蛍光相互相関分光法による細胞内解離定数の測定法の開発

研究目的

私たちのグループでは、「がん細胞の細胞内情報伝達系をコンピュータ上で再現する」ことを目的に研究を進めています。がん細胞の細胞内情報伝達系のモデルを作るには、「タンパク質の濃度」「拡散速度」「酵素反応」「解離定数」の４つの情報が必要です。私はこれらの情報のうち、「タンパク質間の相互作用の大きさ」の指標である「解離定数」に着目し、生細胞のなかで測定する方法を開発することを目指しました。この情報が細胞のモデルの構築において必須であるにも関わらず、これまで試験管内でしか測定する方法がなかったからです。

試験管内には他の分子が存在しないため、相互作用の大きさは「理想的な値」になります。しかし細胞内では、分子混み合いや競合阻害といった細胞の環境が相互作用の大きさに影響を与えます。このため、試験管内で測定したタンパク質間の相互作用の大きさは、生細胞内におけるタンパク質の相互作用の大きさとは異なると予想されます。このことから、私は生細胞内でタンパク質間の相互作用を求める必要があると考えました。

さらにウェスタンブロッティングによりRas-ERK経路に含まれるタンパク質の濃度についても測定を行い、Ras-ERK経路に含まれるタンパク質の相互作用と濃度について定量的な情報を得ました。これらの値を用いてモデルを構築し、数値解析を行いました。解析結果と実験データを比較した結果、Shc1がEGFRに複数個結合することが、Ras-ERK経路の活性化に重要だという仮説が立ちました。そこで実験的に調べたところ、平均して2.8個のShcがEGFRに結合していると見積もることができました。