CRMP2による微小管ダイナミクス制御の相関構造解析

• 研究課題/領域番号: 15K08168
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 神戸大学 (2017); 国立研究開発法人理化学研究所 (2015-2016)
• 研究代表者: 仁田 亮 神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 微小管 / CRMP2 / Kinesin / 軸索誘導 / 軸索反発 / X線結晶構造解析 / X線小角散乱 / クライオ電子顕微鏡 / 微小管ダイナミクス / X線結晶解析

研究成果の概要

本研究は、微小管結合タンパク質CRMP2の微小管ダイナミクス制御の分子機構解明を通じて神経細胞軸索伸長の制御機構を明らかにする事を目的とし、以下の結果を得た。CRMP2は神経細胞の発生段階において、将来の軸索突起の先端に局在して軸索特有の「軸索型微小管」の重合を促し、効率良く軸索伸長を誘導することで神経細胞極性形成に大きく寄与する。分子モーターキネシンは、CRMP2が誘導した「軸索型微小管」を道標として、軸索突起に選択的に物質輸送を行う。CRMP2のC末端部がリン酸化を受けると、CRMP2 と微小管との静電的反発により軸索型微小管の誘導効果が消失し、軸索誘導から反発へとシグナルが切り替わる。

研究成果

• [雑誌論文] Structural Insights into the Altering Function of CRMP2 by Phosphorylation (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sumi, Tsuyoshi Imasaki, Mari Aoki, Naoki Sakai, Eriko Nitta, Mikako Shirouzu, Ryo Nitta.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 43 号: 1 ページ: 15-23
  • DOI: 10.1247/csf.17025
  • NAID: 130006394515
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent Progress of Structural Biology: Lessons from Our Research History (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nitta, Tsuyoshi Imasaki, Eriko Nitta
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 印刷中
  • NAID: 120006510189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for CRMP2-induced axonal microtubule formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Niwa Shinsuke、Nakamura Fumio、Tomabechi Yuri、Aoki Mari、Shigematsu Hideki、Matsumoto Takashi、Yamagata Atsushi、Fukai Shuya、Hirokawa Nobutaka、Goshima Yoshio、Shirouzu Mikako、Nitta Ryo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 10681-10681
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11031-4
  • NAID: 120006373796
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis of backwards motion in kinesin-1- kinesin-14 chimera: implication for kinesin-14 motility (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamagishi, Hideki Shigematsu, Takeshi Yokoyama, Masahide Kikkawa, Mitsuhiro Sugawa, Mari Aoki, Mikako Shirouzu, Junichiro Yajima & Ryo Nitta
  • 雑誌名: strcture 巻: 24 号: 8 ページ: 1322-1334
  • DOI: 10.1016/j.str.2016.05.021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Motility and microtubule depolymerization mechanisms of the Kinesin-8 motor, KIF19A. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang D, Nitta R, Morikawa M, Yajima H, Inoue S, Shigematsu H, Kikkawa M, Hirokawa N.
  • 雑誌名: Elife 巻: 5 ページ: 2728-2728
  • DOI: 10.7554/elife.18101
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray and cryo-EM structures reveal mutual conformational changes of Kinesin and GTP-state microtubules upon binding. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morikawa M, Yajima H, Nitta R, Inoue S, Ogura T, Sato C, Hirokawa N
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 34 号: 9 ページ: 1270-86
  • DOI: 10.15252/embj.201490588
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] X線とクライオ電子顕微鏡でみる高分解能三次元形態学研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 51.イメージング技術の融合による医学・生命科学の新たな地平の開拓
  • 招待講演
• [学会発表] X線および電子顕微鏡で捉える分子モーターキネシンの多彩な運動機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 52.第123回日本解剖学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] X線および電子顕微鏡で捉える分子モーターキネシンの多彩な運動機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] Motility and Microtubule Depolymerization Mechanisms of the Kinesin-8 motor, KIF19A. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang, D, Nitta, R, Morikawa, M, Yajima H, Inoue, S, Shigematsu, H, Kikkawa, M, Hirokawa N
  • 学会等名: 米国細胞生物学会年会
  • 発表場所: San Francisco（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2016-12-06
  • 国際学会
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡で解明する微小管モーターの動作機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 理研シンポジウム－クライオ電子顕微鏡が拓く未来
  • 発表場所: 理化学研究所横浜キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡で観る細胞骨格微小管と分子モーター (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 第21回バイオメディカル研究会
  • 発表場所: グランフロント大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡で捉える微小管モーターキネシンの運動方向性逆転の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 第26回日本解剖学会関東支部懇話会
  • 発表場所: 東京大学医学部（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-07-09
• [学会発表] Structural basis of backwards motion in kinesin-14. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigematsu H, Yokoyama T, Kikkawa M, Shirouzu M, Nitta R
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Three Dimensional Electron Microscopy
  • 発表場所: 香港（中国）
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Structural basis of backwards motion in kinesin-14 (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigematsu H, Yokoyama T, Kikkawa M, Shirouzu M, Nitta R
  • 学会等名: 58.Gordon Research Conference, Three Dimensional Electron Microscopy
  • 発表場所: The Chinese University of Hong Kong
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡で捉える微小管モーターキネシンの運動方向性逆転の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-06-07
  • 招待講演
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡で捉える微小管モーターキネシンの運動方向性逆転の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田亮
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
  • 招待講演
• [学会発表] 分子モーターキネシンの運動方向性決定の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山岸雅彦, 重松秀樹, 横山武司, 吉川雅英, 青木真理, 白水美香子, 矢島潤一郎, 仁田亮
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 臨床から基礎へ転身して15 年、現在、考えること (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁田亮
  • 学会等名: 東京大学MD研究者育成プログラムリトリート
  • 発表場所: KKR ホテル熱海
  • 年月日: 2016-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 最先端のX線および電子顕微鏡構造解析：階層を超えた理解を目指して (2015)
  • 著者名/発表者名: 仁田亮
  • 学会等名: Research PlaNet 2015
  • 発表場所: 梅田スカイビルタワーウエスト
  • 年月日: 2015-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] CRMP2誘導下GTP型微小管形成の分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 仁田亮, 青木真理, 苫米地由里, 白水美香子
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2015-05-14
• [学会発表] X-ray and cryo-EM structures reveal mutual conformation- al changes of kinesin and GTP-state microtubule upon binding (2015)
  • 著者名/発表者名: 森川真夏, 矢島孔明, 仁田亮, 井上茂之, 小椋俊彦, 佐藤主税, 廣川 信隆
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2015-05-14
• [学会発表] 分子モーターキネシンの逆行性移動の分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 仁田亮
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第71回学術講演会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2015-05-12
• [図書] 実験医学 2018年5月号 (2018)
  • 著者名/発表者名: 仁田 亮
  • 総ページ数: 143
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758125079