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神経変性疾患を引き起こすタンパク質凝集体形成と神経細胞死機構の時空間的解析

Research Project

Project/Area Number 08J04474
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cell biology
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

北村 朗  Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 特別研究員(PD) (10580152)

Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2009: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords神経変性疾患 / タンパク質凝集体 / 筋委縮性側索硬化症 / タンパク質分解 / 蛍光相関分光法 / マススペクトル / 筋萎縮性側索硬化症 / タンパク質品質管理機構 / 分光イメージング手法 / プロテアソーム / ユビキチン / SOD1
Research Abstract

神経変性疾患に共通してみられる現象として,神経細胞の機能低下とそれに続く細胞死がある.このような神経細胞死を引き起こす原因として,細胞内外に蓄積したタンパク質凝集体があげられる.筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Screlosis ; ALS)では,原因遺伝子の約20%をSuperoxide dismutase 1(SOD1)が占めており,このSOD1タンパク質に変異が入ると凝集体を形成することが知られている.これらの変異タンパク質の凝集体が,細胞内のどのような場所でどのような構造にあるとき,細胞毒性を持つのか.そして細胞死に至るのかといった問題点を解明するため,細胞内の分解機構の一つであるプロテアソーム経路の阻害剤を用いたところ,変異型SOD1は細胞内で凝集体を形成した.さらに,プロテアソームの活性を回復させたところ,凝集体は脱凝集を介して消失した.これらの脱凝集過程は,プロテアソームの活性に大きく依存しており,細胞内における別の分解経路として知られているオートファジー・リソソーム経路は必須ではないことを見出した.また,蛍光相関分光法技術を用いることで,変異型SOD1タンパク質は生細胞のサイトゾルで複合体を形成していることが判明した.蛍光相関分光法の解析により,この複合体は変異型SOD1タンパク質のみを含むものではなく,他の細胞内因子が含まれていることが示唆された.さらに,免疫共沈降法・マススペクトル解析により,分子シャペロンHsc70などが含まれていることが明らかとなった.このことから,細胞内において凝集体の毒性を抑制する際に,分子シャペロンが関与していることが示唆された.

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Amyloid oligomers : dynamics and toxicity in the cytosol and nucleus.2010

    • Author(s)
      Akira Kitamura
    • Journal Title

      FEBS Journal 277

      Pages: 1369-1379

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagic elimination of misfolded procollagen aggregates in the endoplasmic reticulum as a means of cell protection.2009

    • Author(s)
      Yoshihito Ishida
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell 20

      Pages: 2744-2754

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 変異型SOD1タンパク質の脱凝集過程における細胞毒性2010

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第2回・定量生物学の会年会
    • Place of Presentation
      大阪大学・銀杏会館
    • Year and Date
      2010-01-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] SOD1脱凝集過程におけるタンパク質分解経路と細胞毒性の関係について2009

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 分光イメージング手法を用いたタンパク質品質管理機構の解析2009

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第1回・光塾研究会
    • Place of Presentation
      (独)情報通信研究機構神戸研究所
    • Year and Date
      2009-08-15
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内でタンパク質凝集と脱凝集過程を捉える2009

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第9回・日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      熊本全日空ホテルニュースカイ
    • Year and Date
      2009-05-20
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamics of aggregation and disaggregation of neurodegenerative disease-causative proteins.2009

    • Author(s)
      Akira Kitamura
    • Organizer
      International Conference "Protein Folding and neurodegenerative disease"
    • Place of Presentation
      京都平安会館
    • Year and Date
      2009-04-06
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 原核生物における蛍光相関分光法測定-原核細胞内タンパク質品質管理機構の解明に向けて-2009

    • Author(s)
      北村朗, 寿野良二, 秋山芳展, 吉田腎右, 金城政孝
    • Organizer
      理研シンポジウム「蛍光相関分光で見る生体系の情報伝達(6)」
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2009-03-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分光イメージング手法を用いて細胞内タンパク質の凝集体形成を解析する2009

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第1回定量生物学の会年会
    • Place of Presentation
      東京大学先端技術研究所
    • Year and Date
      2009-01-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分光イメージング手法を用いた変異型SOD1タンパク質の凝集体形成と脱凝集機構の解析2008

    • Author(s)
      北村朗, 稲田のりこ, 松本弦, 金城政孝, Richard I. Morimoto, 久保田広志, 永田和宏
    • Organizer
      BMB2008
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Aggregation and disaggregation analysis of mutant SOD1 using fluorescence correlation spectroscopy and FLIM-FRET2008

    • Author(s)
      北村朗, 稲田のりこ, 松本弦, 久保田広志, Richard I. Morimoto, 永田和宏, 金城政孝
    • Organizer
      第46回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分光イメージング手法を用いた変異型SOD1タンパク質の凝集体形成と脱凝集機構の解析2008

    • Author(s)
      北村朗, 久保田広志, 稲田のりこ, 松本弦, 金城政孝, Richard I. Morimoto, 永田和宏
    • Organizer
      文部科学省特定領域研究「タンパク質の一生」班会議
    • Place of Presentation
      沖縄・残波ロイヤルホテル
    • Year and Date
      2008-11-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光相関分光法および蛍光寿命イメージング顕微鏡を用いた細胞内タンパク質凝集体形成の解析2008

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      植物科学推進事業シンポジウム「視る生物学3-イメージングの挑戦-」
    • Place of Presentation
      奈良先端大学院大学
    • Year and Date
      2008-11-21
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分光イメージング手法を用いた変異型SOD1タンパク質の凝集体形成と脱凝集機構の解析2008

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      文部科学省特定領域研究「タンパク質の一生」若手ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学検見川キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光相関分光法および蛍光寿命イメージング顕微鏡を用いた細胞内タンパク質凝集体形成の解析2008

    • Author(s)
      北村朗
    • Organizer
      第20回動物細胞工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-08-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.lfsci.hokudai.ac.jp/labs/infmed/member/kitamura/kitamura.htm

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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