チュブリン翻訳後修飾による細胞内物質輸送の制御

通过微管蛋白翻译后修饰调节细胞内物质运输

• 批准号: 17680031
• 负责人: 瀬藤 光利
• 金额: $ 17.56万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17680031/
• 关键词: モーター蛋白質; キネシン; チュブリン; 輸送; 極性; アルツハイマー; グルタミン酸付加; シナプス; 物質輸送; イメージング; 微小管; モーター; 翻訳後修飾; 老化; 質量分析; 神経

従来より細胞内物質輸送は細胞機能の発現に非常に重要であると考えられてきた。近年、我々の細胞内物質輸送に関する研究成果は、物質輸送を行うモーター蛋白質もしくはその複合体の進行方向が、レールの役割を果たす微小管を構成するチュブリンの翻訳後修飾により定められるという可能性を示唆してきた。本研究で我々はチュブリン翻訳後修飾反応の一つpolyglutamylationに注目した。polyglutamylationとはチュブリンのC末端にグルタミン酸を付加する反応である。我々はその酵素であるpolyglutamylaseの同定を試み、TTLL遺伝子ファミリーのうちTTLL7が、チュブリンサブユニットであるβチュブリンに対して特異的にグルタミン酸付加反応を行うこと、そしてβチュブリンのpolyglutamylationが神経突起成長に必要であることを明らかにした(Ikegami et al., JBC, 2007)。また、αチュブリンに対してグルタミン酸付加反応を行うとされていた複合体のうちPGs1が機能低下したROSA22ミュータントマウスを解析することにより、αチュブリンのpolyglutamylationがKIF1キネシンモーター蛋白質の方向性を制御する分子標識の役割を果たすことを明らかにした(Ikegami et al., PNAS, 2007)。以上のような本研究により得られた成果は、これまで不明であった細胞内物質輸送の制御メカニズムの解明に大きな発展をもたらし、さらには細胞間における情報伝達異常により引き起こされることが知られているアルツハイマー病などの脳神経疾患を治療するための新たなターゲットになりうる可能性を示唆した。

传统上认为细胞内物质运输对于细胞功能的表达极其重要。近年来，我们对细胞内物质运输的研究揭示了进行物质运输的运动蛋白或其复合物的运动方向可能是由微管蛋白的翻译后修饰决定的，微管蛋白构成了起到轨道作用的微管。我已经建议了。在这项研究中，我们重点关注多聚谷氨酰化，这是微管蛋白的翻译后修饰反应之一。多聚谷氨酰化是一种将谷氨酸添加到微管蛋白 C 末端的反应。我们尝试鉴定多聚谷氨酰酶，发现 TTLL7（TTLL ​​基因家族的成员）特异性地对微管蛋白亚基 β-微管蛋白进行谷氨酸加成反应，并且 β-微管蛋白的多聚谷氨酰化促进神经突生长（Ikegami 等人，2017）。等，JBC，2007）。此外，通过分析ROSA22突变小鼠，其中已知与α-微管蛋白进行谷氨酸加成反应的复合物PGs1的功能下降，我们发现α-微管蛋白的多聚谷氨酰化是控制α-微管蛋白方向性的分子。 KIF1 驱动蛋白运动蛋白 据揭示，该蛋白起到标签的作用（Ikegami 等人，PNAS，2007）。如上所述，通过本研究获得的结果在阐明以前未知的细胞内物质运输的控制机制方面取得了重大进展，并且还发现它是由细胞间通讯异常引起的。研究表明，这可能是治疗阿尔茨海默病等神经系统疾病的新靶点。

项目成果

イメージングマススペクトロメトリーの動向

成像质谱的趋势

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 53巻4号
• 作者: Furuta A;Takashima S;Yokoo H;et al.;横尾英明;横尾英明;横尾英明;Matsuzaki M.;Ohkura M. et al.;Noguchi J. et al.;T. Ohashi;T. Ohashi;黒田亮典;T.Ohashi;井戸秀人;T.Ohashi;大橋俊朗;Ikegami K.;Ikegami K.;Inoue E.;小河 潔;新間 秀一
• 通讯作者: 新間 秀一

生化学

生物化学

• 发表时间: 2007
• 作者: 前田礼男;穂積俊矢;谷口喜一郎;奥村高志;松野健治
• 通讯作者: 松野健治

In Vivo imaging of the dendritic arbors of layer V pyramidal cells in the cerebral cortex using a laser scanning microscope with a stick-type objective lens

使用带有棒型物镜的激光扫描显微镜对大脑皮层 V 层锥体细胞的树突轴进行体内成像

• 期刊: Neuroscience Letters (in press)
• 作者: Furuta A;Takashima S;Yokoo H;et al.;横尾英明;横尾英明;横尾英明;Matsuzaki M.;Ohkura M. et al.;Noguchi J. et al.;T. Ohashi;T. Ohashi;黒田亮典;T.Ohashi;井戸秀人;T.Ohashi;大橋俊朗;Ikegami K.;Ikegami K.;Inoue E.;小河 潔;新間 秀一;福田善之
• 通讯作者: 福田善之

SAD : a Novel Presynaptic Kinase Associated with Synaptic Vesicles and the Active Zone Cytomatorix that Regulates Neurotransmitter Release.

SAD：一种与突触小泡和调节神经递质释放的活性区 Cytomatorix 相关的新型突触前激酶。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Neuron 50
• 作者: Furuta A;Takashima S;Yokoo H;et al.;横尾英明;横尾英明;横尾英明;Matsuzaki M.;Ohkura M. et al.;Noguchi J. et al.;T. Ohashi;T. Ohashi;黒田亮典;T.Ohashi;井戸秀人;T.Ohashi;大橋俊朗;Ikegami K.;Ikegami K.;Inoue E.
• 通讯作者: Inoue E.

Activity Report of MS microscope Development

MS显微镜开发活动报告

• 发表时间: 2006
• 期刊: Surf.Interface Anal. (in press)
• 作者: Setou M;Shimma S;Ogawa K;Takeuchi S;Izumi H;Harada T;Sugiura Y;Yao I;Toyoda M;Hoshikawa Y;Suzuki M;Katakuse I;Nagayama K;Yoshida Y
• 通讯作者: Yoshida Y