• ホーム
  • 哺乳類のMAPK/ERK経路は負帰還増幅器の特性を示す

哺乳類のMAPK/ERK経路は負帰還増幅器の特性を示す

The Mammalian MAPK/ERK Pathway Exhibits Properties of a Negative Feedback Amplifier

Research Article

Sci. Signal., 21 December 2010
Vol. 3, Issue 153, p. ra90
[DOI: 10.1126/scisignal.2001212]

Oliver E. Sturm1*†, Richard Orton1*‡, Joan Grindlay2*, Marc Birtwistle3, Vladislav Vyshemirsky, David Gilbert1||, Muffy Calder1, Andrew Pitt4, Boris Kholodenko3, and Walter Kolch3,5¶

1 Department of Computing Science, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK.
2 Signalling and Proteomics Laboratory, Beatson Institute for Cancer Research, Garscube Estate, Switchback Road, Glasgow G61 1BD, UK.
3 Systems Biology Ireland, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland.
4 Sir Henry Wellcome Functional Genomics Facility, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK.
5 Conway Institute, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland.
* These authors contributed equally to this work.
† Present address: Department of Immunology, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN 38104, USA.
‡ Present address: Comparative Epidemiology Group, Faculty of Veterinary Medicine, University of Glasgow, Glasgow G61 1QH, UK.
§ Present address: Department of Mathematics and Statistics, University of Strathclyde, Glasgow G1 1XH, UK.
|| Present address: School of Information Systems, Computing and Mathematics, Brunel University, Uxbridge, Middlesex UB8 3PH, UK.
¶ To whom correspondence should be addressed. E-mail: walter.kolch@ucd.ie

要約:Raf-MEK(マイトジェン活性化または細胞外シグナル調節プロテインキナーゼキナーゼ)-ERK(細胞外シグナル調節キナーゼ)から成るマイトジェン活性化プロテインキナーゼ経路などの三段階キナーゼモジュールは生物において広く見られることから、この構造が進化的に有利な特性を伝えると考えられる。本研究では、三段階キナーゼ増幅因子モジュールと負のフィードバックの組合せが、電子回路に用いられ、頑強性の付与、出力安定化および非線形シグナル増幅の線形化を行う負帰還増幅器(NFA)のデザイン原理の要点を再現していることを示す。数学的モデリングおよび実験的検証を用いて、ERK経路が(i)内因性スイッチ様活性化動態を段階的線形応答へと変換し、(ii)NFAモジュール内の反応速度の変化に頑強性を与え、(iii)薬物による増幅因子のかく乱に応じて出力を安定化するというNFAの特性を有することを示した。このような特性が活性化動態および薬物応答性などの生物学的行為を決定する。

O. E. Sturm, R. Orton, J. Grindlay, M. Birtwistle, V. Vyshemirsky, D. Gilbert, M. Calder, A. Pitt, B. Kholodenko, W. Kolch, The Mammalian MAPK/ERK Pathway Exhibits Properties of a Negative Feedback Amplifier. Sci. Signal. 3, ra90 (2010).

英文原文をご覧になりたい方はScience Signaling オリジナルサイトをご覧下さい

英語原文を見る

2010年12月21日号

Editor's Choice

感覚知覚
皮膚の光検出器

Research Article

哺乳類のMAPK/ERK経路は負帰還増幅器の特性を示す

サイクリックGMPとプロテインキナーゼGが骨芽細胞におけるSrc含有メカノソームを制御する

Research Resources

ホスホプロテオミクス解析が酵母におけるキナーゼとホスファターゼの撹乱に対する相互接続システム全体の応答を解明する

Perspectives

メカノソームは積まれたメッセージを運ぶ

最新のResearch Article記事

2024年2月27日号

ALOX5はCD4+ T細胞のパイロトーシスと関節リウマチにおける組織炎症を駆動する

2024年2月20日号

デザイナー高密度リポタンパク質粒子が内皮バリア機能を強化し炎症を抑制する

T細胞におけるgp130シグナル伝達の活性化がTH17介在性の多臓器自己免疫を引き起こす

2024年2月13日号

GPCRキナーゼはその細胞内局在に応じて偏向性のCXCR3下流シグナル伝達を差次的に調節する

リラキシン-3受容体のGαi/oバイアスステープルペプチドアゴニストによるバイアスアゴニズムの機構