• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Structural basis of CAMSAP-induced microtubule network formation

Research Project

Project/Area Number 19H03396
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 48010:Anatomy-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Nitta Ryo  神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywords細胞骨格 / 非中心体性微小管 / 極性形成 / CAMSAP / クライオ電子顕微鏡 / TIRF / 微小管 / 重合 / 微小管結合タンパク質 / 全反射照明蛍光顕微鏡 / MAP4 / Katanin / 重合反応 / クライオ電子線トモグラフィー / X線結晶構造解析
Outline of Research at the Start

微小管は、細胞の形態形成・細胞分裂・細胞内物質輸送など、生命の根幹に関わる現象を司るタンパク質重合体である。本研究では微小管ネットワーク制御の鍵分子、微小管重合開始の起点形成を司るCAMSAPおよび微小管重合後のネットワーク形成を司るTauファミリータンパク質MAP4を切り口とし、構造生物学的手法を軸に微小管ネットワーク形成の構造基盤を解明する。本研究の推進により微小管の重合開始・続いて微小管の配向決定・さらに微小管の配列によるネットワーク形成、その制御機構を原子レベルで解明し、その破綻による疾患発症の分子機構および分子標的治療にも繋がる。

Outline of Final Research Achievements

Cell polarity formation depends on how the microtubule network of the cytoskeleton distributes. The γ-tubulin ring complex forms centrosome, inducing microtubule network formation. However, the importance of non-centrosomal microtubules, which polymerize independently of centrosomes, is becoming clear. We found that the microtubule minus-end-associated protein CAMSAP2 promotes microtubule nucleation and polymerization. CASAP2 induces a stellate-like microtubule network, the Cam2-aster. This process is mediated by liquid-liquid phase separation (LLPS), forming numerous rings and sheets of microtubule polymerization intermediates at the polymerization centers. Free CAMSAP2 in solution then supports the radial elongation of microtubules from the polymerization center, forming the Cam2-aster.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CAMSAPファミリータンパク質群が非中心体微小管ネットワークの形成を誘導することができるという発見は、神経細胞、上皮細胞、 筋細胞、線維芽細胞など、高度な極性を持つ細胞における形づくりの基本的なメカニズムを理解する上で、画期的な発見である。この知見は、神経科学、細胞生物学、発生生物学、構造生物学など、様々な分野の研究の進展に大きく貢献するものである。また、微小管形成過程における多くの中間体の観察に成功し、チューブリンから微小管への重合過程の分子機構の理解に大きく貢献するものである。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Structural basis of membrane recognition of <i>Toxoplasma gondii</i> vacuole by Irgb62021

    • Author(s)
      Saijo-Hamano Yumiko、Sherif Aalaa Alrahman、Pradipta Ariel、Sasai Miwa、Sakai Naoki、Sakihama Yoshiaki、Yamamoto Masahiro、Standley Daron M、Nitta Ryo
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: e202101149-e202101149

    • DOI

      10.26508/lsa.202101149

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CAMSAP2 organizes a γ-tubulin-independent microtubule nucleation centre2021

    • Author(s)
      Imasaki Tsuyoshi, Nitta Ryo et al.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: 1 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1101/2021.03.01.433304

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 微小管結合タンパク質2020

    • Author(s)
      吉川知志, 仁田英里子, 今崎剛, 仁田 亮
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 71 Pages: 298-303

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡で見る医学・生命科学2021

    • Author(s)
      仁田 亮
    • Organizer
      横浜市立大学大学院医学研究科 大学院医学セミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Challenges of cryo-EM applications for medical and biological science2021

    • Author(s)
      Ryo Nitta
    • Organizer
      RIKEN-BDR Online Retreat
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡で見る医学・生命科学2021

    • Author(s)
      仁田 亮
    • Organizer
      京都大学大学院理学研究科 大学院セミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 解剖学教室において基礎医学研究を推進する:私なりのスタンスを探して2021

    • Author(s)
      仁田亮
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・第98回日本生理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The mechanism of microtubule nucleating center formation by CAMSAP22021

    • Author(s)
      Imasaki T, Kikkawa S, Niwa S, Shigematsu H, Aoyama K, Mitsuoka K, Shirouzu M, Takeichi M, Nitta R
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・第98回日本生理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡で見たいもの:医学・生物学応用2020

    • Author(s)
      仁田亮
    • Organizer
      第1回クライオ電子顕微鏡画像からの高度情報処理研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ電顕で見る細胞骨格ネットワーク構築の分子構造基盤2020

    • Author(s)
      仁田 亮
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] イメージング時代の構造生命科学2020

    • Author(s)
      田中啓二,若槻壮市 (仁田亮, 今崎剛 (分担執筆))
    • Total Pages
      248
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758103855
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Book] Cutting Edge of Molecular Cardiology 新しい臨床を開拓するための分子循環器病学2019

    • Author(s)
      小室一成 (今崎剛, 仁田英里子, 仁田亮 (分担執筆))
    • Total Pages
      210
    • Publisher
      南山堂
    • ISBN
      9784525249410
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi