佐甲細胞情報研究室

細胞の示す複雑で柔軟な活動は、細胞内情報処理分子システムの働きに依っています。細胞は外界の情報を関知して適応的に振る舞いますが、個々の分子反応は熱ゆらぎ程度の低エネルギーで確率的に起こり、数のゆらぎが無視できない数十から数百分子の反応で細胞が応答するなど、分子システムは大きなゆらぎに曝（さら）されています。個々の分子反応と細胞の活動は、どのように関係しているのでしょうか。細胞は分子反応のゆらぎを補正する仕組みを持っているようですが、一方でゆらぎを積極的に利用するように進化して来たのかもしれません。私たちは、細胞内で個々の分子反応を計測する方法を開発して、分子反応と細胞行動の関係を「腑に落ちる」ように説明したいと努力しています。

研究テーマ

• 細胞内情報処理システムの１分子解析
• 細胞内情報処理蛋白質の構造・反応ダイナミクス計測
• 細胞運命情報処理の分子機構
• 光学顕微鏡を用いた計測技術の開発

主要論文

1. Hiroshima, M., Saeki, Y., Okada-Hatakeyama, M., and Sako, Y.:
   "Dynamically varying interactions between heregulin and ErbB proteins detected by single-molecule analysis in living cells."
   Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 13984-13989 (2012)
2. Okamoto, K. and Sako, Y.:
   "Variational Bayes analysis of a photon-based hidden Markov model for single-molecule FRET trajectories."
   Biophys. J. 103, 1315-1324 (2012)
3. Hibino, K., Shibata, T., Yanagida, T., and Sako, Y.:
   "Single-molecule kinetic analysis of RAF activation in the ternary complex among RAF, RasGTP, and the kinases on the plasma membrane of living cells"
   J. Biol. Chem. 286, 36460-36468 (2011)
4. Sako, Y, Hiroshima, M, Pack, C-G, Okamoto, K, Hibino, K, Yamamoto, A.:
   "Live-cell single-molecule detection in systems biology"
   WIREs Systems Biology and Medicine, doi:10.1002/wsbm.161 (2011)
5. Hibino, K., Shibata, T., Yanagida, T., and Sako, Y.:
   "A RasGTP-induced conformational change in C-RAF is essential for accurate molecular recognition."
   Biophys. J. 97, 1277-1287 (2009)
6. Morimatsu, M., Takagi, H., Ota, K. G., Iwamoto, R., Yanagida, T., Sako, Y.:
   "Multiple-state reactions between the epidermal growth factor receptor and Grb2 as observed using single-molecule analysis"
   Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 18013-18018 (2007)
7. Teramura, Y., Ichinose, J., Takagi, H., Nishida, K., Yanagida, T., Sako, Y.:
   "Single-molecule analysis of epidermal growth factor binding on the surface of living cells"
   EMBO J., 25, 4215-4222 (2006)
8. Sako, Y.:
   "Imaging single molecules for systems biology"
   Mol. Syst. Biol. doi:10.1038/msb4100100 (2006)
9. Sako, Y., Yanagida, T.:
   "Single-molecule visualization in cell biology"
   Nature Rev. Mol. Cell Biol., 4, SS1-5 (2003)
10. Sako, Y., Minoguchi, S., Yanagida, T.:
    "Single molecule imaging of EGFR signal trasnduction on the living cell surface"
    Nature Cell Biol., 2, 168-172 (2000)