| Project/Area Number |
20K06577
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Nagoya City University (2021-2022)
Hamamatsu University School of Medicine (2020) |
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Principal Investigator |
Kikushima Kenji 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (50569142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬藤 光利 浜松医科大学, 国際マスイメージングセンター, センター長 (20302664)
矢尾 育子 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60399681)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 分子モーター / ユビキチンリガーゼ / 軸索輸送 / 神経細胞 / バイオイメージング / モータータンパク質 / キネシン / SCRAPPER / KIF1 / 超解像イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
脳神経内に多く発現するKIF1キネシンモータータンパク質は神経の伸長と維持に重要である。しかし、神経細胞内における局在、活性制御機構に関しては未だに不明な点が多い。我々は、脳内でユビキチン化プロテアソーム系タンパク質分解を担うSCRAPPERがKIF1を選択的に分解し、局在を制御していることを見出した。本研究では、SCRAPPER遺伝子改変マウスと最新の超解像イメージング技術を用い、脳神経内におけるKIF1とSCRAPPERとの相互作用を分子レベルで明らかにする。これはユビキチンプロテアソームがモータータンパク質の局在、ならびに神経極性を制御するという新たな機構を提唱するものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
Protein degradation by the ubiquitin proteasome system plays important roles for various cellular functions. We found that SCRAPPER, an E3 ubiquitin ligase, selectively degrades KIF1, a motor protein responsible for axonal transport in neuron. To visualize the location of KIF1 degradation in neurons, we performed bioimaging using an autophagy-detecting fluorescent protein with SCRAPPER-KO mice as well as ubiquitin proteasome inhibitors. We found that SCRAPPER regulates the distribution of KIF1 in neurons and may modulate the axonal transport.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
KIF1は神経内軸索輸送において重要な機能を担っているにもかかわらず、その活性制御や分解過程に関してはほとんど明らかになってはいなかった。我々は、脳内でユビキチン化プロテアソーム系タンパク質分解を担うSCRAPPERがKIF1の選択的な分解を担っており、KIF1は順行性軸索輸送を担った後に、「使い捨てモータータンパク質」としてSCRAPPERにより分解されている可能性を見出した。このことはユビキチンプロテアソームによるタンパク質分解がモータータンパク質の神経内局在、ならびに小胞輸送機構を制御するといった、これまでにない機構を提唱するものである。
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