞における光を用いたタンパク質機能の正確な制御を可能にする.
主な方法:
- 新種のフォトケージアミノ酸を合成した (1).
- 哺乳類の細胞における遺伝的エンコーディングのためのピロリシル-tRNA合成酵素/tRNAペアを進化させた.
- 珀色コドンを利用して,写真ケージのアミノ酸を特定サイトに組み込みました.
主要な成果:
- フォトケージされたアミノ酸をヒト細胞のタンパク質に組み込むことに成功しました.
- ヌクレオプラズミンとp53の核局所化配列 (NLSs) をフォトケージし,シトソリックの誤局所化を引き起こした.
- 誘発光によるタンパク質の核インポートにより,動的定量化が可能である.
結論:
- 生体細胞におけるライシン媒介タンパク質機能の最初の光化学的制御を実証した.
- タンパク質の局所化と活性に対する光遺傳学的制御のための汎用性のあるプラットフォームを確立しました.
- 時間の精度でダイナミックな生物学的プロセスを研究するための新しい道を開きました.
さらに関連する動画
09:32Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development
Published on: June 15, 2017
14:02Optimizing the Genetic Incorporation of Chemical Probes into GPCRs for Photo-crosslinking Mapping and Bioorthogonal Chemistry in Live Mammalian Cells
Published on: April 9, 2018
関連する概念動画
Reporter Genes
Reporter genes are a type of protein-coding gene that are often tagged to a gene of interest. Once inside a target cell, reporter genes usually produce visually identifiable characteristics like fluorescence and luminescence when expressed along with the gene of interest. Thus, reporter genes “report” the presence or absence of genes of interest in an organism, determine the gene expression pattern, or track the physical location of a DNA segment or protein in the cell.
Commonly used reporter...
Commonly used reporter...
Protein Dynamics in Living Cells
Different fluorescence-based techniques are used to study the protein dynamics in living cells. These techniques include FRAP, FRET, and PET.
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
Fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) is a fluorescent-protein-based detection technique used to quantify protein movement rates within the cell. This method exposes a small portion of the cell to an intense laser beam. The laser beam causes permanent photobleaching of the fluorophore-tagged proteins in the exposed region. As the bleached...
Tagging and Fusion Proteins
Proteins are involved in several cellular processes and biochemical reactions. Analyzing a specific protein of interest requires it to be isolated from the other proteins in the cell. This is achieved by overexpressing the specific gene in a suitable host to produce large quantities of the target protein. A tag or label is recombined with the gene to produce a fusion protein containing the target protein and the tag. The tags on these fusion proteins can then be used for easy detection and...
Regulation of Nuclear Protein Sorting
Nuclear protein sorting regulates nucleus composition and gene expression, crucial for determining the fate of a eukaryotic cell. Hence, the entry and exit of molecules across the nuclear envelope is a tightly controlled process. Nuclear protein sorting can be inhibited by one of the following ways: 1) masking cargo signal sequences, 2) modifying the nuclear receptor's affinity for cargo, 3) controlling the nuclear pore size, 4) retaining the cargo during its transit to the cytosol or the...
