細胞内物質輸送を担う新しい分子モーター群KIFsの分子細胞生物学的研究

KIF 的分子细胞生物学研究，一种负责细胞内物质运输的新型分子运动基团

基本信息

批准号：
08407001
负责人：
廣川信隆
金额：
$ 22.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

1)微小管をレールとし、物質輸送を行うと予想される新しいキネシンスーパーファミリー遺伝子を17種類(KIF1C,KIF3C,KIF5C,KIF6,KIF7,KIF8,KIF9,KIF10,KIF11,KIF12,KIF13A,KIA14,KIF15,KIA16A,KIF16B,KIF17)発見した。この中には神経系特異、ある組織特異(たとえば腎臓の上皮細胞)と、すべての組織に発現する型があった。現在その一時構造の決定と分子細胞生物学的解析を行っている。C末端モーター領域型KIFC2の解析を行った。KIFC2は792アミノ酸からなるC末モーター領域型のホモダイマーで、その発現は神経系特異で、特に中枢神経系に主に発現され、樹状突起に、多胞体様の新しい膜小器官を送るモーター分子であることが明らかとなった。N末端モーター領域型、順行性、モノマー型モーター分子KIF1Aのgene targetingを行った。KIF1A遺伝子欠失マウスは生後24時間以内に死亡し、知覚障害と運動障害を示した。中枢神経系でシナプスの密度とシナプス終末内の小胞の密度が60%にまで激減し細胞体に小胞の異常な集積がみとめられた。扁桃体や海馬に神経細胞死をみとめ、培養海馬神経細胞は、培養8日後程から死滅することが分かりKIFIAがシナプス小胞の前駆体を運び、神経機能および神経細胞の生存維持に重要な働きをしていることが示された。4)微小管をレールにする逆行性輸送のモーター分子の候補である脳ダイニンのgene targetingを行った。脳ダイニン欠失マウスは、胎生期に死亡するので、その胚幹細胞を培養して解析した。脳ダイニン欠失によりER(小胞体)からゴルジ装置へ輸送が障害され、又ライソゾームの細胞中心部への輸送も障害され、これらの輸送に脳ダイニンが重要であることが判明した。

1) 预测使用微管作为轨道运输物质的 17 个新驱动蛋白超家族基因 (KIF1C, KIF3C, KIF5C, KIF6, KIF7, KIF8, KIF9, KIF10, KIF11, KIF12, KIF13A, KIA14, KIF15),KIA16A,KIF16B,KIF17)发现了。其中，有神经系统特有的类型、某些组织（例如肾上皮细胞）特有的类型以及在所有组织中表达的类型。我们目前正在确定其临时结构并进行分子和细胞生物学分析。我们分析了 KIFC2 型 C 端运动区。 KIFC2是由792个氨基酸组成的C端运动区型同二聚体，其表达具有神经系统特异性，主要在中枢神经系统中表达，是一种发送新的多泡体样膜细胞器的运动分子。很明显，树突。我们对 N 端运动区类型、顺行、单体型运动分子 KIF1A 进行了基因打靶。缺乏 KIF1A 基因的小鼠在出生 24 小时内死亡，并表现出感觉和运动缺陷。在中枢神经系统中，突触密度和突触末梢内的囊泡密度急剧减少了60%，并且细胞体内观察到囊泡的异常积累。在杏仁核和海马中观察到神经元死亡，并且发现培养的海马神经元在培养约8天后死亡。KIFIA运输突触小泡的前体，并且在维持神经元功能和神经元存活中发挥重要作用。 4）我们对脑动力蛋白进行了基因靶向，脑动力蛋白是一种使用微管作为轨道的逆行运输的候选运动分子。由于脑动力蛋白缺陷的小鼠在胚胎期就会死亡，因此对它们的胚胎干细胞进行了培养和分析。脑动力蛋白的缺失会损害从 ER（内质网）到高尔基体的运输，还会损害溶酶体到细胞中心的运输，表明脑动力蛋白对于这些运输很重要。