| Project/Area Number |
22K15053
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
千葉 杏子 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10795701)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | モータータンパク質 / 細胞内輸送 / 筋萎縮性側索硬化症 / ALS / 微小管 / キネシン / KIF5 / 神経変性疾患 / Kinesin-1 |
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| Outline of Research at the Start |
KIF5Aタンパク質は細胞内でさまざまな物質の輸送に携わる。KIF5Aの遺伝子変異は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因となるが、遺伝子変異が神経変性を引き起こすメカニズムは明らかになっていない。本研究は精製KIF5Aを用いた解析により遺伝子変異がKIF5Aタンパク質の機能および性質に与える影響を明らかにする。KIF5Aの輸送機能が損なわれることが神経変性とどのように関連するのか解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
キネシンは細胞内でカーゴ輸送などに携わるモータータンパク質の１つである。キネシンの一つであるKIF5Aの遺伝子変異は筋萎縮性側索硬化症（ALS)の原因となることが近年報告された。遺伝子変異の多くはKIF5Aのexon27周辺配列に生じ、多くがスプライシング異常によりエクソン27のスキップを引き起こす。エクソン27の欠失は、ヒトKIF5Aタンパク質を構成する1032アミノ酸のうち、998番目のグリシンでフレームシフトを起こす。したがって998番目のグリシン以降の34アミノ酸は、変異型KIF5Aでは39アミノ酸からなる別の配列に置き換わる。本研究ではこの変異型KIF5Aの解析を行ってきた。初年度にはALS変異型KIF5Aのリコンビナントタンパク質を用いた生化学解析から、ALS変異型KIF5Aにおいてはタンパク質の凝集が起こることを明らかにした。この凝集にフレームシフトによって生じたC末端領域がどのように関わるのかを検証するため、ALS変異によって生じるC末端の39アミノ酸に着目して解析した。蛍光タンパク質に、野生型KIF5AのC末端あるいはALS変異によって生じる新規C末端を付加したリコンビナントタンパク質を作製した。ゲル濾過クロマトグラフィーを行ったところ、野生型KIF5AのC末端を付加した場合に比べ、ALS変異型のC末端を付加した場合は高分子量側へのピークシフトが見られた。これらの結果から、ALS変異型KIF5AのC末端が凝集に重要であることが示唆された。今後は細胞に今回解析したKIF5AのC末端配列を発現させた際の凝集形成や細胞毒性を検証することで、ALS変異型KIF5Aの凝集が起こる仕組みを明らかにできると考えられる。
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